Меры по устранению вибрации токарного станка в процессе токарной обработки

Одной из частых неисправностей при точении 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 режущего инструмента. Следовательно, необходимо принять некоторые меры для уменьшения или устранения вибрации, создаваемой станком.

Сегодня я в основном расскажу о причинах и мерах по устранению низкочастотной вибрации, вызванной деформацией системы заготовки и системы подручника в процессе обработки.

01 <сильный> Основные характеристики низкочастотной вибрации

После устранения вибрации вращающихся компонентов и системы трансмиссии станка основным типом токарной вибрации является самовозбуждающаяся вибрация, которая не меняется со скоростью токарной обработки.

Основные характеристики низкочастотной вибрации:

• низкая частота вибрации (50~300 Гц), низкий уровень шума при вибрации
• Следы, оставленные на режущей поверхности заготовки, глубокие и широкие
• Сильная вибрация, которая часто приводит к ослаблению деталей станка (таких как задняя бабка, подручник и т. д.) и поломке лезвия из цементированного карбида.

02 <сильный> Причины низкочастотной вибрации

При низкочастотной вибрации при токарной обработке обычно вибрирует система заготовки и система подручника (но в большинстве случаев вибрация системы заготовки велика и играет ведущую роль). Они иногда отделяются друг от друга, а иногда сближаются, производя силы и реакции одинаковой величины и противоположных направлений. В процессе вибрации, когда заготовка и инструмент раздвигаются, сила резания F разделяется в том же направлении, что и перемещение заготовки, и совершаемая работа положительна. Когда заготовка приближается к инструменту, работа силы приближающегося резания F отрицательна.

Во время поворота:

• трение между стружкой и передней поверхностью инструмента
• Степень затвердевания металла, с которым сталкивается инструмент при врезании и выходе из заготовки, отличается
• Фактический геометрический угол инструмента периодически изменяется в процессе вибрации.
• Во время вибрации траектория относительного движения инструмента к заготовке имеет форму эллипса, что вызывает периодическое изменение сечения резания.
• Следы, оставленные вибрацией заготовки во время предыдущего вращения, вызывают периодические изменения в секции резания. Эти пять условий могут вызывать периодические изменения силы резания и приближать фазовое расстояние f к>f. Таким образом, в каждом цикле вибрации положительная работа силы резания над заготовкой (или инструментом) всегда больше, чем отрицательная работа, которую она совершает над заготовкой (или инструментом), так что заготовка (или инструмент) получает энергию. дополнение и генерирует самовозбуждающуюся вибрацию.

03 <сильный> Меры по устранению низкочастотной вибрации

(1) При низкочастотной вибрации вибрация в основном вызывается изменением силы резания, вызванным вибрацией в направлении Y, что приводит к сближению фазового расстояния f>f и вызывает вибрацию.

В основном принимаются следующие 5 мер.

① Главный угол отклонения инструмента ( μ Чем больше угол R), тем меньше сила FY и тем меньше вероятность возникновения вибрации. Поэтому правильно увеличьте основной угол отклонения инструмента, чтобы устранить или уменьшить вибрацию.

② Правильное увеличение переднего угла инструмента может уменьшить усилие FY и уменьшить вибрацию.

③ Если задний угол инструмента слишком велик или лезвие слишком острое, инструмент легко вгрызается в заготовку, что может вызвать вибрацию. Когда инструмент правильно пассивирован, задняя режущая поверхность может предотвратить «вгрызание» инструмента в заготовку, что может уменьшить или устранить вибрацию.

④ При токарной обработке положение острия инструмента слишком низкое (ниже центра заготовки) или при растачивании на токарном станке положение острия инструмента слишком высокое, что уменьшит фактический передний угол острия инструмента. и увеличьте задний угол, который легко производит вибрацию.

⑤ Если система подручника имеет отрицательную жесткость, легко «закусить» заготовку и вызвать вибрацию. Следовательно, вибрации, вызванной отрицательной жесткостью системы подручника при точении, следует избегать, насколько это возможно.

(2) Когда в процессе токарной обработки образуется широкая и тонкая стружка, вибрация в направлении Y вызывает изменение силы резания. Когда режущая часть широкая и тонкая, вибрация в направлении Y вызовет резкое изменение поперечного сечения и силы резания. Поэтому в этом случае легко возникает вибрация. Например, при точении продольной фрезой чем больше глубина резания, тем больше скорость подачи и меньше главный угол отклонения, тем шире и тоньше сечение резания, тем легче произвести вибрацию. Поэтому при выборе скорости токарной обработки мы должны избегать зоны средней скорости, где сила резания уменьшается со скоростью (при резке углеродистой стали диапазон скоростей составляет 30 ~ 50 м/мин), и уменьшать силу резания тележки на В то же время соответствующее увеличение скорости подачи и уменьшение глубины резания также помогают подавить вибрацию.

(3) Недостаточная жесткость системы заготовки и системы подручника является основной причиной низкочастотной вибрации. Для устранения или уменьшения вибрации можно принять следующие меры:

① При зажиме заготовки тремя или четырьмя захватами постарайтесь свести к минимуму ошибку соосности между центром вращения заготовки и центром вращения шпинделя и избегайте вибрации, вызванной периодическим изменением силы резания, вызванным прерывистым резом или неравномерным резом из-за заготовки. наклон.

② При обработке тонких и длинных заготовок, которые легко деформируются, изгибаются и вибрируют, используется упругий центр и вспомогательная опора, а охлаждающая жидкость добавляется для охлаждения заготовок, чтобы уменьшить деформацию термического расширения заготовок.

③ При зажиме заготовки не вытягивайте заготовку слишком долго. Для заготовки с недостаточной жесткостью для увеличения жесткости заготовки используются разумная центральная рама, упор для пятки инструмента и центр и другие вспомогательные опоры.

④ При использовании верхней части верхняя часть и коническое отверстие верхней части должны хорошо совпадать, чтобы избежать изгиба заготовки из-за слишком большой силы домкрата или раскачивания заготовки из-за слишком маленькой силы домкрата, и обратите внимание на то, что подвеска задней бабки рукав не должен быть слишком длинным.

⑤ Зазор подшипника шпинделя станка напрямую влияет на точность вращения и жесткость шпинделя. Если 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 и устранить вибрацию.

⑥ Регулярно проверяйте контакт между средней кареткой и большой кареткой, а также направляющую в форме ласточкиного хвоста между малой опорой ножа и средней кареткой, и регулируйте наклонную вставку, чтобы поддерживать соответствующий зазор, чтобы избежать сползания при движении опоры ножа, вызывающего вибрация системы упора ножа.

⑦ Каждый раз, когда квадратный держатель инструмента поворачивается, чтобы заставить инструмент повернуться в требуемое положение, квадратный держатель инструмента должен быть нажат и зафиксирован, чтобы предотвратить ослабление квадратного держателя инструмента, снижение жесткости системы держателя инструмента и возникновение вибрации.