機(jī)械加工中車床振動(dòng)導(dǎo)致振刀問題的探究

尹風(fēng)婷

摘 要：截止到現(xiàn)在，放眼于我國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，可以看出其發(fā)展態(tài)勢(shì)是非常迅猛的。導(dǎo)致機(jī)床振動(dòng)的原因，來自于工件和機(jī)床還有刀具這三個(gè)系統(tǒng)中，任意系統(tǒng)的剛性不足所致。本文針對(duì)車床加工零件過程中出現(xiàn)的振刀問題、車床振動(dòng)問題展開論述，并且以刀具原因和工件原因等為著手點(diǎn)，將問題原因找到，同時(shí)借助有效的方式將產(chǎn)品加工質(zhì)量全面提升。

關(guān)鍵詞：車床振動(dòng);機(jī)械加工;振刀

引言：振動(dòng)——在機(jī)床之中的某個(gè)零件處于失衡狀態(tài)，其能夠?qū)C(jī)床的質(zhì)量造成相應(yīng)的影響。機(jī)床之中出現(xiàn)振動(dòng)的原因就是內(nèi)部運(yùn)行并不順暢，假如機(jī)床在帶病狀態(tài)下運(yùn)行，那么就可能會(huì)出現(xiàn)重大的安全問題，并且也會(huì)導(dǎo)致工作人員心情煩躁，對(duì)于操作者的工作質(zhì)量和心態(tài)都是起到負(fù)面影響作用。

1、機(jī)械過程中出現(xiàn)振動(dòng)的特征以及原因

通過對(duì)機(jī)械加工振動(dòng)的情況進(jìn)行了解，其通常包含的類型有三種，分別是強(qiáng)迫和自由以及自激等。所謂的自由振動(dòng)就是當(dāng)處于機(jī)械加工工作的過程中，加工系統(tǒng)因?yàn)槌惺艹跏几蓴_的情況，從而使得原本處于平衡狀態(tài)下的形態(tài)遭受相應(yīng)的破壞，主要是依賴彈性恢復(fù)力來將振動(dòng)進(jìn)行維持。

2、機(jī)械加工過程中車床振動(dòng)的因素

2.1工件因素

在開展機(jī)械加工的過程中，最難以加工的工序是細(xì)長(zhǎng)軸類的外圓車削。核心因素就是在進(jìn)行細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)，其主軸擺動(dòng)的幅度比較大，或者工件原料處于過長(zhǎng)狀態(tài)，使工件變形問題產(chǎn)生，并且主軸出現(xiàn)了較大程度的擺動(dòng)，這種情況下就會(huì)導(dǎo)致工件產(chǎn)生變形。如果本身是細(xì)長(zhǎng)軸類型的部件，那么這個(gè)部件內(nèi)部的軸類零件以及長(zhǎng)度之間的比重，要比特定比重大，就會(huì)產(chǎn)生振刀以及打刀的情況。除此之外，薄壁零件的外圓車削本身在運(yùn)行過程中，還會(huì)存在容易變形的狀況。造成該情況的主要原因是，薄壁零件會(huì)產(chǎn)生裝夾變形的問題，基于此而導(dǎo)致工件出現(xiàn)變形狀況，由此導(dǎo)致加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生打刀亦或是振刀的問題。假如想要將這個(gè)問題合理的解決，那么就需要對(duì)加工工藝進(jìn)行調(diào)整。

2.2機(jī)床主電機(jī)以及振動(dòng)

（1）主電機(jī)的軸承，軸承自身的質(zhì)量不過關(guān)。在整個(gè)裝配過程中沒有清潔而造成損壞情況，在進(jìn)行裝配的過程中，出現(xiàn)配合損壞情況，這些都會(huì)造成振動(dòng)，而且也有較大的噪聲出現(xiàn)。處理方式：在對(duì)軸承進(jìn)行更換的過程中，應(yīng)該對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行整頓，從而規(guī)避掉將軸承碰傷的情況。（2）主電機(jī)和電機(jī)子座出現(xiàn)間隙問題。處理方式：把間隙之間的部位檢查清楚，假如發(fā)現(xiàn)螺釘出現(xiàn)松動(dòng)就把其擰緊，假如螺帽出現(xiàn)松動(dòng)就需要將其再次緊固。

2.3強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)的原因

在進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候，假如產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，具體因素主要來自于兩方面，內(nèi)部因素和外部因素。將關(guān)注對(duì)象放到系統(tǒng)內(nèi)部，可以看出致使其出現(xiàn)振動(dòng)的原因是：第一來自于離心慣性力。詳細(xì)了解機(jī)械加工工藝系統(tǒng)內(nèi)部的情況就能發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子還有聯(lián)軸節(jié)等，都是在被加工狀態(tài)時(shí)會(huì)出現(xiàn)不平衡狀況，該情況會(huì)致使離心慣性力產(chǎn)生，由此導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)的情況產(chǎn)生。第二為機(jī)械加工系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)問題。其中某些機(jī)械處于運(yùn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)零件也會(huì)產(chǎn)生制造差的問題，這些誤差會(huì)使周期性干擾力產(chǎn)生，致使強(qiáng)迫振動(dòng)問題的出現(xiàn)。第三為機(jī)械加工時(shí)產(chǎn)生間歇特性。如果工件加工部分間斷出現(xiàn)一定的節(jié)奏交替，其很容易會(huì)出現(xiàn)激振力，由此使得強(qiáng)迫振動(dòng)的情況出現(xiàn)。工藝系統(tǒng)外圍原因而致使強(qiáng)迫振動(dòng)問題產(chǎn)生：首先是地基振動(dòng)方面因素，比如說大型沖床還有空氣壓縮機(jī)等。其次就是運(yùn)動(dòng)部件在開展換向工作時(shí)所出現(xiàn)的強(qiáng)迫振動(dòng)。

2.4機(jī)床自身原因

（1）查看機(jī)床頂尖是不是能夠較長(zhǎng)的伸出，查看主軸箱之中是不是存在平面滾動(dòng)軸承組合。在整個(gè)的加工過程中，能夠采用頂尖頂緊加工零件的方式，在頂尖頂緊的過程中，需要關(guān)注的是把工件中心孔進(jìn)行潤(rùn)滑。（2）找正尾座偏移狀況，查看是不是出現(xiàn)上下跳動(dòng)，或是左右跳動(dòng)的情況。（3）查看機(jī)床各拖板是否已經(jīng)緊固，特別是對(duì)中拖板的檢測(cè)。（4）對(duì)于機(jī)床主軸位置進(jìn)行檢查，查看是否將軸瓦固定到相應(yīng)的位置上。（5）對(duì)于三爪卡盤的螺旋槽是否出現(xiàn)損壞情況進(jìn)行檢查。

3.機(jī)械加工里存在車床振動(dòng)問題的處理方案

3.1加工過程中出現(xiàn)振動(dòng)問題的處理

需要將機(jī)床處于加工時(shí)所出現(xiàn)的振動(dòng)情況合理處理并解決，將工件重量減輕，確保慣性得以減少。對(duì)于振動(dòng)的最大區(qū)域進(jìn)行夾持固定，必要的情況下應(yīng)該借助有效的工具夾持，這樣可以將加工系統(tǒng)原本的剛性最大程度提升。同時(shí)還能從工件旋轉(zhuǎn)方面來調(diào)整，在具體操作過程中將主軸轉(zhuǎn)速最大程度的提升，借助低進(jìn)給以及高轉(zhuǎn)速的方式來完成加工過程。

3.2激振力降低

所謂的激振力是因?yàn)闄C(jī)械加工過程中的回旋不平衡而導(dǎo)致的，激振力減少就是將沖擊力和離心慣性力減少。首先是針對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以及砂輪等，展開動(dòng)平衡及靜平衡處理，亦或是將自動(dòng)平衡裝置進(jìn)行設(shè)置。其次是將轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的可靠性及平穩(wěn)性全面提升，盡可能把直齒輪采用斜齒輪代替。最后是將轉(zhuǎn)動(dòng)的可靠性全面提升，將裝配質(zhì)量和制造精度增強(qiáng)。

3.3振動(dòng)以及卡盤

卡盤上的卡爪在裝夾工件的過程中，由于磨損而產(chǎn)生喇叭口狀。這樣會(huì)導(dǎo)致裝夾工件時(shí)出現(xiàn)不牢靠或歪斜的情況，具體的處理方式：更換卡盤或卡爪。更換卡盤時(shí)應(yīng)注意檢查卡盤本身與機(jī)床的同軸度，也可以考慮在加工過程中將三爪自定心卡盤更換為四爪單動(dòng)卡盤，加強(qiáng)裝夾的牢固性，減少因卡盤自身原因引起的車床振動(dòng)。

3.4合理選取切削用量

在整個(gè)的切削過程里面，切削用量的選擇至關(guān)重要，切削用量以及金屬切除率之間呈現(xiàn)出線性關(guān)聯(lián)性，切削用量選擇不合適也會(huì)導(dǎo)致車床產(chǎn)生振動(dòng)，如果車削過程中出現(xiàn)振動(dòng)，可以考慮調(diào)整切削用量。比如粗車時(shí)可以選擇較低的切削速度、較大的進(jìn)給量和背吃刀量，以便解決較高切削速度引起的車床振動(dòng);也可以通過減小進(jìn)給量解決較大進(jìn)給量引起的車床振動(dòng);或者通過減小背吃刀量解決因?yàn)檩^大背吃刀量引起的車床振動(dòng);對(duì)于形狀復(fù)雜或較大零件，可以采用反刀進(jìn)行車削，以便抵消零件本身原因引起的車床振動(dòng)?？傊侠磉x擇切削用量，可以較好地解決因?yàn)榍邢饔昧窟x擇不當(dāng)引起的車床振動(dòng)。

3.5振動(dòng)以及刀架

刀架中間底部以及下部刀架沒有有效結(jié)合。具體采取的處理方式：借助平面磨床來將下部刀架磨平，隨后針對(duì)刀架中間下面位置展開刮研。通過對(duì)小滑板刀架接觸面的刮研，有效增強(qiáng)了刀架與小滑板之間的接觸。

3.6提升系統(tǒng)阻尼

阻尼提升能夠使得振動(dòng)平穩(wěn)性以及動(dòng)剛度得以全面提升，通常采用的方式是，在機(jī)床主軸的位置上將電流變液阻尼器設(shè)置上去，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度提升的方式，就是確保設(shè)備結(jié)構(gòu)件剛度在原有基礎(chǔ)上得以提升。

4.結(jié)語

本文的內(nèi)容就是針對(duì)車床加工過程中，出現(xiàn)的打刀問題以及機(jī)床振動(dòng)等情況，展開細(xì)致的研究和分析。從而將機(jī)械加工過程中，工件和車床本身還有刀具等方面的問題展開研究。除此之外，針對(duì)相應(yīng)情況做出合理且有效的策略，將機(jī)械加工過程中出現(xiàn)的材料浪費(fèi)情況進(jìn)行處理和解決。

參考文獻(xiàn)

[1]劉洋，賀正娟，張娟.車床支架機(jī)械加工工藝及夾具的設(shè)計(jì)分析[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2020（09）：79-80.

[2]吳開旭.數(shù)控車床切削控制能力對(duì)機(jī)械加工精確度的影響[J].中阿科技論壇（中英阿文），2020（06）：124-125.

[3]王剛.機(jī)械加工中車床振動(dòng)導(dǎo)致振刀問題的探究[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（02）：168.

[4]胡愷.機(jī)械加工中車床振動(dòng)導(dǎo)致振刀問題的探索[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（14）：265.