久久久国产一区二区_国产精品av电影_日韩精品中文字幕一区二区三区_精品一区二区三区免费毛片爱

機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 振刀紋形狀的種類及成因---請(qǐng)教 [打印本頁(yè)]

作者: shopturn 時(shí)間: 2009-6-10 20:56
標(biāo)題: 振刀紋形狀的種類及成因---請(qǐng)教
前輩師傅們，振刀在機(jī)械加工中十分常見，能否幫我總結(jié)一下振刀紋形狀的種類及成因。
謝謝！

作者: 珠穆朗瑪 時(shí)間: 2009-6-10 20:58
振刀？還沒聽說過，介紹一下學(xué)習(xí)

作者: shopturn 時(shí)間: 2009-6-10 22:01
小弟先開個(gè)頭，引網(wǎng)上的一篇文章，權(quán)當(dāng)拋磚引玉。
車床切削振刀原因與改善對(duì)策（原文地址：http://qzone.qq.com/blog/22503173-1238333748 ）
一、摘要
一般使用車床進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，會(huì)發(fā)生所謂的“振刀”的場(chǎng)合約有以下幾種場(chǎng)合：

（一)利用成型刀片進(jìn)行成形車削。
（二）細(xì)長(zhǎng)圓桿的外圓車削。
（三）薄肉圓桿的外圓車削。
（四）箱形部品（如鈑金焊接結(jié)構(gòu)件）車削。
（五）超硬材質(zhì)切削。
（六）軸承已受損而繼續(xù)切削等。

　　當(dāng)振刀發(fā)生時(shí)，刀具、工件與車床的振動(dòng)往往導(dǎo)致工廠內(nèi)部有刺耳的噪音，而其振幅大小單邊達(dá)數(shù)十微米(μm)以上，有時(shí)其至高達(dá)100微米以上亦所在多聞。這種振刀不僅造成刀具或工件的夾持變松之外，同時(shí)也因其吵鬧的噪音對(duì)操作人員造成不良的身心影響，而加工精度也因此無法達(dá)成客戶的要求，因此各工具機(jī)廠莫不戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地將振刀問題之排除視為草大的挑戰(zhàn)。

　　本文簡(jiǎn)要的描述“振刀”的分類與挑除的方法，并且以一個(gè)實(shí)際的案例說明振刀的問題排除與防治之道。透過儀器的實(shí)測(cè)，將原來的振動(dòng)藉由局部的修改設(shè)計(jì)而達(dá)到高達(dá)十倍以上的改善成果。

二、基本方法
　　有關(guān)工具機(jī)的顫振(Chattering)學(xué)理分析在工具機(jī)研究上屬于相當(dāng)艱深的一門學(xué)問，其產(chǎn)生來源與加工材質(zhì)、機(jī)械設(shè)計(jì)及切削條件有著相當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)[2,3]，一般以圖2.1來解釋整個(gè)切削系統(tǒng)，其中“切削過程”牽涉到材質(zhì)（工件）的硬度、進(jìn)給的大小等等，而“機(jī)器結(jié)構(gòu)”部份則牽涉到工具機(jī)各單體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，諸如主軸軸承、頭部本體，刀盤設(shè)計(jì)以及刀具夾持等特性。由于學(xué)理有著一大堆數(shù)學(xué)方程式[4]，在此不對(duì)此部份做深入的介紹，僅將一般客戶常發(fā)生的振刀現(xiàn)象，概分成以下兩類：

（一）強(qiáng)制振動(dòng)(Forced Vibration)
　　這是在斷續(xù)切削而導(dǎo)致的強(qiáng)制振動(dòng)或者是因轉(zhuǎn)動(dòng)零件有瑕玼而造成的振動(dòng)，一般常見常見的如軸承的損壞而造成的異音或齒輪嚙合不佳以及工件夾持不佳、主軸擺幅過大等現(xiàn)象皆屬此類。這類問題中，斷續(xù)車削屬于加工技術(shù)問題，而零件瑕玼即大部份來自于工具機(jī)的裝配技術(shù)及其關(guān)鍵零組件的質(zhì)量控制，而且也與機(jī)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念有關(guān)。其特征為振動(dòng)的特性與轉(zhuǎn)數(shù)的大小有直接的關(guān)聯(lián)。　

（二）自激振動(dòng)(Self-excited Uibration)
　　這是因?yàn)榍邢骷庸r(shí)具有周期性的工作凹凸不平特性造成周期相位的少許錯(cuò)開而又反復(fù)重迭的再生效果所產(chǎn)生的影響一般又可稱之為“共振”(Resonance)，其主因來自于工具機(jī)結(jié)構(gòu)的自然頻率受到激發(fā)或者是工件夾持系統(tǒng)的自頻率過低而受到激發(fā)所引起。由于結(jié)構(gòu)的自然頻率只隨夾持或固定方式的改變而改變，因此振刀發(fā)生時(shí)，改變切削條件（如改變轉(zhuǎn)速）往往石以改善切削振動(dòng)，然而在某些無法改變切削速度的場(chǎng)合（如攻牙或某些材質(zhì)的切削），往往只有借助于夾持方式的變更，甚至于改變刀具或刀具固定方式才能解決這類問題。

三、抑制振刀的對(duì)策

　　依據(jù)研究所得的振刀原理，目前應(yīng)用于加工現(xiàn)場(chǎng)中有一些比較具體而實(shí)用的方法：

（一）盡量選擇切削阻抗較小的一切條件，亦即最適當(dāng)?shù)牡毒哌M(jìn)給速率與切削速度（或主軸轉(zhuǎn)速）。

（二）調(diào)整切削速度以避開共振。
（三）減輕造成振動(dòng)的部份的工作重量，慣性越小越好。
（四）針對(duì)振動(dòng)最大的地方予以固定或夾持，如中心架、工作保持器等。
（五）提高加工系統(tǒng)的剛性，例如使用彈性系數(shù)較高的刀柄或使用加入動(dòng)態(tài)減振器(Dynamic Damper)的特殊抗震力，以吸收沖擊能量。
（六）從刀片與工作旋轉(zhuǎn)方向下功夫（如圖3.1中所示，工作將刀具下壓同時(shí)也增高刀具的穩(wěn)定性）。
（七）改變刀具的外型與進(jìn)角，例如（圖3.2）：鼻端半徑(Nose Radius)越小越好，以降低切削阻力。側(cè)傾角(Sick Rake Angle) 必須取正值，以使切削方向更近垂直。后傾角(Back Rake Augle) 最好為正值，惟甚去屑切屑能力相　　　　　　對(duì)變差，因此一般可選用槽刑刀以使傾角變?yōu)樨?fù)值，但仍保有正值的切削效果。　

（４）導(dǎo)角(Lead Augle)越小越好，最好為零。

　　端切削緣角(end Cutting Edge Augle)越大越好，以減少刀具在工作上的摩耗，惟其支撐刀具的能力亦相對(duì)降低。

四、案例研究
　　圖4是一個(gè)車床車攻不銹鋼工作的內(nèi)牙而產(chǎn)生振刀的一個(gè)案例，仔細(xì)觀察該工作的振刀可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)徑分布著非常均勻的振刀刮痕，因此可以確認(rèn)此現(xiàn)象屬于固定頻率的振動(dòng)現(xiàn)象至于振刀發(fā)生的主要以及如何分析該振動(dòng)是屬于強(qiáng)制制動(dòng)或自激振動(dòng)而采取不同的對(duì)策，現(xiàn)場(chǎng)的工作經(jīng)驗(yàn)固然可解決這個(gè)困擾，本文中則嘗試以另一個(gè)利用學(xué)理以及量測(cè)儀器（頻譜分析儀）來找出振動(dòng)主因并進(jìn)而改善振動(dòng)的方法。

　　工作的材質(zhì)為不銹鋼，所使用的刀具為Φ20的內(nèi)牙刀，由于是攻內(nèi)牙，因此進(jìn)給率和轉(zhuǎn)速是固定不變的（亦即不能改變進(jìn)給率以改善切削狀況），于本案中，進(jìn)給率F＝2.309mm/ reu，轉(zhuǎn)速N＝1120 rpm。利用振動(dòng)頻譜分析儀，將其中一個(gè)加速規(guī)(Accelerameter) 貼置于軸承外蓋，另一個(gè)加速規(guī)貼并于刀盤后方之Z軸方向，可以得到如圖4.2的頻譜圖，從圖上可以發(fā)現(xiàn)，刀盤上的振動(dòng)量(533.65mg)高過于主軸上的振動(dòng)量(427.818mg)，意味著刀具的振動(dòng)大于主軸或軸承的振動(dòng)；而從最高峰的頻率來看，2200Hz的頻率是整個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)頻率，如此高頻的振動(dòng)可以粗估為刀具振刀，圖4.3則嘗試改變不同的轉(zhuǎn)速(N＝855rpm)，從圖上可以明顯的看出振幅因?yàn)檗D(zhuǎn)速的減慢而變小，但是振動(dòng)頻率依舊維持在2200Hz！這種現(xiàn)象告訴我們，這種振動(dòng)與轉(zhuǎn)速無關(guān)，而是一種自激式振動(dòng)，亦即刀具系統(tǒng)（或可說是切削系統(tǒng)）的結(jié)構(gòu)自然頻率(Natural Frquency)被切削刀所激發(fā)。

　　在推斷振刀的型態(tài)方面，另有一個(gè)方法可以大略估算振動(dòng)頻率以正確掌握該振動(dòng)為強(qiáng)制振動(dòng)或自激式振動(dòng)。在本案例中，由于振刀會(huì)周期性的振動(dòng)而在工件內(nèi)牙面留下一齒一齒的顫紋，其顫紋間距為：
　　　　2π N △L＝（──?──）R 　60 f 　　
　　其中N為轉(zhuǎn)速(rpm)，R為牙面的半徑，f為振動(dòng)頻率而△l為顫紋間距，倘若△l隨著小值的不同而不同，且成正比關(guān)系，則可確認(rèn)頻率f為定值，因而斷定是結(jié)構(gòu)自然頻率問題，并可依公式推算此頻率值與量測(cè)頻率是否接近，如此一來，改善振動(dòng)就變得比較有方向與方法可循了。

五、振刀改善方法：

　　本文第三節(jié)中所提到的抑制振刀對(duì)策中，在本案例中受到一些限制：

（１）車螺牙無法改變進(jìn)刀速度，否則會(huì)使節(jié)距(Pitch)改變。
（２）內(nèi)牙刀無法改變進(jìn)刀的角度。
（３）材質(zhì)硬度限制切削速度，而切削速度（或轉(zhuǎn)速）則直接影響到生產(chǎn)量。　　
　　因此在本案中，只有借助于更高級(jí)的抗震刀或者改變?cè)邢飨到y(tǒng)的剛性（或夾持能力）的方法了，然而前者意味著客戶必須負(fù)擔(dān)較高的刀具成本卻只能做到其它競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手用一般刀具使能生產(chǎn)的質(zhì)量條件，當(dāng)然無法令客戶滿意，因此在本案中，重新改變?cè)嫉牡毒邐A持設(shè) 計(jì)，例如選用較長(zhǎng)的刀具座或者刀具襯套，甚至改變刀盤的厚度都是可行的方法，又如將切削之內(nèi)牙刀與刀具座焊接在一起都是可行的方法，當(dāng)然，最治本的方法當(dāng)然是改變刀盤厚度的設(shè)計(jì)了。

　　圖5.1即為只更換襯套，但不更改刀具座的頻譜量測(cè)結(jié)果，從頻譜中可以清楚的看出其振動(dòng)幅已由原來的427.818㎎降低到43.577㎎，足足改善近十倍，而原來金屬斷續(xù)切削之刺耳聲當(dāng)然亦轉(zhuǎn)為正常切削之順耳的聲音了。圖5.2顯示改善過后的工作外型已相當(dāng)?shù)钠亮?。

六、結(jié)論
　　本文主要探討CNC車床在切削時(shí)發(fā)生所謂“振刀”的可能原因以及改善的方法，并透過車攻內(nèi)牙的案例介紹，將實(shí)際切削所發(fā)生的振刀利用頻譜分析儀與加速規(guī)將振動(dòng)時(shí)特性量測(cè) 下來以做為振動(dòng)診斷的要因分析之參考。在本案例中，透過刀具座與襯套的局部修正即可解決令人頭痛的振動(dòng)問題。然而對(duì)工具機(jī)制造廠而言，真正的設(shè)計(jì)應(yīng)該是在結(jié)構(gòu)上盡量避免強(qiáng) 度的不足與振刀的發(fā)生，否則將只是亡羊補(bǔ)牢。就本案例而言，刀盤厚度的最佳與設(shè)計(jì)值得進(jìn)一步的研究，以確保機(jī)器切削之高穩(wěn)定性。

請(qǐng)各位前輩師傅們幫我討論

作者: 小鏈機(jī) 時(shí)間: 2009-6-10 23:48
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，這方面的資料還真不多啊。

作者: hjk3xd 時(shí)間: 2011-6-3 21:21
學(xué)習(xí)了，非常感謝！

作者: 喝雪花干車床 時(shí)間: 2011-6-3 21:38
總結(jié)的很高深。不知能不能徹底消化、理解、使用

作者: zhj309 時(shí)間: 2011-6-4 13:12
以前做過類似的工裝，不過是銑不均勻分布的槽的工裝。

作者: 國(guó)慶wq 時(shí)間: 2012-9-21 14:06
學(xué)習(xí)下

作者: 昊天大帝 時(shí)間: 2012-9-21 20:47
學(xué)習(xí)下，這樣的情況遇見的還真不少，主要是通過改變切削3要數(shù)解決的的，很復(fù)雜的情況還真沒見過！~！~

作者: 加工將來 時(shí)間: 2012-9-21 20:58
可以利用變速車削，可以手動(dòng)，也可以用M指令。

作者: tsms123 時(shí)間: 2012-9-22 01:02
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

歡迎光臨機(jī)械社區(qū) (http://www.ytsybjq.com/)