機(jī)床振動(dòng)以及預(yù)防_優(yōu)秀論文

1、 機(jī)床振動(dòng)以及預(yù)防機(jī)床工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng), 不僅會影響機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度和被加工零件的質(zhì)量, 而且還要降低生產(chǎn)效率和刀具的耐用度, 振動(dòng)劇烈時(shí)甚至?xí)档蜋C(jī)床的使用性能, 伴隨振動(dòng)所發(fā)出的噪音會影響機(jī)床工人的健康。隨著我國機(jī)床工業(yè)的飛速發(fā)展, 機(jī)床的振動(dòng)問題也就更加引起人們的重視。一般的說, 機(jī)床工作時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)基本上有兩大類：1）受迫振動(dòng)；2）自激振動(dòng)。例如在車床、銑床和磨床上, 經(jīng)常見到回轉(zhuǎn)主軸系統(tǒng)的受迫振動(dòng), 其頻率取決于回轉(zhuǎn)主軸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速（在銑削時(shí)還與銑刀的齒數(shù)有關(guān)）。在機(jī)床上發(fā)生的自激振動(dòng)類型較多, 例如有回轉(zhuǎn)主軸（或與工件、或與刀具聯(lián)系）系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)或彎曲自激振動(dòng)；機(jī)床床身、立柱、橫梁等支

2、撐件的彎曲或扭擺自激振動(dòng)；還有工作臺等移動(dòng)部件在低速運(yùn)行時(shí)所發(fā)生的張弛摩擦自激振動(dòng)（通稱爬行）等等。通常把金屬切削過程中表現(xiàn)為刀具與工件之間強(qiáng)烈的相對振動(dòng)的這種自激振動(dòng)稱為“顫振”。機(jī)床工作時(shí)發(fā)生振動(dòng)是常見的。機(jī)床振動(dòng)不僅歪曲了工件的幾何形狀和尺寸, 而且還將在已加工表面上留下振紋, 降低了精度和表面光潔度, 加劇了金屬表面層的冷硬情況, 振動(dòng)時(shí)刀具的耐用度也將急劇下降, 甚至導(dǎo)致刀刃的崩壞, 這個(gè)問題對于性質(zhì)較脆的硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具來說尤為嚴(yán)重。機(jī)床發(fā)生振動(dòng)后, 往往迫使操作工人降低切削用量, 因而限制了機(jī)床的生產(chǎn)率。此外, 在機(jī)床自動(dòng)線中, 只要有一臺機(jī)床發(fā)生振動(dòng)而被迫暫停運(yùn)轉(zhuǎn), 就會

3、破壞生產(chǎn)的節(jié)律, 引起生產(chǎn)過程的混亂?？梢姍C(jī)床振動(dòng)是必須引起注意的一個(gè)重要問題。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展, 對機(jī)床零件的制造精度和表面質(zhì)量提出了更高的要求, 從而使機(jī)床振動(dòng)問題的研究成為研制、生產(chǎn)和使用機(jī)床等部門必須面對的重大課題, 研究機(jī)床振動(dòng)的目的在于探究機(jī)床振動(dòng)的原因, 謀求防止和消除機(jī)床振動(dòng)的方法, 以研制抗振性更佳的機(jī)床。一般來說, 增強(qiáng)“機(jī)床-刀具-工件”工藝彈性系統(tǒng)的剛度, 是提高工藝系統(tǒng)抗振性從而防止振動(dòng)的最普遍方法, 它在任何情況下可用來防止受迫振動(dòng)和自激振動(dòng), 并能消除破壞工作過程平穩(wěn)進(jìn)行的個(gè)別沖擊因素的影響。因此, 為了提高整個(gè)工藝系統(tǒng)的剛度, 增強(qiáng)工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)特別是切削

4、力傳遞路線上最薄弱環(huán)節(jié)的剛度, 顯然是很重要的。當(dāng)減輕零件的重量既不會降低系統(tǒng)的剛度, 也不會使系統(tǒng)特性發(fā)生其他不利的變化時(shí), 減輕主振系統(tǒng)的質(zhì)量同提高系統(tǒng)剛度的作用一樣, 都能提高系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率, 從而減小了振動(dòng)的振幅, 即起到了提高系統(tǒng)抗振性的作用。必須指出, 增加振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼, 例如適當(dāng)調(diào)節(jié)零件某些配合處的間隙, 以及采用阻尼消振裝置等, 將增加系統(tǒng)對激振能量的耗散作用, 從而就能防止和消除振動(dòng), 保證系統(tǒng)平穩(wěn)的工作。當(dāng)振動(dòng)發(fā)生以后, 減小激發(fā)振動(dòng)時(shí)的激振力, 即減小受迫振動(dòng)時(shí)的外激振力, 或自激振動(dòng)式的內(nèi)激振力, 往往是必須采取的消振措施, 對于前者例如可減少?轉(zhuǎn)零件的不平衡所引

5、起的離心力、斷續(xù)切削所產(chǎn)生的沖擊力等等, 為此必須做到：1）對于轉(zhuǎn)速在600轉(zhuǎn)/min以上的零件必須予以平衡, 磨床上的砂輪應(yīng)予仔細(xì)平衡, 并經(jīng)常修正以保持其正確的外形, 也可采取自動(dòng)平衡裝置。機(jī)床上使用的卡盤、刀盤等均要予以平衡；2）提高皮帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)及其他傳動(dòng)裝置的穩(wěn)定性。在較高轉(zhuǎn)速檔下, 使主軸直接用皮帶或連軸節(jié)與電動(dòng)機(jī)發(fā)生傳動(dòng)關(guān)系;采用最完善的皮帶接頭, 使其連接后的剛度和厚度變化最??；用三角皮帶代替平皮帶, 使三角皮帶的剛度和厚度盡可能均勻些；采用纖維織成的傳動(dòng)帶；以斜齒輪或人字齒輪代替正齒輪；在銑床主軸上安裝飛輪等。對于高精度的小功率機(jī)床, 盡量不用齒輪、皮帶等可能成為

6、外來振源的元件。使動(dòng)力源與機(jī)床本體充分隔離, 用絲帶來傳動(dòng)。適當(dāng)調(diào)節(jié)三角皮帶拉力, 合理選擇皮帶長度, 使其擾動(dòng)頻率不接近主軸的轉(zhuǎn)速。盡量使皮帶拉力的主方向不同工件或刀具運(yùn)動(dòng)的主方向相重合, 以避免皮帶擾動(dòng)的影響；3）改善以聯(lián)軸節(jié)相連的各軸的軸心線間的不同軸度, 從高速軸和主軸上去除帶動(dòng)油泵的凸輪；對于后者則借助于改變切削條件方法, 如：（1）選擇防震切削用量。在任何情況下都應(yīng)該避免切除寬而薄的切屑（即在大切削深度和小走刀量下切下的切屑）；切削速度應(yīng)該在容易發(fā)生振動(dòng)的范圍以外, 即采用較低的速度和較高的速度來工作；（2）合理選擇刀具的幾何參數(shù)。主偏角和副偏角盡可能選的大些。前角對振動(dòng)的影響很大, 前角愈大, 切削過程愈平穩(wěn), 故應(yīng)采用正前角。后角應(yīng)盡可能取得小些, 但不要太小, 以致刀具后刀面與加工面之間發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦, 特別是對于走刀量較小的情形；（3）采用抗振刀具等。以上列舉的防止和消除機(jī)床振動(dòng)的一般方向, 并未完全概括所有可能的消振措施, 例如選擇合理的工藝過程, 可在很大程度上減少發(fā)生振動(dòng)的危險(xiǎn):如在通用機(jī)床上避免加工極限直徑或極限長度的工件, 盡可能在接近加工處夾緊工件, 使切削力接近工件夾持處；車削薄壁管使在管內(nèi)灌水、油、或者沙, 以提高工件系統(tǒng)的阻尼性能；提高軸類零件的頂尖孔質(zhì)量；加工細(xì)長軸時(shí)使用中心架；在銑床