金属切削理论 切削振动
- 格式:ppt
- 大小:969.00 KB
- 文档页数:14
金属切削中的振动现象对刀具磨损的影响切削加工是一种常见的金属加工方法,其通过通过刀具对工件进行削除材料的过程。
然而,在金属切削中,振动现象常常会对刀具产生负面影响,导致刀具的磨损加剧。
本文将讨论振动现象对刀具磨损的影响,并探讨可能的解决方案。
首先,振动现象在金属切削过程中可能引起刀具的不均匀磨损。
振动会导致刀具与工件之间的相对运动受到干扰,使得刀具无法均匀地接触工件表面。
当刀具在振动状态下工作时,刀具的切削力和切削温度会发生变化。
这种不均匀的切削力分布将导致刀具表面的磨损不均匀,使刀具的寿命大大缩短。
其次,振动还可能引起刀具的疲劳破裂。
由于振动会导致刀具产生应力集中,这些应力集中区域容易形成裂纹。
随着切削过程的持续,裂纹将逐渐扩展并最终导致刀具的疲劳破裂。
疲劳破裂会导致刀具的可用寿命大大降低,并且对于高强度材料的切削加工来说尤其严重。
另外,振动还会对切削表面质量产生负面影响。
振动导致切削力的不稳定变化,这将导致切削表面产生不规则的纹理和凹凸不平的表面。
对于需要高精度加工的工件来说,这种表面质量的损坏是无法容忍的。
那么,如何减轻振动现象对刀具磨损的影响呢?首先,优化切削条件是减轻振动现象的关键。
合适的切削速度、进给量和切削深度能够减少切削力的变化,从而降低振动的程度。
此外,选择合适的刀具材料和几何形状也能够减轻振动现象对刀具磨损的影响。
采用具有抗振动能力的刀具材料,如硬质合金,以及刀具几何形状设计上的优化,可以显著降低刀具的磨损。
其次,刀具的装夹和刀具路径的设计也是减轻振动现象的重要因素。
正确的刀具装夹能够减少刀具的振动,并提高切削稳定性。
同时,针对工件和刀具的几何形状特点,设计合理的切削路径也能够减轻振动现象的产生。
采用合理的路径能够平衡切削力,降低振动的风险。
最后,使用先进的切削工具和技术也是减轻振动现象的有效手段。
近年来,先进的切削工具如超硬刀具和复合刀具的发展为减轻振动带来了新的解决方案。
切削振动的三个分类切削振动是指在切削过程中产生的振动现象。
切削振动对加工质量和加工效率有着重要影响,因此对切削振动进行分类和研究是非常重要的。
根据切削振动的特点和产生原因,可以将切削振动分为三个分类:切削力引起的切削振动、系统固有频率引起的切削振动和切削参数引起的切削振动。
一、切削力引起的切削振动切削过程中,由于切削力的作用,会引起工件和刀具之间的相对振动,从而产生切削振动。
这种切削振动的特点是频率较高,振动幅度较小。
切削力引起的切削振动主要包括两种类型:弦状振动和截面振动。
1. 弦状振动:当切削力作用于刀具时,刀具会发生弯曲变形,产生弦状振动。
弦状振动的频率与切削速度、刀具材料和几何形状有关。
如果切削力过大或切削速度过快,会导致弦状振动的振幅增大,从而降低加工质量。
2. 截面振动:当切削力作用于工件时,工件会发生弯曲变形,产生截面振动。
截面振动的频率与工件的材料、几何形状和切削条件有关。
如果切削力过大或切削速度过快,会导致截面振动的振幅增大,从而影响加工精度和表面质量。
二、系统固有频率引起的切削振动系统固有频率是指切削系统在没有外界刺激下自然振动的频率。
当切削系统的激励频率与系统固有频率接近或相等时,就会引起共振现象,从而产生较大的切削振动。
系统固有频率引起的切削振动主要包括两种类型:共振振动和强迫振动。
1. 共振振动:当切削系统的激励频率与系统固有频率接近或相等时,就会引起共振振动。
共振振动的特点是振幅较大,对加工质量和加工效率有着较大影响。
为了避免共振振动的发生,需要合理选择切削参数,并采取减振措施,如增加刚度或增加阻尼。
2. 强迫振动:当切削系统的激励频率与系统固有频率不完全匹配时,就会引起强迫振动。
强迫振动的特点是振幅较小,但会对加工表面质量产生一定影响。
为了减小强迫振动的影响,需要合理选择切削参数,并采取减振措施,如增加刚度或增加阻尼。
三、切削参数引起的切削振动切削参数是指切削过程中与切削力和振动有关的参数,包括切削速度、进给量和切削深度等。
切削加工以及切削颤振简述切削加工作为机械制造行业的传统生产加工工艺,是机械制造的流程中完成零件制作这一中心环节的重要生产技术,文章介绍了切削加工的基本方法,切削加工使用的刀具以及切削过程中产生的切削颤振和相应的控制方法。
标签:切削加工;切削;颤振切削加工是机械加工产品生产过程中必要而又值得信赖的技术手段,这一技术手段为了能够跟上市场需求的不停改变,对切削工具提出了新的要求,而切削刀具日新月异的发展又促使切削加工成为机械产品加工众多环节中备受关注的生产步骤。
在切削加工过程中,也存在着大大小小的问题等待着我们去发现和总结,其中切削颤振就加工生产的主要问题之一,对切削颤振有一个细致的认识,进而采取一定的手段对其实施加工控制,是我们一直探索的科研课题。
1 切削加工概述1.1 切削加工概念在机械产品加工生产过程中,按照产品生产规格、质量、工艺等要求,技术人员需要利用合适的切削工具对选取材料进行切割塑形,这一加工生产程序被称作为切削加工。
1.2 切削加工的要素满足切削加工的要拥有生产的三个重要因素,切屑刀具、切削运动和切削角度。
简单的说,刀具就是进行机械生产加工的重要切割工具;刀具与被切割材料的相对运动,就是切削运动;刀具自身固有、安装以及切割金属时所参照的切割偏角数据,也就是切削角度。
由于刀具是直接接触产品表面的生产工具,产品的表面微观粗糙程度,大小精确程度和外形都主要取决于刀具,所以刀具自身材料的硬度、柔韧度、抗腐蚀能力以及生产加工质量工艺等一系列的问题都会对切削加工机床的生产速度、产品质量、以及机床的使用寿命造成不可忽视的影响,进而影响到机械生产加工行业的技术整体水平,还会涉及到生产厂家的刀具生产信誉和使用刀具造成的经济损失。
切削加工过程中,刀具对产品会产生一定的作用力,根据物体受力原理,会有相应的反作用力的产生,力的相互作用会给刀具带来一定的损耗,造成刀具固有角度的几何参数发生改变,从而对被加工产品产生影响。
金属切削过程中的振动与共振现象分析摘要:金属切削过程中的振动与共振现象对切削效果和加工精度有着重要影响。
本文通过分析金属切削中的振动与共振现象,探讨了造成振动和共振的原因,以及采取的一些控制措施。
通过合理的切削参数选择、工具结构设计和切削工艺优化等措施,可以降低振动和共振现象,提高金属切削加工的质量和效率。
1. 引言金属切削作为现代制造业中常用的一种加工方法,广泛应用于机械、汽车、航空等领域。
然而,在金属切削过程中经常会遇到振动和共振现象,导致切削效果和加工精度下降,甚至带来安全隐患。
因此,研究金属切削中的振动与共振现象是提高切削质量和效率的重要问题。
2. 振动与共振现象的原因2.1 切削力激振金属切削过程中,切削力是主要的激振源。
当切削力在切削过程中频繁变化时,容易引起工件和刀具系统的振动。
切削力的大小和方向都会对振动引起的频率、振幅和相位角等产生影响。
2.2 切削系统的刚度和阻尼切削系统的刚度和阻尼是影响振动和共振现象的重要因素。
刚度过低会导致切削系统产生过大的挠度和变形,从而引起振动和共振。
而刚度过高会导致共振频率过高,难以找到合适的激振频率,也容易引起振动和共振。
阻尼过低则不利于振动的消除,阻尼过高则会降低系统的灵敏度。
3. 振动与共振的影响3.1 切削质量与效率下降金属切削中的振动和共振现象会导致加工表面粗糙度增加、刀具寿命缩短、加工精度降低等问题,从而影响切削质量和工件的功能性能。
同时,振动和共振还会降低切削效率,增加切削成本。
3.2 安全隐患振动和共振现象引起的高频振动会对切削系统和机械结构产生巨大的冲击和振动载荷,不仅会导致设备破坏,还可能造成安全事故。
因此,控制振动和共振现象也是确保切削操作安全的重要措施。
4. 振动与共振的控制策略4.1 合理选择切削参数合理选择切削参数是控制金属切削过程中振动和共振现象的关键。
通过调整进给速度、切削深度和切削速度等参数,可以控制切削力的大小和方向,从而减小振动和共振的产生。
金属切削原理解析本文档由深圳机械展SIMM整理,详细介绍金属切削原理。
金属切削原理并不是一两句话可以精炼概括的,是一个复杂的知识体系,这个知识体系也是机械制造工艺及设备专业的专业基础课,庞丽君写的《金属切削原理》可作为高等院校机械类及有关专业本科、专科的教材,也可供机械类和相近专业的其他类型学校的师生和工程技术人员参考透彻理解金属切削原理需要了解切削运动、加工表面和切削用量三要素,刀具几何角度及其选择,刀具工作角度,切削层参数,切削方式,还包括金属切削过程,切削力,切削热与切削温度,刀具磨损和使用寿命,工件材料的切削加工性,已加工表面质量,刀具合理几何角度和切削用量的选择,磨削,以及刀具材料的分析及选择、车刀的结构分析与应用、孔加工过程分析、刀具的结构分析与应用、拉刀的结构特点与使用、铣削过程分析与铣刀的选择和其他刀具的结构与应用。
以下为一些重要知识的整理:基面:切削刃上任意一点的基面是通过这一点并与这一点的切削速度相垂直的平面。
切削原理:金属切削必须具备两种运动,车削时的切削运动是工件的旋转运动;进给运动,使新的金属不断的投入切削的运动。
也就是使切削过程在所需要的方向继续下去的运动,进给运动可能有一个以上,车削时的进给运动是刀具的连续移动。
1、切削用量的选择原则粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
从刀具的耐用度出发,切削用量的选择顺序是:先确定背吃刀量,其次确定进给量,最后确定切削速度。
2、背吃刀量的确定背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。
确定背吃刀量的原则:(1)在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm~25μm时,如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次进给就可以达到要求。
机床切削时的振动分析及预防措施摘 要:切削时机床产生的振动对加工过程和工件的加工质量以及机床连接特性都有很大影响,而且还会影响生产效率。
因此,减少机床振动的产生,对控制产品的质量非常关键。
本文对机床切削加工时产生振动的各种原因进行了归纳,分析了机床振动对产品加工质量造成的影响,提出了防止和减小机床振动的各种有力措施。
关键词:机床切削 振动 分析1、振动产生的原因产品切削加工过程中机床所发生的振动是非常复杂的,引起振动的原因是多方面的,经分析,主要有以下几个方面:(1)工件的外形复杂而装夹部位选择不合适:工件外形结构不规则,没有好的基准面,不方便装夹,工件夹不紧,容易在加工时产生松动,随着切削力的变化而发生相应振动。
(2)工件内部组织不均匀:铸造毛坯件局部有气孔、砂眼、疏松等缺陷,晶粒粗大或者夹有杂质等情况。
切削时铸件软硬不均匀,刀具受力不均匀,使得切削力不稳定,易使机床产生震动,有时还会造成打刀,工件的加工质量也很难控制。
(3)刀具选择不合理:刀体材料不合适,刚性差,是引起振动的主要原因之一。
若选错了刀具,有时会使刀具磨损加剧或引起切屑瘤、拉毛工件表面或出现打刀引起振动而影响产品质量。
(4)切削用量和机床转速的选择不合适:① 切削速度1000ωωπn d v =。
切削速度与工件待加工表面直径、工件转速成正比,当ωd 一定时,转速越快,切削速度越快,引起振动的可能性越大; ②进给量f 越大,刀尖受力越大,越容易引起振动:③切削深度p a 切削深度越大,受到的剪应力越大越引起对刀尖的阻力增大而引起振动。
(5)机床自身状况的影响机床本身的精度不够也是振动产生的一个方面。
机床主轴箱内各啮合齿轮、轴承等配合精度低,导轨的磨损,各夹紧装置的不可靠等,在切削中都可能产生振动。
(6)机床周围环境的影响附近有产生振动的大型设备,或有重型车辆在行驶,引起地基振动,并传递到床身.易造成共振。
2、振动对加工质量的影响振动对加工质量的影响是非常大的,主要表现在以下几个方面:(1)加工过程中的振动降低了加工表面的质量,引起加工表面的振动波纹,表面粗糙度值大。