零件加工减振浅议

2014-03-27

中国新技术新产品 2014年18期

关键词：切削力刚性夹具

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳 110043）

零件加工减振浅议

刘鸣纪鑫闫龙张华于思俊

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳 110043）

本文简要分析了零件加工过程中振动产生的基本原因，并通过实际生产过程中问题的处理，积累了一系列经验，并掌握了一些简单的振动控制方法，使零件加工过程中的振动现象减轻或消失，保证零件的顺利加工，为今后零件的研制建立了一些必要的技术支撑。

振动；加工；减振

零件加工振动产生的原因：零件加工时加工系统的整体或局部强度不够。在加工过程中由于刀片切削过程中对零件有力的作用，在切削力的作用下零件发生轻微扭曲变形，当变形达到一定限度后零件将产生颤动，加工过程就产生振动，产生振纹等加工缺陷，严重者甚至刀片崩刃，危及零件安全。因此，本文就零件加工过程中减振以及减振对零件的加工质量进行简要论述和分析，希望对大家有所帮助。

零件加工振动产生的原因就是加工部位或零件加工系统的整体强度不足使零件轻微振动而产生的加工缺陷。

零件振动的产生主要有以下几种原因：零件刚性不够；加工系统刚性不足；加工参数不合理。

1 零件刚性不够

零件刚性不够主要表现在加工部位形成悬梁结构，或可虚拟成悬梁结构，悬伸过长，挠变形系数增加零件在同等加工参数同等切削力的作用下零件变形较大这种缺陷是零件天生缺陷，无法改变，除非更改设计，但是很多设计又由于结构限制无法更改。因零件在加工过程中的切削力不可能完全稳定，故随着切削力的变化零件的变形也随着变化，零件的形变同样对零件加工时的切削力有影响，力小-变形小-切削深度增加-切削力增加-形变增加-切削力减小-切削深度增加-依次循环，振动产生，振纹随之产生。当频率和零件或加工系统的固有振动频率相近或相当时，零件产生的形变将达到最大值。类似零件在加工过程中如无其他因素介入，在加工过程中固然要产生振动，如图1所示。在加工过程中增加辅助支撑，零件的加工振动现象将减轻或者消失，如图2所示。

2 系统刚性不足

系统刚性不足是指零件加工时与零件形成一个整体的系统，如夹具-零件-刃具-机床所组成的整个加工系统整体强度不足或除零件之外的其他系统组成不分的强度不足。常见的有刃具强度不足，机床刚性不足，夹具刚性不足。

2.1 刃具刚性不足

主要因素还是机床悬长与刀体截面之间形成的悬伸系数比值，不足主要有刃具悬伸过长，受切削力的影响变形增加，在这种情况下欠切现象必然产生，但当达到一定程度后刃具可能产生振动进而产生振纹甚至当切削力过大时折断。图3中同类左侧强度较好，右侧强度就相对弱些，易产生振动。

2.2 机床刚性

取决于机床的本身，各种不同结构的机床刚性不同，一般机床也有利于粗精加工之分，在加工之初，根据零件的实际状况选择最合适的设备最为重要，有利于精度保证也有利于效率的提升，同时也有利于设备的保养。如果选择不合适很有可能造成小马拉大车，力不从心，造成机床系统振动，影响零件加工质量也影响机床主轴等重要零部件的使用寿命，并大大降低机床精度等级。例如专门的钻镗铣床，就不能应用在零件的一般去余量的粗铣加工工作，这是一个最浅显的案例。

2.3 夹具刚性

夹具刚性主要由零件加工部位所形成的夹具结构决定。与零件刚性类似，夹具主体结构的材料厚度，结构形式将起到是夹具刚性的决定性因素。例如：在结构相似的情况下，一夹具定位面的高度比另一个高，则具有较高定位面的夹具具有相对较低的夹具刚性。定为面为整体高环形定位结构的要比柱状定位环结构的刚性要大。