Одной из частых неисправностей при поворотах является вибрация. При вибрации станка нарушается и разрушается нормальный процесс резания технологической системы, что не только серьезно ухудшает качество обрабатываемой поверхности, но и сокращает срок службы станка и инструмента. Поэтому нам необходимо принять некоторые меры по снижению или устранению вибрации станков.
1. Основные характеристики низкочастотной вибрации.
После устранения вибрации вращающихся компонентов станка и системы трансмиссии основным типом вибрации при повороте является автовозбуждающаяся вибрация, которая не меняется со скоростью вращения. В этой статье представлены причины и меры по устранению низкочастотной вибрации, вызванной деформацией системы заготовки и системы держателей инструмента в процессе обработки.
Основными характеристиками низкочастотной вибрации являются:
①Частота вибрации низкая (50–300 Гц), а шум, издаваемый во время вибрации, низкий;
②Следы, оставленные на режущей поверхности заготовки, глубокие и широкие;
③Вибрация относительно сильная, что часто приводит к ослаблению и поломке твердосплавных лезвий компонентов станка (таких как задняя бабка, подручник и т. д.).
картина
2. Причины низкочастотной вибрации
Когда при точении возникает низкочастотная вибрация, обычно вибрируют как система заготовки, так и система держателя инструмента (но в большинстве случаев вибрация системы заготовки сильнее и играет доминирующую роль). Иногда они разделяются, а иногда приближаются, в результате чего направления равны и равны. Противоположные силы действия и противодействия. Во время процесса вибрации, когда заготовка и инструмент удаляются друг от друга, сила резания F разделяется в том же направлении, что и перемещение заготовки, и совершаемая работа положительна. Когда заготовка приближается к инструменту, работа силы резания F отрицательна.
Во время поворота:
① Трение между стружкой и передней поверхностью инструмента;
②Степень закалки металла, с которой сталкивается инструмент при резке и выходе из заготовки, различна;
③Фактический геометрический угол инструмента периодически меняется во время процесса вибрации;
④ При вибрации траектория относительного движения инструмента к заготовке имеет эллиптическую форму, что вызывает периодические изменения сечения резания;
⑤Следы, оставленные вибрацией заготовки во время предыдущего оборота, вызвали периодические изменения сечения резания.
Эти пять ситуаций могут вызвать периодические изменения силы резания и привести к переходу фазы F > приближению F. Таким образом, в каждом цикле вибрации положительная работа, совершаемая силой резания на заготовке (или инструменте), всегда больше отрицательной работы, которую она совершает на заготовке (или инструменте), так что заготовка (или инструмент) получает энергетическая добавка и генерирует энергию. Самовозбуждающаяся вибрация.
3. Мероприятия по устранению низкочастотной вибрации.
01
В случае низкочастотной вибрации фазовое расстояние F > F вызывает вибрацию главным образом из-за изменения силы резания, вызванного вибрацией в направлении Y.
В основном принимаются следующие четыре меры.
①Чем больше основной угол отклонения (угол μr) инструмента, тем меньше сила Fy и тем меньше вероятность возникновения вибрации. Поэтому угол основного отклонения инструмента следует соответствующим образом увеличить, чтобы устранить или уменьшить вибрацию.
② Соответствующее увеличение переднего угла инструмента может уменьшить силу Fy и тем самым ослабить вибрацию.
③ Если угол наклона инструмента слишком велик или лезвие слишком острое, инструмент легко врежется в заготовку и вызовет вибрацию. Когда инструмент правильно пассивирован, его боковая поверхность предотвращает «вгрызание» инструмента в заготовку, что может уменьшить или устранить вибрацию.
④ Если положение кончика инструмента слишком низкое (ниже центра заготовки) во время токарной обработки или положение кончика инструмента слишком высокое при расточке на токарном станке, фактический передний угол кончика инструмента будет уменьшен, а задний угол уменьшится. увеличиваться, что легко вызывает вибрацию.
⑤ Если система держателей инструмента имеет отрицательную жесткость, ее легко «вгрызать» в заготовку и вызвать вибрацию. Поэтому следует максимально избегать вибрации, вызванной отрицательной жесткостью системы держателей инструмента во время токарной обработки.
02
Когда во время точения образуется широкая и тонкая стружка, вибрация в направлении Y вызывает изменение силы резания. Когда режущая секция широкая и тонкая, вибрация в направлении Y приведет к резким изменениям площади поперечного сечения реза и силы резания. Поэтому в этом случае легко возникает вибрация. Например: при точении продольным инструментом, чем больше глубина резания, чем больше подача и чем меньше главный угол отклонения, тем шире и тоньше будет режущая часть и тем легче будет производить вибрацию. Поэтому при выборе скорости поворота следует избегать области средней скорости, где сила резания уменьшается с увеличением скорости (при резке углеродистой стали диапазон скоростей составляет 30–50 м/мин), уменьшая при этом силу обратного поворота и соответственно увеличивая подачи и Уменьшение глубины резания также помогает снизить вибрацию.
03
Недостаточная жесткость системы заготовки и системы держателей инструмента является основной причиной низкочастотной вибрации. Для устранения или уменьшения вибрации можно принять следующие меры:
① При зажиме заготовки тремя или четырьмя захватами старайтесь свести к минимуму ошибку соосности между центром вращения заготовки и центром вращения шпинделя, чтобы избежать вибрации, вызванной периодическими изменениями силы резания, вызванными прерывистым резанием, или неравномерностью резания, вызванной наклоном заготовки. . .
② При обработке тонких, длинных и склонных к деформации, изгибу и вибрации заготовок используйте упругие наконечники и вспомогательные опоры, добавляя охлаждающую жидкость, чтобы уменьшить тепловое расширение и деформацию заготовки.
③При зажиме заготовки не удлиняйте заготовку слишком сильно. Для заготовок с недостаточной жесткостью используйте разумные вспомогательные опоры, такие как центральные рамы, подставки для инструментов и верхние части, чтобы увеличить жесткость заготовок.
④ При использовании наконечника наконечник и коническое отверстие наконечника должны хорошо совпадать, чтобы избежать изгиба заготовки из-за слишком большой толкающей силы или раскачивания заготовки из-за того, что толкающая сила слишком мала для обеспечения поддержки. Также следите за тем, чтобы вылет втулки задней бабки не был слишком длинным.
⑤ Зазор подшипника шпинделя станка напрямую влияет на точность вращения и жесткость шпинделя. Если во время использования обнаруживается, что зазор слишком велик, а жесткость недостаточна из-за износа подшипника, следует отрегулировать зазор подшипника и приложить усилие предварительного натяга для увеличения жесткости системы детали и устранения вибрации.
⑥ Регулярно проверяйте контакт между направляющими «ласточкин хвост» между средней кареткой и большой кареткой, а также малым подручником и средней кареткой и регулируйте наклонные полоски, чтобы поддерживать соответствующие зазоры, чтобы избежать сползания при движении подручника, вызывающего вибрацию система подставки для инструмента.
⑦Каждый раз, когда квадратный держатель инструмента поворачивается для перемещения инструмента в желаемое положение, квадратный держатель инструмента следует нажимать и фиксировать, чтобы предотвратить ослабление квадратного держателя инструмента и снижение жесткости системы держателя инструмента и возникновение вибрации.
