(一)受迫振動的防治措施
磨削的過程中,由于電動機、高速旋轉的砂輪及皮帶輪等的不平衡,三角皮帶的厚薄或長短不一致,油泵工作不平穩等因素,都會引起機床的受迫振動。受迫振動的防治應該從以下幾點入手:
1.減少激振力。對高轉速的零件例如砂輪、卡盤、電動機轉子等必須經過平衡,尤其是砂輪,由于其自身砂粒分布不均勻與工作時表面磨損不均勻等原因,容易造成主軸的振動,因此對于新換的砂輪必須進行修整前和修整后的兩次平衡。還要提高齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和其余傳動設備的平穩性,比如用完整的無接頭膠合平皮帶,而使其長短一致、厚薄均勻。并且將直齒輪換成人字齒輪或者斜齒輪,以提高制造精度和裝配精度,采用合理措施降低加工運行的速度,將加工的機床主體和動力分開放置。
2.調整振頻源頻率。機械加工過程中會進行轉速的選擇,此時需要避免激振力的頻率與系統的共振頻率相同而產生共振。
3.提高機械工藝剛度和阻尼。這是減少受迫振動的一項基本措施,有以下幾種方法:機床的電機與床身采用柔性聯接以隔離電機本身的振動;把液壓部分與機床分開;采用液壓緩沖裝置以減少部件換向時的沖擊;采用厚橡皮、木材將機床地基隔離,用防振溝隔開設備的基礎和地面的聯系,以防止周圍的振源通過地面和基礎傳給機床等。
4.采用隔振措施。隔振措施的原理是應用彈性良好的隔振設備將進行機械加工的機床同振源隔離開,從而緩解加工過程中產生的振動,比如將機床上的液壓部分與機床隔離開,或者在液壓部分加緩沖裝置,也可以用橡膠墊將機床同振源隔離開,具體可以在機床周邊挖一個減振的隔振溝,在溝內填加軟木、木屑等防振物品,而把液壓站、電機等放在離機床較遠地方。當上述方法效果不理想時,可以將減震裝置放置在加工工藝系統中,以實現減振目的。
5.提高升動裝置的穩定性。可以運用以下方法來提高升動裝置的穩定性:完善皮帶和接頭,達到相關技術要求,盡可能縮小剛度和厚度上的變化;多使用三角皮帶盡量在剛度和厚度上做到均勻;使用纖維類型三角帶,用斜齒輪或人字齒輪代替正齒輪;適當調整三角帶的拉力,合理選用長度。
(二)自激振動防護措施
1.合理選用刀具的幾何參數和切削量。試驗和理論研究表明,刀具的幾何參數中,影響振動的主要因素是主偏角和前角。由于切屑越寬越容易產生振動,而主偏角越小,切削寬度越寬,因此越易產生振動,前角越大,切削力越小,振幅也越小。制造企業在進行機械加工時,在一定范圍內的切削速度會出現自振現象,高于或低于范圍都會對振動程度造成一定影響。在不影響加工效率的前提下合理選用切削量,選用較小切削深度及較大量來減輕自激振動。
2.提高工藝系統的抗振性。工藝系統本身的抗振性能是影響顫振的主要因素之一。應設法大力提高工藝系統的接觸剛度,如對接觸面進行刮研,減小主軸系統的軸承間隙,對滾動軸承施加一定的預緊力,提高頂尖孔的研磨質量等。加工細長軸時,使用中心架或跟刀架,盡量縮短鏜桿和刀具的懸伸量,用死頂尖代活頂尖,采用彈性刀桿等都能收到較好的減振效果。
3.采用減振裝置。當上述方法無法達到減振效果時,可以使用減振裝置,減振裝置能夠吸收或消耗振動產生時的能量,同時能夠減弱強迫振動和振顫,是提高工藝系統抗振性的常用和重要的方法之一,不足之處則是減振裝置不能使工藝系統的剛度提高。
4.調整振型的剛度比。機床工藝系統產生的振動大小根據振型耦合原理,還受到各振型的剛度比以及其組合的影響。因此要減小機床振動就要合理調整它們之間的關系,這樣可以有效的提高系統的抗振性,抑制自激振動。
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