提高刀具系统刚度的切削振动消减措施.pdf

《提高刀具系统刚度的切削振动消减措施.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·机械制造与研究·刘培跃，等·提高刀具系统刚度的切削振动消减措施提高刀具系统刚度的切削振动消减措施刘培跃，王军芬(1．石家庄职业技术学院。河北石家庄050081；2．石家庄经济学院，河北石家庄050081)摘要：通过切削振动物理模型，分析了刀具产生切削振动的原因以及降低切削力、抑制刀具振动的方法。刀具系统静态和动态刚度对大悬径比深孔和型腔加工切削振动影响较大，重点介绍了提高刀具系统刚度的削振措施。关键词：切削振动；刀具；刚度中图分类号：TG16文献标志码：B文章编号：1671-5276(2011)06-0076-03VibrationAbsorbingMeasuresb

2、yImprovingCuttingToolSystemStifnessLIUPei．yue．WANGJun．fen(1．ShijiazhuangVocationalandTechnicalCollege，Shijiazhuang050081，China；2．ShijiazhuangCollegeofEconomic，Shijiazhuang050081，China)Abstract：Thispaperusesthephysicalmodelsincuttingvibrationtoanalyzethecauseofcutingvibrationanddiscussest

3、herestrai—ningmethodsofcontrollingthecutingforce．Cutingtoolsystem’Sstaticanddynamicstifnessseriouslyafectsthevibrationofdeepholeandthecavitycuting．Itlaysspecialstressonintroducingthevibrationabsorbingmeasuresbyimprovingthestifnessofcutingtoolsystem．’Keywords：cutingvibration；cutingtool；st

4、ifness0引言金属切削机床在加工工件时所产生的振动，是最常见的现象，它对正常的切削过程极其有害。当振动发生时，工件表面会产生明显的振纹，使其表面品质恶化，粗糙度增加；振动严重时，会产生崩刀、打刀现象，使加工过程无法进行；振动加速了刀具或砂轮的磨损，还导致机床联接部分松动，影响轴承工作性能，使机床过早丧失精度；振动及其噪声也破坏了环境安静，危害操作者的身心健康。所图1切削振动的物理模型以，一旦机床产生振动，则必须分析原因，查找振源，然后采取相应措施，把振动减小到允许的程度。施加力F，则这个外力的频率与m的窜动频率发生共振，从而使这一系统等幅振动起来。1切削振动产生的原

5、因和降低切削以内孔车刀杆的振动分析为例(图2)，刀尖切削工件力的削振措施时会产生切削力，这个力使车刀杆产生弹性变形，当刀尖上的铁屑断掉后，刀杆的弹性就恢复了。随着加工过程中铁屑的生成和断裂，径向切削力由大到小不断变化，形成1．1切削振动产生的原因正弦波动的车削力F。如果切削力的变化频率在刀具固切削振动的物理模型可以按照如下描述，进而分析削有振动频率范围之内，切削振动就产生了。刀杆就是一个振的方法。m与S的结合体，是一个具有一定固有振动频率的质量如图1所示，m为一个没有弹性的质量块，假设弹簧体。通常刀具与切削力F产生共振的固有频率较低，而S只有弹性没有质量。质量块m通过弹

6、簧悬挂在梁上，并刀杆的长径比越大，其固有频率越低。且静止于点A，m与s构成一个具有一定固有频率的质量依据以上分析可知，刀具在切削工件时产生振动需要体。给m一个向下的力，，那么m将向下运动到曰点，直有下面三个条件同时存在：到弹簧将它拉回到c点，由于重力和空气阻力的作用，m1)包括刀具在内的工艺系统刚度不足，导致其固有的运动过程是一个衰减振动过程。如果按某一频率重复频率低；作者简介：刘培跃(1976一)，男，河北辛集人，讲师，研究方向为数控机床自动化。．76．http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chmn~oumM．net．c

7、n《机械制造与自动化》·机械制造与研究·刘培跃，等·提高刀具系统刚度的切削振动消减措施体硬质合金刀杆或者重金属刀杆，因为这些材料的抗压强度大。重金属是一种高密度的材料，淬火之前很软，容易切削，成型后可以淬硬，但是它的减振效果不如整体硬质合金刀杆。合金钢的抗压强度(compressivestrength)为210GPa，整体硬质合金的抗压强度为900GPa。通常，为降低和抑制切振动，增强刀具和工件的静态刚度，合金钢材质的刀杆可以将长径比作至4：1，而硬质合金材质的刀杆可以将长径比作至(5—6)：1。图2内孔车刀杆的振动分析7c×2)切削产生