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机床振动的主要原因及其造成的影响

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作者:JZ Robot来源:JZ Robot网址:http://gxlzdm.cn

引言:数控机床加工过程中的振动问题会让加工完毕后的工件表面出现粗糙的纹路,这也导致返工率和废品率很高。机床振动的原因一般是机床、工件、刀具(任意一种或多种)的刚性不足。下面介绍引起机床振动的主要原因及其造成的影响。


  引起机床振动与加工材料、机械设计和切削条件有很大关系。在机床切削过程涉及到工件的材料、硬度、进给量等。而机床结构则涉及到每台机床的结构强度设计,如主轴轴承、刀塔设计、刀具装夹等。


  数控机床加工时产生的振动是设备和动力部件的来回运动或振荡,例如驱动电机、从动装置(泵、压缩机等)以及轴承、轴、齿轮、皮带以及构成机械系统的其他元素。由于数控机床在加工时会产生振动的因素会导致机床加工零件的光洁度以及零件尺寸的精度受到影响。


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  机床振动的主要原因


  机床振动的主要原因


  机床加工时产生的振动原因有许多,也因为机床振动产生的影响导致加工零件的报废、加工刀具使用寿命缩短、生产周期加长等。此外,振动状况严重的话还会导致机床设备报废。下文将主要介绍引起机床振动的主要原因有哪些。


  不平衡:当不平衡的重物围绕机床轴旋转时,旋转部件中的“重心点”会引起振动,从而产生离心力。不平衡可能是由制造缺陷(加工错误、铸造缺陷)或维护问题(变形的风扇叶片、缺少平衡重)引起的。随着机床速度的增加,不平衡的影响变得更大。不平衡会严重降低轴承寿命并导致机床设备过度振动。


  机床主轴不对中:当机床主轴偏离直线时,可能会导致振动。例如,当电机和泵的轴不平行时,就会发生角度不对中。当轴平行但未完全对齐时,这种情况称为平行未对齐。由于热膨胀、组件移位或维护后重新组装不当,可能会在组装过程中导致错位或随着时间的推移而发生错位。产生的振动可能是径向的或轴向的(与机床的主轴线一致)或两者兼而有之。


  当机床设备的滚珠或滚柱轴承、传动带或齿轮等部件磨损时,它们可能会引起振动。例如,当滚柱轴承座圈出现凹坑时,轴承滚柱每次经过受损区域时都会产生振动。严重缺损或磨损的齿轮齿,或损坏的传动皮带,也会产生振动。


  机床振动会有哪些影响


  机床由各种零件组成,当产生振动时,它们也开始以相同的频率振动。如果该频率接近该零件的固有振动频率,则振动幅度将非常过大,零件可能会断裂。在机床中,应尝试消除或减少振动源。为此,必须首先研究振动对机床的影响。可以考虑振动对机床、工件、刀具寿命和切削条件的影响。


  振动对工件的影响:由于存在振动,获得的表面光洁度将非常差,因此这对于磨削和镗孔等精加工操作非常重要。在此类机床设备中,必须完全消除振动。由于振动,工作的尺寸精度也会受到影响。


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  机床振动的主要原因


  机床振动对刀具寿命的影响:由于刀具寿命仅是切削变量的函数,因此机床中存在的振动极大地影响了刀具寿命。结果表明,如果存在振动,刀具寿命将减少约70-80%的正常值。


  机床振动对切削条件的影响:由于机床中存在振动,切削工具去除的切屑厚度不会保持恒定,因此切削力也会发生变化。同样由于振动,工具在工作的运动方向上发生振动位移,从而导致工具颤动。穿透率也会变化,因此穿透力不会保持恒定。此外,由于刀具的振动,切削速度不会保持恒定,而是在正确值附近变化。


  文章主要介绍了引起机床振动的主要原因,浏览全文能了解到机床加工时产生的振动原因有许多,例如机床主轴不对中以及机床部件出现磨损等。机床振动产生的影响导致加工零件的报废、加工刀具使用寿命缩短、生产周期加长等。


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