摘要:我單位在加工整流機(jī)匣組件的內(nèi)涂層槽時(shí),產(chǎn)生了強(qiáng)烈的振動,由于振動使夾刀的螺釘松動,刀具竄動將槽車豁,致使零件報(bào)廢。經(jīng)過分析從中找出了產(chǎn)生振動的原因,并從刀具、切削用量、工藝等方面采取了一系列的措施避免了振動的產(chǎn)生,最終加工出合格的產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞:振動;減振措施
1 引言
在車削過程中經(jīng)常產(chǎn)生振動,發(fā)生振動時(shí),工藝系統(tǒng)的正常切削過程受到干擾和破壞,使零件加工表面產(chǎn)生振紋,降低了零件的加工精度和表面質(zhì)量, 振動還會使刀刃崩碎,特別是對硬質(zhì)合金等韌性差的刀具,影響刀具的壽命;同時(shí)振動還會導(dǎo)致機(jī)床、夾具的零件連接松動,增大間隙,降低剛度和精度,并縮短使用壽命,由于振動的存在,加工時(shí)限制了切削用量的進(jìn)一步提高,影響了生產(chǎn)效率,有強(qiáng)烈的振動和伴隨而來的噪聲污染環(huán)境,危害操作者的身心健康和工作情緒。因此振動不僅干擾了正常的切削過程,還嚴(yán)重影響了零件質(zhì)量甚至導(dǎo)致零件的報(bào)廢。因此加工時(shí)如何消除振動是本文的關(guān)鍵
2 加工整流機(jī)匣組件產(chǎn)生振動的原因
我單位在加工整流機(jī)匣組件的七處內(nèi)涂層寬槽時(shí)(如圖),在第一次用數(shù)控機(jī)床加工時(shí),產(chǎn)生了強(qiáng)烈的振動,導(dǎo)致夾刀的螺釘松動,加工時(shí)時(shí)刀具竄動將零件車廢,經(jīng)過分析研究,導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢的罪魁禍?zhǔn)拙褪羌庸r(shí)產(chǎn)生較大的振動,經(jīng)總結(jié)產(chǎn)生振動的原因主要有以下幾方面:
1 零件較大較長較薄,裝夾時(shí)只能在較薄的端面用壓板壓緊,剛性較差,加工時(shí)受切削力的影響產(chǎn)生振動。
2 鏜刀桿細(xì)長(由于機(jī)床的刀座和刀具資源的限制刀桿直徑只能用¢40的規(guī)格代替),剛性較差,同時(shí)零件較長,所以刀桿懸出很長,在這樣的情況下必然產(chǎn)生極大的振動。
3 加工內(nèi)溝槽用的數(shù)控內(nèi)溝槽刀,其刀片牌號為山特N123G2-0400-0003-GM-1125,刀片寬為4mm,在切削時(shí)由于刀刃較寬,產(chǎn)生加工抗力較大,加劇了振動的產(chǎn)生。
4 切削速度對振動的影響較大,根據(jù)刀具牌號,選用切削速度取125m/min,經(jīng)過計(jì)算采用的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是200r/min ,切削速度較高,加之以上幾項(xiàng)因素的剛性不足,加工時(shí)產(chǎn)生尖銳的叫聲,將螺釘振松,使刀具竄動將零件車廢。
3 減小振動的措施
經(jīng)過以上的分析,找出了產(chǎn)生振動的原因,故因設(shè)法采取有效的措施防止振動的產(chǎn)生,具體如下:
1 增強(qiáng)零件的剛性。
根據(jù)零件的特殊性,不可能改變零件的形狀來增加零件的剛性,根據(jù)現(xiàn)有夾具,也不能采取其他的裝夾方式,只要在加工的時(shí)候在零件的外圓上纏上醫(yī)用膠管,這樣可以有效的消除振動的產(chǎn)生。在加工的時(shí)候產(chǎn)生的這種振動是一種強(qiáng)迫振動,強(qiáng)迫振動是由于工藝系統(tǒng)外界周期性干擾力的作用而引起的振動。也就是說零件在受到刀具的切削振動、主軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力下的不平衡等因素產(chǎn)生了共振,此時(shí)用醫(yī)用膠管纏上零件可以消減它們共振,并可以隔離振動傳遞給其它剛性不足構(gòu)件,如夾具、機(jī)床等。
2 提高刀具剛性并改變刀具的裝夾方式
由原來的一把數(shù)控溝槽刀加工所有涂層槽改為一長一短的兩把數(shù)控溝槽刀分段加工,(在資源和現(xiàn)用機(jī)床允許的情況下盡量采用直徑較大的刀桿,并盡量采用減振刀桿),較短的刀具加工靠近孔口較近的三處涂層槽,用較長的加工其余的涂層槽,并將刀桿也用醫(yī)用膠管纏上,來削減刀桿和零件之間產(chǎn)生的共振。在裝刀的時(shí)候采用山特RAG123G11-40B右手刀,將刀桿反裝在機(jī)床刀座上,機(jī)床主軸以正轉(zhuǎn)進(jìn)行加工。采用反裝刀加工零件是因?yàn)榈稐U很長,剛性差,極易產(chǎn)生振動,這樣可以使切削抗力與工件和刀具重力的方向一致,從而抵減一些不平衡力,可以減少振動的發(fā)生,如果加工的槽較深,切屑向下排除,不易堵塞在工件槽中,這也是反裝刀的一個(gè)好處。
3 刀片的選擇
將原來4mm的刀片改為3mm的刀片(刀片牌號為山特N123G2-0300-0002-GM-1125),由于較寬的刀片來加工工藝系統(tǒng)剛性較差的零件,會成倍增加切削抗力,所以盡量減小刀片的寬度,除了第一刀切削時(shí)是整個(gè)刀寬在加工,其余左右擴(kuò)槽加工均采用2mm的吃刀寬度進(jìn)行加工,可大大較少振動的產(chǎn)生。
4 切削速度的選擇
改變原有較高的切削速度采用較低的切削速度進(jìn)行加工,盡可能不采用容易產(chǎn)生積屑瘤的切削速度,避開臨界切削速度。車削時(shí)一般在切削速度v=30~70m/min速度范圍內(nèi),容易產(chǎn)生振動,因此選擇車削速度時(shí)應(yīng)避開易產(chǎn)生積削瘤的切削速度的中速區(qū),在高速或低速范圍進(jìn)行切削,自振極不易產(chǎn)生而且不易產(chǎn)生積屑瘤。在切斷、車端面或使用寬刃刀具、成形刀具和螺紋刀具時(shí)或加工狀況較差的情況下,宜取切削速度小于臨界切削速度??v車和切環(huán)形工件端面時(shí)或較好的工況下,切削速度應(yīng)大于臨界切削速度。故加工該零件是不宜采取較高的切削速度的,而選取較低的切削速度來加工。此次的加工選用了Vc=25m/min的切削速度,內(nèi)徑d取200mmn=1000Vc/πd=1000X25/3.14X200=40r/min經(jīng)過計(jì)算主軸轉(zhuǎn)數(shù)40r/min,使振動大大減小。
4 結(jié)束語
通過查找產(chǎn)生振動原因,采取了一系列有效措施,明顯減小車削過程中的強(qiáng)烈振動,成功地加工出合格的產(chǎn)品,提高了工件的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率,延長了刀具的使用壽命。
作者簡介:楊雪峰(1975.03-),男,山東泰安人,當(dāng)前職務(wù):首席技能專家,當(dāng)前職稱:高級技師,學(xué)歷:本科,研究方向:航空發(fā)動機(jī)精密部件加工。