(一)受迫振动的防治措施
磨削的过程中,由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等的不平衡,三角皮带的厚薄或长短不一致,油泵工作不平稳等因素,都会引起机床的受迫振动。受迫振动的防治应该从以下几点入手:
1.减少激振力。对高转速的零件例如砂轮、卡盘、电动机转子等必须经过平衡,尤其是砂轮,由于其自身砂粒分布不均匀与工作时表面磨损不均匀等原因,容易造成主轴的振动,因此对于新换的砂轮必须进行修整前和修整后的两次平衡。还要提高齿轮传动、带传动、链传动和其余传动设备的平稳性,比如用完整的无接头胶合平皮带,而使其长短一致、厚薄均匀。并且将直齿轮换成人字齿轮或者斜齿轮,以提高制造精度和装配精度,采用合理措施降低加工运行的速度,将加工的机床主体和动力分开放置。
2.调整振频源频率。机械加工过程中会进行转速的选择,此时需要避免激振力的频率与系统的共振频率相同而产生共振。
3.提高机械工艺刚度和阻尼。这是减少受迫振动的一项基本措施,有以下几种方法:机床的电机与床身采用柔性联接以隔离电机本身的振动;把液压部分与机床分开;采用液压缓冲装置以减少部件换向时的冲击;采用厚橡皮、木材将机床地基隔离,用防振沟隔开设备的基础和地面的联系,以防止周围的振源通过地面和基础传给机床等。
4.采用隔振措施。隔振措施的原理是应用弹性良好的隔振设备将进行机械加工的机床同振源隔离开,从而缓解加工过程中产生的振动,比如将机床上的液压部分与机床隔离开,或者在液压部分加缓冲装置,也可以用橡胶垫将机床同振源隔离开,具体可以在机床周边挖一个减振的隔振沟,在沟内填加软木、木屑等防振物品,而把液压站、电机等放在离机床较远地方。当上述方法效果不理想时,可以将减震装置放置在加工工艺系统中,以实现减振目的。
5.提高升动装置的稳定性。可以运用以下方法来提高升动装置的稳定性:完善皮带和接头,达到相关技术要求,尽可能缩小刚度和厚度上的变化;多使用三角皮带尽量在刚度和厚度上做到均匀;使用纤维类型三角带,用斜齿轮或人字齿轮代替正齿轮;适当调整三角带的拉力,合理选用长度。
(二)自激振动防护措施
1.合理选用刀具的几何参数和切削量。试验和理论研究表明,刀具的几何参数中,影响振动的主要因素是主偏角和前角。由于切屑越宽越容易产生振动,而主偏角越小,切削宽度越宽,因此越易产生振动,前角越大,切削力越小,振幅也越小。制造企业在进行机械加工时,在一定范围内的切削速度会出现自振现象,高于或低于范围都会对振动程度造成一定影响。在不影响加工效率的前提下合理选用切削量,选用较小切削深度及较大量来减轻自激振动。
2.提高工艺系统的抗振性。工艺系统本身的抗振性能是影响颤振的主要因素之一。应设法大力提高工艺系统的接触刚度,如对接触面进行刮研,减小主轴系统的轴承间隙,对滚动轴承施加一定的预紧力,提高顶尖孔的研磨质量等。加工细长轴时,使用中心架或跟刀架,尽量缩短镗杆和刀具的悬伸量,用死顶尖代活顶尖,采用弹性刀杆等都能收到较好的减振效果。
3.采用减振装置。当上述方法无法达到减振效果时,可以使用减振装置,减振装置能够吸收或消耗振动产生时的能量,同时能够减弱强迫振动和振颤,是提高工艺系统抗振性的常用和重要的方法之一,不足之处则是减振装置不能使工艺系统的刚度提高。
4.调整振型的刚度比。机床工艺系统产生的振动大小根据振型耦合原理,还受到各振型的刚度比以及其组合的影响。因此要减小机床振动就要合理调整它们之间的关系,这样可以有效的提高系统的抗振性,抑制自激振动。
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