精密數(shù)控車床自激振動(dòng)產(chǎn)生的原因及解決方法

精密數(shù)控車床自激振動(dòng)產(chǎn)生的原因及解決方法

產(chǎn)生原因在機(jī)械加工過(guò)程中，自激振動(dòng)是由振動(dòng)過(guò)程本身引起某種切削力的周期性變化，又由這個(gè)周期性變化的切削力，反過(guò)來(lái)加強(qiáng)和維持振動(dòng)，是振動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)充了由阻尼作用消耗的能量。當(dāng)振動(dòng)運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，該交變力也就消失了。這種在金屬切削過(guò)程中的自激振動(dòng)，一般稱為切削顫振。

特別指出，自激振動(dòng)發(fā)生的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于強(qiáng)迫振動(dòng)。切削相對(duì)振動(dòng)會(huì)降低工件已加工的表面品質(zhì)，并影響刀具乃至機(jī)床的使用壽命。尤其現(xiàn)在高精度的數(shù)控車床的大量使用，由數(shù)控車床所保證的工件的高精度等指標(biāo)，將會(huì)在顫振發(fā)生時(shí)變得毫無(wú)意義。

精密數(shù)控車床振動(dòng)產(chǎn)生的解決方法

(1)安裝刀具時(shí)選取合適的中間高度。車削內(nèi)孔槽時(shí)，刀尖點(diǎn)理論上要求與孔的中間線一致，但實(shí)際上在安裝刀具時(shí)刀尖點(diǎn)往往在中間線偏上0.1 mm左右，這主要是刀具在切削時(shí)，刀尖點(diǎn)由于受到反作用往往下偏移，因此要給其一個(gè)補(bǔ)償量。

(2)盡可能縮短刀桿的懸伸量以提高刀具的剛性。當(dāng)?shù)稐U受力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彎曲，會(huì)引發(fā)振動(dòng)，且懸長(zhǎng)越長(zhǎng)，振動(dòng)加劇。一般情況下，刀具伸出的長(zhǎng)度不宜超過(guò)刀桿長(zhǎng)度的2-3倍，這樣可以大大提高細(xì)長(zhǎng)刀桿的抗彎強(qiáng)度。

(3)合理選擇刀具的幾何參數(shù)。刀具的幾何參數(shù)主要有：刀具的前角、主偏角、后角等。前角對(duì)振動(dòng)的影響較大，隨著前角的大，振動(dòng)幅度也會(huì)隨之下降。但在切削速度較高時(shí)，前角對(duì)振動(dòng)的影響將減弱。所以，高速切削時(shí)，即使用負(fù)前角的刀具，也不致產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。如果是主偏角提升，切削力將會(huì)減少，同時(shí)切削寬度也減小。隨著主偏角的提升，振動(dòng)幅度逐漸減小，但當(dāng)角度大于90°后，振動(dòng)的幅度又會(huì)有所提升。對(duì)于后角的選擇，可減小到2°~3°，此時(shí)振動(dòng)有明顯的減弱。也可以在刀具主后角上，磨出一段負(fù)倒棱角，能起到很好的消振作用。

(4)提高工件系統(tǒng)的抗振性。提高工藝系統(tǒng)的抗振性，是控制和預(yù)防自激振動(dòng)的重要措施之一。在工藝系統(tǒng)中，工件系統(tǒng)往往是易于發(fā)生振動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)，因此提高工件系統(tǒng)的抗振性，是非常必要的。

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