機械加工中車床振動導致振刀問題的探究

尹風婷

摘 要：截止到現在，放眼于我國機械行業的發展進程，可以看出其發展態勢是非常迅猛的。導致機床振動的原因，來自于工件和機床還有刀具這三個系統中，任意系統的剛性不足所致。本文針對車床加工零件過程中出現的振刀問題、車床振動問題展開論述，并且以刀具原因和工件原因等為著手點，將問題原因找到，同時借助有效的方式將產品加工質量全面提升。

關鍵詞：車床振動;機械加工;振刀

引言：振動——在機床之中的某個零件處于失衡狀態，其能夠對機床的質量造成相應的影響。機床之中出現振動的原因就是內部運行并不順暢，假如機床在帶病狀態下運行，那么就可能會出現重大的安全問題，并且也會導致工作人員心情煩躁，對于操作者的工作質量和心態都是起到負面影響作用。

1、機械過程中出現振動的特征以及原因

通過對機械加工振動的情況進行了解，其通常包含的類型有三種，分別是強迫和自由以及自激等。所謂的自由振動就是當處于機械加工工作的過程中，加工系統因為承受初始干擾的情況，從而使得原本處于平衡狀態下的形態遭受相應的破壞，主要是依賴彈性恢復力來將振動進行維持。

2、機械加工過程中車床振動的因素

2.1工件因素

在開展機械加工的過程中，最難以加工的工序是細長軸類的外圓車削。核心因素就是在進行細長軸車削時，其主軸擺動的幅度比較大，或者工件原料處于過長狀態，使工件變形問題產生，并且主軸出現了較大程度的擺動，這種情況下就會導致工件產生變形。如果本身是細長軸類型的部件，那么這個部件內部的軸類零件以及長度之間的比重，要比特定比重大，就會產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行過程中，還會存在容易變形的狀況。造成該情況的主要原因是，薄壁零件會產生裝夾變形的問題，基于此而導致工件出現變形狀況，由此導致加工時會產生打刀亦或是振刀的問題。假如想要將這個問題合理的解決，那么就需要對加工工藝進行調整。

2.2機床主電機以及振動

（1）主電機的軸承，軸承自身的質量不過關。在整個裝配過程中沒有清潔而造成損壞情況，在進行裝配的過程中，出現配合損壞情況，這些都會造成振動，而且也有較大的噪聲出現。處理方式：在對軸承進行更換的過程中，應該對工作環境進行整頓，從而規避掉將軸承碰傷的情況。（2）主電機和電機子座出現間隙問題。處理方式：把間隙之間的部位檢查清楚，假如發現螺釘出現松動就把其擰緊，假如螺帽出現松動就需要將其再次緊固。

2.3強迫振動出現的原因

在進行機械加工的時候，假如產生強迫振動，具體因素主要來自于兩方面，內部因素和外部因素。將關注對象放到系統內部，可以看出致使其出現振動的原因是：第一來自于離心慣性力。詳細了解機械加工工藝系統內部的情況就能發現，電動機轉子還有聯軸節等，都是在被加工狀態時會出現不平衡狀況，該情況會致使離心慣性力產生，由此導致強迫振動的情況產生。第二為機械加工系統轉動機構內部出現問題。其中某些機械處于運行時，旋轉零件也會產生制造差的問題，這些誤差會使周期性干擾力產生，致使強迫振動問題的出現。第三為機械加工時產生間歇特性。如果工件加工部分間斷出現一定的節奏交替，其很容易會出現激振力，由此使得強迫振動的情況出現。工藝系統外圍原因而致使強迫振動問題產生：首先是地基振動方面因素，比如說大型沖床還有空氣壓縮機等。其次就是運動部件在開展換向工作時所出現的強迫振動。

2.4機床自身原因

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

3.機械加工里存在車床振動問題的處理方案

3.1加工過程中出現振動問題的處理

需要將機床處于加工時所出現的振動情況合理處理并解決，將工件重量減輕，確保慣性得以減少。對于振動的最大區域進行夾持固定，必要的情況下應該借助有效的工具夾持，這樣可以將加工系統原本的剛性最大程度提升。同時還能從工件旋轉方面來調整，在具體操作過程中將主軸轉速最大程度的提升，借助低進給以及高轉速的方式來完成加工過程。

3.2激振力降低

所謂的激振力是因為機械加工過程中的回旋不平衡而導致的，激振力減少就是將沖擊力和離心慣性力減少。首先是針對電動機轉子以及砂輪等，展開動平衡及靜平衡處理，亦或是將自動平衡裝置進行設置。其次是將轉動裝置的可靠性及平穩性全面提升，盡可能把直齒輪采用斜齒輪代替。最后是將轉動的可靠性全面提升，將裝配質量和制造精度增強。

3.3振動以及卡盤

卡盤上的卡爪在裝夾工件的過程中，由于磨損而產生喇叭口狀。這樣會導致裝夾工件時出現不牢靠或歪斜的情況，具體的處理方式：更換卡盤或卡爪。更換卡盤時應注意檢查卡盤本身與機床的同軸度，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卡盤，加強裝夾的牢固性，減少因卡盤自身原因引起的車床振動。

3.4合理選取切削用量

在整個的切削過程里面，切削用量的選擇至關重要，切削用量以及金屬切除率之間呈現出線性關聯性，切削用量選擇不合適也會導致車床產生振動，如果車削過程中出現振動，可以考慮調整切削用量。比如粗車時可以選擇較低的切削速度、較大的進給量和背吃刀量，以便解決較高切削速度引起的車床振動;也可以通過減小進給量解決較大進給量引起的車床振動;或者通過減小背吃刀量解決因為較大背吃刀量引起的車床振動;對于形狀復雜或較大零件，可以采用反刀進行車削，以便抵消零件本身原因引起的車床振動。總之合理選擇切削用量，可以較好地解決因為切削用量選擇不當引起的車床振動。

3.5振動以及刀架

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

3.6提升系統阻尼

阻尼提升能夠使得振動平穩性以及動剛度得以全面提升，通常采用的方式是，在機床主軸的位置上將電流變液阻尼器設置上去，將系統結構動剛度提升的方式，就是確保設備結構件剛度在原有基礎上得以提升。

4.結語

本文的內容就是針對車床加工過程中，出現的打刀問題以及機床振動等情況，展開細致的研究和分析。從而將機械加工過程中，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，針對相應情況做出合理且有效的策略，將機械加工過程中出現的材料浪費情況進行處理和解決。

參考文獻

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