㈠ 加工中的「顫振」是追求精度的最大障礙之一,如何解決
從技術上講,顫振是由非穩態切削導致的自激振動。我們知道,任何切削過程都要求系統具有一定動態剛性,這個系統由工件、刀具和機床組成。當上述系統的彈性超過所需要的剛性時,切削過程就會失穩,切削過程振動水平增加,最終導致顫振。
失穩的不利影響:更差的表面質量,刀具磨損加劇以及機床某些部件壽命降低。從經濟角度看,顫振導致能耗和物耗增加。而減少這些耗費往往又犧牲了生產時間、切削能力和生產率。
在生產實踐中,一般來說機床的振動是不希望產生的。這是因為振動所產生的雜訊能刺激操作工人引起疲勞,降低工作效率.並且它又能使機床零件過早出現疲勞破壞,從而使零件的安全程度、可靠性和強度下降,機床的振動還會導致被加工工件的精度降低,刀具壽命和生產率下降。在機床上面發生的自激振動類型較多,例如回轉主軸(或與工件聯系、或與刀具聯系)系統的扭轉或者彎曲自激振動;機床床身、立柱、橫梁等支撐件的彎曲或扭擺自激振動;切屑形成的周期性引起的顫振和整台機床的搖晃。此外還有機床工作台等移動部件在低速運行時所發生的張弛摩擦自激振動(通稱爬行)等等。通常把金屬切削過程中表現在刀具與工件間強烈的相對振動的這種自激振動稱為「顫振」。切削過程中形成不連續切削的周期與工件、刀架或者機床的傳動機構中的任一部分振動的固有周期相同,是產生顫振的主要原因之一。
切削顫振由切削過程中所產生的動態周期性力激發而引起,並能維持其振動不衰減。機械加工中的顫振是影響機械產品加工質量和機床切削效率的關鍵技術問題之一。切削顫振疊加在剝離多餘金屬必須的工作運動如切削、進給及切入運動上,並影響刀具乃至機床的使用壽命。為減小顫振所帶來的不良影響,加工中被迫臨時改變切削用量,如降低切削深度等。而這卻妨礙充分利用機床額定功率,導致加工工時,即製造成本上升,延誤工期。顫振問題在投資龐大的現代化數控機床上尤為值得關注,因為這類機床的經濟性建立在其時間和功效方面的高度利用上。長期以來,機械製造業中的雜訊污染相當突出,大大超過國家環保標准。刺耳的雜訊是工件—刀具系統強烈切削顫振的結果,它降低了產品的表面質量,降低了生產效率和刀具、設備壽命,增加了材料和能源消耗。同時會誘發長期在這種環境下工作的人們的心血管等系統疾病,嚴重危害人們的身心健康。
㈡ 車床常見故障及排除方法
普通車床屬於機械行業中最為常見的裝備,運行中涉及到很多技術,如電機技術、感測技術、自動化技術等,表現出綜合性的特點。雖然普通車床的工作能力強,但是仍舊面臨著故障的干擾。以下是我為你整理的普通車床的常見故障與排除方法,希望能幫到你。
結合車床以及故障原因分析,列舉普通車床運行中常見的故障及相關的排除方法,以此來維護普通車床的運行性能。
1、振動故障及排除
普通車床的振動故障是最為常見的故障類型,車床在加工生產的期間,振動是很難避免的,存在一些振動屬於正常的運行范圍,當振動較為劇烈時,就會影響普通車床的加工精度,降低車床的生產效率,同時還會加重車床的磨損,不利於車床刀具的穩定性。當普通車床出現振動故障時,在陶瓷、硬質合金內,故障的表現最為明顯。
車床發生振動故障時,在實踐中提出幾點排除的措施,輔助普通車床快速恢復到正常的運行狀態,如:
(1)普通車床的故障維護人員,檢查車床上的固定螺栓,如地腳螺栓,保障螺栓安裝的准確性,一旦發現有松動或安裝不正確的螺栓,實行現場處理,立即執行故障排除,擰緊螺栓後,確保螺栓的安裝位置准確;
(2)控制旋轉件的跳動幅度,特別是膠帶構件,實現徑向圓跳動,防止其跳動幅度過大而造成振動;
(3)檢查普通車床的主軸中心,避免存在徑向過大擺動的問題,維護人員可以主動地調整主軸擺動,減小主軸的擺動幅度或者直接採取角度選配法的方式,控制主軸擺動;
(4)校正普通車床的磨削刀具,保持穩定的切削路徑,保持刀尖的位置,稍高於中心位置,排除車床工作時的振動問題。
2、雜訊故障及排除
雜訊故障不僅影響普通車床的運行,同時也會影響車床運行的環境。一般情況下,雜訊是故障發生的前提,當普通車床運行時,出現不符合常規的雜訊,就表示車床出現了故障,維護人員需准確地分析雜訊的來源及成因,以便快速地排除故障。普通車床運行後,雜訊會隨著周期、溫度、負荷的增加而增加,最終導致車床進入不良的運行狀態,干擾正常的運行。
雜訊故障的排除要根據普通車床的實際情況執行。列舉普通車床雜訊故障中,常見的排除方法,如:
(1)維護人員檢查普通車床的運動副,結合運動副反饋出的情況,調整、修復引起雜訊的零件,促使車床的主軸,可以恢復正常,處理雜訊的干擾,保障車床的工作精度;
(2)全面檢查普通車床的管道,杜絕出現管道不通暢的情況,疏通有堵塞的管道;
(3)雜訊故障內,很大一部分是因為相互摩擦,所以定期安排潤滑工作,在適當的位置增加潤滑油,控制潤滑油的用量、位置,保證潤滑油符合相關的規定。
3、發熱故障及排除
普通車床運行時,發熱故障集中在主軸位置,因為主軸連接著滾動、滑動的軸承,構成一體化的運行結構,所以主軸處於高速旋轉狀態時,就會發散出熱量。主軸是普通車床的主要熱源,當熱量無法正常散發出來時,就會造成主軸以及周圍連接裝置過度發熱,車床局部位置的溫度升高,引起熱變形的問題,發熱故障較為嚴重時,會出現主軸、尾架不同高的問題,直接降低車床的加工精度,還會存在燒壞主軸的情況。
主軸發熱故障,可能是主軸與軸承之間,經過長期摩擦而囤積了熱量,導致全負荷車床工作狀態下,主軸的剛度變化,影響了主軸的穩定性。主軸發生故障的排除方法中,在車床運行前,先要主動地調整好主軸與軸承之間的距離,同時安排好潤滑工作,保持油路的暢通性,再控制好主軸的工作量,避免主軸處於超負荷的工作環境中。
4、漏油故障及排除
漏油在普通車床故障中比較常見,增加了車床的油耗,引起了較大的經濟損失,干擾了車床的運行性能。普通車床漏油故障處理需採取日常的檢測方法,安排漏油檢查的相關工作,及時發現漏油問題並處理。
5、軸承故障及排除
普通車床的軸承故障,影響車床加工的傳動工作,影響載荷的運行,屬於故障多發點。軸承故障的排除需採取更換和改進的措施,檢查軸承的性能,選擇恰當的排除措施,一般情況下,軸承零部件損壞,可直接更換零部件,傳動軸承斷裂,就需要改進內部結構,重新布設軸承裝置,以此來解決故障問題。
6、刀架故障及排除
普通車床的刀架故障,表現為卡刀、接觸器燒毀,最終導致刀盤不轉動。刀架故障排除時,需根據具體的故障,逐漸縮小故障的范圍,明確故障的原因後並定位。車床刀位的元件損壞,更換主題的原因,刀盤不到位,需保持刀架鎖緊的狀態,使用扳手鬆動磁鋼盤,對准霍爾元件與磁鋼。
7、手柄故障及排除
車床手柄最容易出現脫開的故障。以普通車床的溜板箱自動進給手柄脫開故障為例,分析排除的方法,如:調整手柄的彈簧壓力,保持手柄在正常負荷下的穩固性,利用焊補的方法修復手柄故障,定位孔出現磨損後,要採用鉚補的方式打孔。
8、床鞍故障及排除
床鞍下沉故障,導致普通車床無法正常的工作,喪失車床的功能。床鞍故障的排除,採取日常修理的方法即可,改善齒輪以及刻度盤的刻度,保障小齒輪和齒條達到穩定的嚙合狀態,恢復床鞍。
機械加工廠內,普通機床在車間內,佔有大部分的影響比重,滲透到機械加工的行業中,行業提高了對普通車床故障的重視度,致力於採取故障排除的方法,保障普通車床的有效性。車床在機械行業中,用於加工各種各樣的回轉表層,如圓面、錐面等,同時也能夠加工螺紋、溝槽等,利用床身、刀架等普通車床的部件,配合普通車床的工作原理,實現主運動、進給運動,在車床車刀、工件的運動過程中,促使毛坯可以加工成指定的幾何尺寸。
普通車床使用中,故障是不可避免的問題,如果不能在第一時間排除車床內的故障,就會干擾車床的運行水平,進而影響到車床加工的精度、速度,不利於車床的高效性。普通機床的故障出現於日常的運行和使用中,為了提高普通車床的工作能力,應該將故障作為首要的監督對象,保護好普通機床的運行過程。普通車床故障中存在一些典型的徵兆,有經驗的操作人員會根據車床故障的徵兆,大概地判斷運行故障,及時把控車床運行中的故障信息,彌補車床運行時的缺陷,進而落實好故障排除的方法。
㈢ 車床車軸振動由什麼原因引起
1 振動 車削加工過程中,工件和刀具之間常常發生強烈的振動,破壞和干擾了正常的切削加工,是一種極其有害的現象。當車床發生震動時,工件表面質量惡化,產生明顯的表面振紋,工件的粗糙度增大,這時必須降低切削用量,使車床的工作效率大大降低。強烈振動時,會時車床產生崩刃現象,使切削加工過程無法進行下去。由於振動,將使車床和刀具磨損加劇,從而縮短車床和刀具的使用壽命;振動並伴隨有噪音,危害工人身心健康,使工作環境惡化。車床振動可公為自由振動』強迫振動和自系振動,據測算,這三類振動分別5%,30%,65%。 當振動系統的平衡被破壞,彈性力來維持系統的振動,稱為自由振動(如圖1),在外界周期性干擾力持續作用下,被迫產生的振動稱為強迫振動(如圖2),由振動過程本身引起切削力周期性變化,又由這個周期性變化的切削力反過來加強和維持的振動稱為自激振動(如圖3)。2 車床振動的振源 尋找振動的來源,並加以排除或限制,是有效控制振動的途徑。振源來自車床內部的,稱為機內振源;來自車床外部的,稱為機外振源。 由於自由振動是由切削力的突然變化或其它外力沖擊引起的,可快速衰減,對車床加工過程影響非常小,可以忽略不計。 1. 強迫振動的振源 機內振源:車床上各個電動機的振動,包括電動機轉子旋轉不平衡及電磁力不平衡引起的振動;機床回轉零件的不平衡,如皮帶輪、卡盤、刀盤和工件不平衡引起的振動;運動傳遞過程中引起的振動,如變速操縱機機構中的齒輪嚙合時的沖擊力,卸荷帶輪把徑向載荷卸給箱體時的振動,三角皮帶的厚度不均勻,皮帶輪質量偏心,雙向多片摩擦離合器,滑動軸承和滾動軸承尺寸及形位誤差引起的振動;往復部件運動的慣性力,如離和器控制箱體的正反轉引起的慣性力振動;切削時的沖擊振動,如切削帶有鍵槽的工件表面時循環沖擊載荷引起的振動;車床液壓傳動系統的壓力脈動。 機外振源:其它機床、鍛壓設備、火車、汽車等通過地基傳給車床的振動。 2. 自激振動的振源 引起自激振動的振源主要有車削時切削量過大、主切削力的方向、車刀的幾何角度的選擇不當等。3 振源分析 1. 查找車床振動振源的框圖 2. 車床主軸箱內振源分析 一方面主軸箱中齒輪、軸承等零部件設計、製造及裝配過程中存在某些不足之處,另一方面長期工作過程中使得某些零件失效,導致主軸箱在工作過程中產生了振動。齒輪在嚙合時引起沖擊產生頻率為嚙合頻率的振動,主軸安裝偏心所引起周期性振動;軸承的損傷所引起周期性沖擊或者激發自身的各個元件以固有頻率振動;以及其它因素所引起的振動。現以CA6140車床為例。對CA6140主軸箱傳動系統中軸的回轉頻率和齒輪嚙合頻率進行計算和實際測量(計算過程從略)。由於主軸轉速檔位較多,故僅選取主軸轉速為200rpm時計算主軸箱內各軸的回轉頻率和齒輪嚙合頻率,計算結論數據如表1所示;主軸前端D3182121雙列向心短圓柱滾子軸的有關元件脈動頻率計算結論數據如表2所示。3. 數據分析 經過大量實踐分析對比,發現主軸箱內頻率為f=173HZ、f=790HZ對切削力影響很大,f=173HZ頻率的振動主要是通過工件直接傳輸給刀架的,而f=790HZ一部分能量通過車床床身傳遞給刀架,一部分能量通過工件傳遞給刀架。 進一步對f=173HZ,f=790HZ頻率所產生振動原因進行分析=計算並與表1、表2對比。得出如下結果:f=173HZ是由主軸前端的雙列向心短圓柱滾子軸承的內圈滾道表面粗糙度很大所引起的,f=790HZ為軸承上齒輪(Z=56)的嚙合頻率,由摩擦片離合器在嚙合處剛性不足造成齒輪嚙合時不平穩所引起的。 通過以上分析可知,在切削過程中,f=173HZ和f=790HZ振動頻率對切削力影響很大。f=173HZ是由主軸前端的雙列向心短圓柱滾子軸承所引起的;f=790HZ是由軸承上的齒輪嚙合時不平穩所引起的。 4 車床振動的控制 1. 對強迫振動的控制 a. 將振源與車床隔離。設置隔振裝置,將振源所產生的振動由隔振裝置大部分吸收,減少振源對車削加工的干擾。挖防振溝,將車床安置在防振地基上,設置彈簧或橡皮墊減少振動。 b. 減少激振力。如精確平衡回轉零部件,將電動機轉子、皮帶輪和卡盤作靜平衡和動平衡試驗,提高軸承裝配精度。 c. 提高車床傳動的製造精度。如將變速操縱機構中齒輪嚙合的製造精度提高,可以減少因齒輪嚙合傳動而引起的振動。 d. 提高工藝系統的剛度及阻尼。車床系統剛度增加,對振動的抵抗能力提高,亦可減少振動。 e. 調節系統的固有頻率,避免共振現象發生。 f. 採用減振器和阻尼器。 2. 對自激振動的控制 a. 合理選擇與切削有關的系數; b. 合理選擇車刀的幾何參數; c. 合理安排刀尖高低、潤滑; d. 提高工藝系統的抗振性。