Одной из частых поломок при токарных операциях является вибрация. При вибрации станка нарушается и нарушается 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 для уменьшения или устранения вибрации станка.
1. Основные характеристики низкочастотной вибрации
После устранения вибрации вращающихся компонентов и системы трансмиссии станка основным типом вибрации при повороте является самовозбуждающаяся вибрация, которая не изменяется со скоростью вращения. Ознакомить с причинами и мерами по устранению низкочастотной вибрации, вызванной деформацией системы заготовки и деформацией системы резцедержателя в процессе обработки.
К основным характеристикам низкочастотных колебаний относятся:
① Низкая частота вибрации (50-300Гц), а шум, издаваемый во время вибрации, низкий;
② Следы, оставленные на режущей поверхности заготовки, глубокие и широкие;
③Вибрация относительно сильная, что часто ослабляет компоненты станка (такие как задняя бабка, держатель инструмента и т. д.) и ломает лезвие из цементированного карбида.
Во-вторых, причина низкочастотной вибрации
При низкочастотной вибрации при токарной обработке обычно вибрирует как система заготовки, так и система держателя инструмента (но в большинстве случаев вибрация системы заготовки относительно велика и играет доминирующую роль). Противоположные силы действия и противодействия. В процессе вибрации, когда заготовка и инструмент удаляются друг от друга, сила резания F направлена в ту же сторону, 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;
② Степень закалки металла, с которой сталкивается инструмент при врезании и выходе из заготовки, различна;
③ В процессе вибрации фактический геометрический угол инструмента периодически изменяется;
④ При вибрации траектория относительного движения инструмента к заготовке представляет собой эллипс, что вызывает периодические изменения сечения резания;
⑤ Следы, оставленные вибрацией заготовки во время предыдущего оборота, вызывали периодические изменения в секции резания.
These five situations can cause periodic changes in the cutting force, and make the F phase move away from>F. Таким образом, в каждом цикле вибрации положительная работа, совершаемая силой резания над заготовкой (или инструментом), всегда больше, чем отрицательная работа, которую она совершает над заготовкой (или инструментом), так что заготовка (или инструмент ) дополняется энергией. самовозбуждающаяся вибрация.
3. Мероприятия по устранению низкочастотной вибрации
01
В случае низкочастотной вибрации это в основном связано с изменением силы резания, вызванным вибрацией в направлении Y, что заставляет фазу F приближаться к > F и генерировать вибрацию.
В основном примите следующие четыре меры.
①Чем больше угол режущей кромки (угол µr), тем меньше сила Fy и тем меньше вероятность возникновения вибрации. Поэтому соответствующим образом увеличьте угол режущей кромки инструмента, чтобы устранить или уменьшить вибрацию.
② Правильное увеличение переднего угла инструмента может уменьшить силу Fy, тем самым уменьшая вибрацию.
③ Задний угол инструмента слишком велик или лезвие слишком острое, инструмент легко вгрызается в заготовку и легко генерирует вибрацию. Когда инструмент правильно пассивирован, его боковая сторона может предотвратить «вгрызание» инструмента в заготовку, что может уменьшить или устранить вибрацию.
④Положение острия инструмента слишком низкое во время токарной обработки (ниже центра заготовки) или слишком высокое положение острия инструмента при растачивании на токарном станке, что уменьшит фактический передний угол острия инструмента и увеличит задний угол, который подвержен вибрации.
⑤ Если система держателя инструмента имеет отрицательную жесткость, она легко «вгрызается» в заготовку и вызывает вибрацию. Поэтому вибрации, вызванной отрицательной жесткостью системы держателя инструмента при токарной обработке, следует по возможности избегать.
02
Когда при точении образуется широкая и тонкая стружка, вибрация в направлении Y вызывает изменение силы резания. Когда режущая часть широкая и тонкая, вибрация в направлении Y вызовет резкие изменения площади поперечного сечения и силы резания. Следовательно, в этом случае очень легко создать вибрацию. Например: при продольном точении инструмента чем больше глубина резания, тем больше скорость подачи и чем меньше главный угол отклонения, тем шире и тоньше режущая часть и тем легче возникает вибрация. Поэтому при выборе скорости токарной обработки следует избегать зоны средних скоростей, где сила резания уменьшается со скоростью (при резке углеродистой стали диапазон скоростей составляет 30-50 м/мин), и в то же время уменьшать вращающее усилие и соответствующим образом увеличьте скорость подачи. Уменьшение глубины резания также помогает гасить вибрацию.
03
Недостаточная жесткость системы заготовки и системы держателя инструмента является основной причиной низкочастотной вибрации, и для устранения или уменьшения вибрации могут быть приняты следующие меры:
① При зажиме заготовки тремя или четырьмя захватами постарайтесь свести к минимуму погрешность соосности между центром вращения заготовки и центром вращения шпинделя и избегайте вибрации, вызванной периодическим изменением силы резания, вызванным наклоном заготовки и прерывистым резанием или неравномерная резка.
② При обработке тонких и длинных заготовок, которые легко деформируются и изгибаются, вызывая вибрацию, используйте эластичные накладки и вспомогательные опоры при охлаждении охлаждающей жидкостью, чтобы уменьшить тепловое расширение и деформацию заготовки.
③Зажимая заготовку, не допускайте, чтобы заготовка выступала слишком далеко. Для заготовок с недостаточной жесткостью используйте подходящие вспомогательные опоры, такие как центральная рама, контропора и верхняя часть, чтобы увеличить жесткость заготовки.
④ При использовании наконечника наконечник и коническое отверстие наконечника должны быть хорошо совмещены, чтобы избежать изгиба заготовки из-за слишком большого усилия домкрата или слишком малого усилия домкрата для поддержки заготовки, и обратите внимание на то, чтобы выступ втулки задней бабки не был слишком долго.
⑤ Зазор подшипника шпинделя станка напрямую влияет на точность вращения и жесткость шпинделя. Если обнаружено, что зазор слишком велик, а жесткость недостаточна из-за износа подшипника во время использования, следует отрегулировать зазор подшипника и применить предварительную нагрузку, чтобы увеличить жесткость системы заготовки для устранения вибрации.
⑥Регулярно проверяйте состояние контакта направляющей «ласточкин хвост» между средней кареткой и большой кареткой, а также между малым держателем инструмента и средней кареткой и регулируйте наклонные вставки, чтобы поддерживать соответствующий зазор, чтобы избежать проскальзывания при перемещении держателя инструмента, вызывающего вибрация системы крепления инструмента.
⑦ Каждый раз, когда квадратный держатель инструмента поворачивается, чтобы повернуть инструмент в требуемое положение, квадратный держатель инструмента следует нажимать и фиксировать, чтобы избежать вибрации, вызванной ослаблением квадратного держателя инструмента и снижением жесткости системы держателя инструмента.
