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機床振動的主要原因及其造成的影響

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作者:JZ Robot來源:JZ Robot網址:http://www.nemesis1.com

引言:數控機床加工過程中的振動問題會讓加工完畢后的工件表面出現粗糙的紋路,這也導致返工率和廢品率很高。機床振動的原因一般是機床、工件、刀具(任意一種或多種)的剛性不足。下面介紹引起機床振動的主要原因及其造成的影響。


  引起機床振動與加工材料、機械設計和切削條件有很大關系。在機床切削過程涉及到工件的材料、硬度、進給量等。而機床結構則涉及到每臺機床的結構強度設計,如主軸軸承、刀塔設計、刀具裝夾等。


  數控機床加工時產生的振動是設備和動力部件的來回運動或振蕩,例如驅動電機、從動裝置(泵、壓縮機等)以及軸承、軸、齒輪、皮帶以及構成機械系統的其他元素。由于數控機床在加工時會產生振動的因素會導致機床加工零件的光潔度以及零件尺寸的精度受到影響。


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  機床振動的主要原因


  機床振動的主要原因


  機床加工時產生的振動原因有許多,也因為機床振動產生的影響導致加工零件的報廢、加工刀具使用壽命縮短、生產周期加長等。此外,振動狀況嚴重的話還會導致機床設備報廢。下文將主要介紹引起機床振動的主要原因有哪些。


  不平衡:當不平衡的重物圍繞機床軸旋轉時,旋轉部件中的“重心點”會引起振動,從而產生離心力。不平衡可能是由制造缺陷(加工錯誤、鑄造缺陷)或維護問題(變形的風扇葉片、缺少平衡重)引起的。隨著機床速度的增加,不平衡的影響變得更大。不平衡會嚴重降低軸承壽命并導致機床設備過度振動。


  機床主軸不對中:當機床主軸偏離直線時,可能會導致振動。例如,當電機和泵的軸不平行時,就會發生角度不對中。當軸平行但未完全對齊時,這種情況稱為平行未對齊。由于熱膨脹、組件移位或維護后重新組裝不當,可能會在組裝過程中導致錯位或隨著時間的推移而發生錯位。產生的振動可能是徑向的或軸向的(與機床的主軸線一致)或兩者兼而有之。


  當機床設備的滾珠或滾柱軸承、傳動帶或齒輪等部件磨損時,它們可能會引起振動。例如,當滾柱軸承座圈出現凹坑時,軸承滾柱每次經過受損區域時都會產生振動。嚴重缺損或磨損的齒輪齒,或損壞的傳動皮帶,也會產生振動。


  機床振動會有哪些影響


  機床由各種零件組成,當產生振動時,它們也開始以相同的頻率振動。如果該頻率接近該零件的固有振動頻率,則振動幅度將非常過大,零件可能會斷裂。在機床中,應嘗試消除或減少振動源。為此,必須首先研究振動對機床的影響??梢钥紤]振動對機床、工件、刀具壽命和切削條件的影響。


  振動對工件的影響:由于存在振動,獲得的表面光潔度將非常差,因此這對于磨削和鏜孔等精加工操作非常重要。在此類機床設備中,必須完全消除振動。由于振動,工作的尺寸精度也會受到影響。


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  機床振動的主要原因


  機床振動對刀具壽命的影響:由于刀具壽命僅是切削變量的函數,因此機床中存在的振動極大地影響了刀具壽命。結果表明,如果存在振動,刀具壽命將減少約70-80%的正常值。


  機床振動對切削條件的影響:由于機床中存在振動,切削工具去除的切屑厚度不會保持恒定,因此切削力也會發生變化。同樣由于振動,工具在工作的運動方向上發生振動位移,從而導致工具顫動。穿透率也會變化,因此穿透力不會保持恒定。此外,由于刀具的振動,切削速度不會保持恒定,而是在正確值附近變化。


  文章主要介紹了引起機床振動的主要原因,瀏覽全文能了解到機床加工時產生的振動原因有許多,例如機床主軸不對中以及機床部件出現磨損等。機床振動產生的影響導致加工零件的報廢、加工刀具使用壽命縮短、生產周期加長等。


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