在切削金屬原件時,顫振是持續發生的,機械加工由於顫振會嚴重影響金屬工件的質量,因此減少顫振產生的不利影響是提高機床切削加工的重要方麵。為了降低顫振所帶來的不利影響,操作者在切削過程中往往臨時改變切削的加工方法,然而這種臨時性的改變必然會延長加工的時間,可能會造成工期的延誤,增加生產的成本。
現代工業生產通過采用現代化的機床能夠實現機械加工的規模化生產,因此,解決顫振帶來的不利影響對提高機械生產效率起到了至關重要的作用。機械化生產在操作和時間上的可控程度高,在解決顫振問題上人們更多關注的是提高機床的使用效率,降低加工時間。
3 再生顫振理論與減小切削顫振的措施
3.1 再生顫振理論
針對再生顫振產生的原因,理論界和實踐界普遍認同的是以下解釋:一次切削完成後會延續振動即振紋,當下一次切削開始時上一次切削延續的振紋同本次切削會存在一個差值,因此而導致切削後的薄厚程度不同而形成的顫振。
3.2 振型耦合理論
切削螺紋時,從理論上看,後轉切削與前傳切削的表麵全部分離,沒有重合的部分,因此無法產生再生顫振,但在生產實踐中也經常發生顫振。因為刀具與工件在加工過程中行進的方向組成了一個橢圓形,所以顫振同時發生在兩個方向上。由此可見,當顫振同時發生在方向相反的兩段式,因原有的兩個振型相互重合也會產生顫振。聯係到生產實踐中,在設計機床時必須要考慮到機床在不同方向加工時的承受程度。
3.3 減小切削顫振的措施
進入工業化生產以來,人們在機床切削加工上的實際生產經驗相當豐富,經過大量的生產實踐總結,減小切削顫振可以從以下3個方麵著手:
一是調整機床的各個部件的參數,包括主軸轉速、進給量、切削寬度和刀具加工角度等。實際生產中能夠發現,通過人為的改變主軸的轉速,及通過控製切削的速度使之不停的變化能夠盡可能的減少顫振的產生;
二是通過改進機床上的部分部件。由於機床的結構相當複雜,難以從整體上改進,因此可以通過對機床床身、立柱等基礎部件的改進提高機床的整體穩定程度;
三是適當的改進刀具的結構。通過增大刀具的阻尼並適當的改進刀具的結構使之與機床和零件更加貼合,能夠有效的降低顫振發生的頻率和幅度。
4 研究切削顫振現象及其控製理論的意義
通過研究顫振產生的原因為理論研究相關人員探討機床切削加工理論提供了實踐基礎,對機械加工理論和機械工程實踐的發展起到了至關重要的作用。從實際生產領域來看,通過控製顫振發生的頻率和幅度能夠盡可能的減小顫振帶來的危害,一方麵能夠為機床加工人員的身體健康提供保障,另一方麵能夠減少元件的損耗,延長機床的實用壽命、降低生產成本、提高生產效率,促進機床切削加工工藝的長足發展、增加生產效益、提高經濟收益。
參考文獻
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