機械加工中車床震動導致震刀問題

摘要：在機械加工的過程中難免會出現(xiàn)車床震動所產(chǎn)生的震刀問題，嚴重影響到工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性與準確性，使機械配件的性能與質(zhì)量受到影響。因此明確車床震動的基本原因，能夠幫助技術人員更好地探究出相應的應對機制，降低震刀問題的發(fā)生幾率，提高機械加工制造的穩(wěn)定性與精確性。推動機械加工企業(yè)的健康發(fā)展。對此本文結(jié)合車床震動的基本原因，探究車床震動問題的預防策略，為企業(yè)更好地獲得經(jīng)濟收益與社會效益，奠定基礎。

關鍵詞：機械加工;車床震動;震刀問題

引言

在機械加工環(huán)節(jié)，車床震動所導致的震刀問題往往致使企業(yè)所加工的零部件出現(xiàn)質(zhì)量問題，極大提高了“加工周期”，“材料耗費”及“耗損程度”，進而導致企業(yè)難以在經(jīng)濟生產(chǎn)的過程中，獲得預期的社會效益和經(jīng)濟收益。而要想解決震刀問題，就需要明確車床震動的原因，從問題成因入手，降低車床震動的發(fā)生幾率，幫助機械加工企業(yè)更好地開展“成本控制”與“質(zhì)量控制”工作，推動機械加工企業(yè)的健康發(fā)展。然而在現(xiàn)代信息技術快速發(fā)展的背景下，機械加工負責人應將數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲技術充分應用到機床震動問題的處置中，提高對機床震動原因的分析效率，增強機床震動問題解決的質(zhì)量。

一、誘發(fā)車床震動的基本原因

誘發(fā)車床震動的基本原因主要有機床、刀具及工件等方面的原因。首先是機床原因。（1）技術人員應查看機床的“尖頂”、“主軸箱”的性能，明確主軸箱內(nèi)是否擁有“滾動軸承組合”。（2）查看尾架狀況，查找頂夾是否存在“上下偏動”、“左右偏動”的情況。（3）查看機床所有的拖板是否得到有效的固定。在這個過程中，技術人員應加強對“中托板”的檢測。（4）明確“三爪卡盤”是否存在“螺旋槽損壞”的問題。其次是刀具原因，在刀具檢查的過程中，技術人員需要明確刀具是否存在“夾緊問題”、“質(zhì)量問題”及“墊片問題”。隨后檢查刀具的鋒利程度，衡量刀具能否滿足機械加工中的切削參數(shù)要求。隨后，根據(jù)車削的情況，明確相應的問題，篩選出能夠滿足機械加工的刀具。除此之外，刀具“進給量”的大小也容易誘發(fā)車床顫動問題。所以在車床檢查的過程中，還需要結(jié)合具體的加工要求，加大刀具的“進給量”。而在加工“粗超度”或“精細度”較高的機械零部件時，技術人員還需要考慮材料的余量，以此避免反復修磨所造成的“車床震動”及“震刀”問題。最后是工件原因。在機械加工的過程中，由于“細長軸車削”時的“原料太長”，容易導致主軸發(fā)生擺動，進而誘發(fā)工件出現(xiàn)變形的問題。而如果細長軸的“軸類零件”與“長度”的比值大于標準比例，又容易出現(xiàn)震刀與打刀的問題，致使“薄壁零件”出現(xiàn)明顯的變形。這些都是車床震動誘發(fā)震刀問題的關鍵原因。而在箱形部品的層面上，由于箱形部品的車削難度大，表面可變性較強，容易導致車床出現(xiàn)明顯的震動問題?？傮w來講車床震動的原因主要有刀具、機床及工件等層面上的原因，通過制定科學合理的檢測標準，能夠幫助技術人員在第一時間內(nèi)，明確車床震動的基本原因，并從問題原因的角度出發(fā)，制定出相應的解決策略。但這種解決策略主要以“事后修復”為主，難以在機械加工前期，避免和預防相關問題的發(fā)生和出現(xiàn)。所以機械加工企業(yè)有必要從問題預防的角度出發(fā)，制定相應的預防策略。

二、預防車床震動問題的策略

首先，為預防機械加工中所存在的車床震動問題，需要企業(yè)減少“容易產(chǎn)生震動問題”的工件數(shù)量和重量，從降低工件與工件之間的慣性出發(fā)，提高車床的穩(wěn)定性。而對震動嚴重的部分，或者是容易產(chǎn)生劇烈震動的部分，技術人員則需要通過固定、夾持等措施，提高機床或工件的穩(wěn)定性。如果企業(yè)條件允許，可選擇中心架、保持器等專業(yè)夾具。其次，技術人員需要增強加工系統(tǒng)的剛性，采用擁有較高“彈性系數(shù)”的刀柄，亦或者將“抗震力”加入到減震器中，以此吸收車床加工時所產(chǎn)生的能量。再次，從“工件”、“刀片”旋轉(zhuǎn)的角度出發(fā)，選擇“逆向車削技術”，對相應的工件進行加工與制造。與此同時，還需要科學調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)動速度，通過“低進給”和“高轉(zhuǎn)速”的方式，改進刀具的外型與性能。減小刀具半徑，降低切削過程中所存在的阻力。而在對側(cè)傾角上，技術人員必須確保車削方向“保持垂直”。如果切削力度較差，技術人員可以通過應用槽型刀的方式，將傾角轉(zhuǎn)變?yōu)樨撝?。雖然在這個過程中，刀具的傾角發(fā)生了變化，但依舊能夠?qū)崿F(xiàn)正值車削的效果。與此同時，對加工精度與粗超度要求較高的道具，可通過磨合道具，材料余量去除或選擇較為成型的刀片來開展“成形車削”活動，以此降低機床刀具的修磨頻率，規(guī)避震動問題的出現(xiàn)和發(fā)生，提高機床運轉(zhuǎn)的效率。以上方法和策略能夠在機械加工前期，幫助企業(yè)規(guī)避車床震動問題的出現(xiàn)和發(fā)生，使現(xiàn)代企業(yè)更好地提高材料利用率，降低成本投入。然而在機械加工的過程中，現(xiàn)代企業(yè)還需要制定相應的管理機制和工作標準，通過制度制定與標準實施，降低車床震動的發(fā)生概率，提高機械加工的實效性與有效性。（1）制定規(guī)范化作業(yè)標準，明確工作人員的工作目標、內(nèi)容及檢查標準。確保工作人員能夠在工件、機床、道具檢查的過程中，降低車床震動的發(fā)生幾率，提升機床運行的穩(wěn)定性和有效性。（2）制定科學的監(jiān)督機制，從“工件重量”、“系統(tǒng)剛性”、“工件與刀片旋轉(zhuǎn)”等角度出發(fā)，對機床設備進行監(jiān)督和檢查，并將檢查與監(jiān)督結(jié)果，與職工的績效考核、薪資水平相掛鉤，提高工作人員對機床震動問題的關注程度，提升機械加工的穩(wěn)定性與安全性。（3）制定應急響應及處理機制，即在車床震動問題出現(xiàn)后，應選取相應的應急手段，對其進行處理，并將處理結(jié)果、問題表現(xiàn)形式記錄在計算機數(shù)據(jù)庫中。幫助工作人員更好地應對未來可能出現(xiàn)的機床震動問題。此外，在現(xiàn)代信息技術發(fā)展的背景下，機械加工負責人可利用信息挖掘、分析及處理技術，分析機床震動時的參數(shù)變化，根據(jù)“參數(shù)變化”狀況，確定機床震動的“主要原因”、“形成機理”及“問題癥結(jié)”，以此提高機床震動問題的解決效率和質(zhì)量，增強機械加工的安全性。

結(jié)語

機械加工企業(yè)為規(guī)避車床震動所導致的震刀問題，應提高對車床震動與震刀問題的關注力度，制定相應的檢查標準與管理制度，引導技術人員或加工人員在工件加工前期，檢查工件情況、刀具剛度及車床軸承，并制定出相應的解決策略，提高機械加工的穩(wěn)定性。此外，還應在日常作業(yè)中，做好相應的防護措施，從工件重量、夾持程度及刀具旋轉(zhuǎn)等方面，避免相關問題的發(fā)生和出現(xiàn)，增強機械加工的實效性與穩(wěn)定性。

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作者簡介：

吳福輝，男，漢族，1986-1，廣東茂名人，廣東石油化工學院，助理實驗師，本科學歷，工學學士學位，研究方向：機械電子，機械自動化。