零件加工減振淺議

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

零件加工減振淺議

劉 鳴 紀(jì) 鑫 閆 龍 張 華 于思俊

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文簡要分析了零件加工過程中振動產(chǎn)生的基本原因，并通過實際生產(chǎn)過程中問題的處理，積累了一系列經(jīng)驗，并掌握了一些簡單的振動控制方法，使零件加工過程中的振動現(xiàn)象減輕或消失，保證零件的順利加工，為今后零件的研制建立了一些必要的技術(shù)支撐。

振動；加工；減振

零件加工振動產(chǎn)生的原因：零件加工時加工系統(tǒng)的整體或局部強(qiáng)度不夠。在加工過程中由于刀片切削過程中對零件有力的作用，在切削力的作用下零件發(fā)生輕微扭曲變形，當(dāng)變形達(dá)到一定限度后零件將產(chǎn)生顫動，加工過程就產(chǎn)生振動，產(chǎn)生振紋等加工缺陷，嚴(yán)重者甚至刀片崩刃，危及零件安全。因此，本文就零件加工過程中減振以及減振對零件的加工質(zhì)量進(jìn)行簡要論述和分析，希望對大家有所幫助。

零件加工振動產(chǎn)生的原因就是加工部位或零件加工系統(tǒng)的整體強(qiáng)度不足使零件輕微振動而產(chǎn)生的加工缺陷。

零件振動的產(chǎn)生主要有以下幾種原因：零件剛性不夠；加工系統(tǒng)剛性不足；加工參數(shù)不合理。

1 零件剛性不夠

零件剛性不夠主要表現(xiàn)在加工部位形成懸梁結(jié)構(gòu)，或可虛擬成懸梁結(jié)構(gòu)，懸伸過長，撓變形系數(shù)增加零件在同等加工參數(shù)同等切削力的作用下零件變形較大這種缺陷是零件天生缺陷，無法改變，除非更改設(shè)計，但是很多設(shè)計又由于結(jié)構(gòu)限制無法更改。因零件在加工過程中的切削力不可能完全穩(wěn)定，故隨著切削力的變化零件的變形也隨著變化，零件的形變同樣對零件加工時的切削力有影響，力小-變形小-切削深度增加-切削力增加-形變增加-切削力減小-切削深度增加-依次循環(huán)，振動產(chǎn)生，振紋隨之產(chǎn)生。當(dāng)頻率和零件或加工系統(tǒng)的固有振動頻率相近或相當(dāng)時，零件產(chǎn)生的形變將達(dá)到最大值。類似零件在加工過程中如無其他因素介入，在加工過程中固然要產(chǎn)生振動，如圖1所示。在加工過程中增加輔助支撐，零件的加工振動現(xiàn)象將減輕或者消失，如圖2所示。

2 系統(tǒng)剛性不足

系統(tǒng)剛性不足是指零件加工時與零件形成一個整體的系統(tǒng)，如夾具-零件-刃具-機(jī)床所組成的整個加工系統(tǒng)整體強(qiáng)度不足或除零件之外的其他系統(tǒng)組成不分的強(qiáng)度不足。常見的有刃具強(qiáng)度不足，機(jī)床剛性不足，夾具剛性不足。

2.1 刃具剛性不足

主要因素還是機(jī)床懸長與刀體截面之間形成的懸伸系數(shù)比值，不足主要有刃具懸伸過長，受切削力的影響變形增加，在這種情況下欠切現(xiàn)象必然產(chǎn)生，但當(dāng)達(dá)到一定程度后刃具可能產(chǎn)生振動進(jìn)而產(chǎn)生振紋甚至當(dāng)切削力過大時折斷。圖3中同類左側(cè)強(qiáng)度較好，右側(cè)強(qiáng)度就相對弱些，易產(chǎn)生振動。

2.2 機(jī)床剛性

取決于機(jī)床的本身，各種不同結(jié)構(gòu)的機(jī)床剛性不同，一般機(jī)床也有利于粗精加工之分，在加工之初，根據(jù)零件的實際狀況選擇最合適的設(shè)備最為重要，有利于精度保證也有利于效率的提升，同時也有利于設(shè)備的保養(yǎng)。如果選擇不合適很有可能造成小馬拉大車，力不從心，造成機(jī)床系統(tǒng)振動，影響零件加工質(zhì)量也影響機(jī)床主軸等重要零部件的使用壽命，并大大降低機(jī)床精度等級。例如專門的鉆鏜銑床，就不能應(yīng)用在零件的一般去余量的粗銑加工工作，這是一個最淺顯的案例。

2.3 夾具剛性

夾具剛性主要由零件加工部位所形成的夾具結(jié)構(gòu)決定。與零件剛性類似，夾具主體結(jié)構(gòu)的材料厚度，結(jié)構(gòu)形式將起到是夾具剛性的決定性因素。例如：在結(jié)構(gòu)相似的情況下，一夾具定位面的高度比另一個高，則具有較高定位面的夾具具有相對較低的夾具剛性。定為面為整體高環(huán)形定位結(jié)構(gòu)的要比柱狀定位環(huán)結(jié)構(gòu)的剛性要大。

圖1

圖2

圖3

結(jié)語

在實際應(yīng)用中一般同時調(diào)整幾個影響系統(tǒng)剛性的因素，比如，車加工過程中使用32×32刀方刀桿替代25×25刀方刀桿，使用減振刀桿替代一般刀桿，在夾具上使用輔助支撐塊，提高夾具零件形成的加工系統(tǒng)的整體剛性，進(jìn)而減少零件加工過程中產(chǎn)生的讓刀振動等狀況。

我們在精加工過程中要竭力避免振動的產(chǎn)生，以期待零件的加工能夠順序的進(jìn)行，并保證零件的表面質(zhì)量。

[1]許英,崔元萍,羅正華．盤類薄壁零件車削加工減震工裝設(shè)計及應(yīng)用[J]．工具技術(shù)ISTIC, 2014,48（04）．

[2]趙運航, 潘寶山, 羅敏．環(huán)形薄壁件加工中的脹緊減振夾具設(shè)計[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2011,（09）：135-135．

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