浅谈高速机床的振动
高速数控机床的振动问题分析

高速数控机床的振动问题分析随着科技的不断进步和制造业的发展,高速数控机床在工业生产过程中起着至关重要的作用。
然而,在实际应用中,高速数控机床的振动问题成为影响其加工精度和稳定性的主要因素之一。
本文将对高速数控机床的振动问题进行详细分析,探讨其产生原因和解决方法。
1. 振动问题的原因分析高速数控机床的振动问题主要源于以下几个方面:1.1 结构设计不合理高速数控机床的结构设计不合理是振动问题的主要原因之一。
例如,机床的床身刚性不足、导轨精度不高、切削力传导不均等都会导致机床振动加剧。
1.2 工艺参数选择不当工艺参数选择不当也是导致高速数控机床振动问题的原因之一。
例如,切削速度、进给速度、切削深度等参数的选择过大或过小都会对机床产生不利影响,加剧振动问题。
1.3 刀具磨损与刀具配合不合理不合理的刀具选择、刀具磨损严重以及刀具与工件之间的配合不合理也会导致高速数控机床振动问题的产生。
刀具磨损会导致切削力不均匀,进而引起机床振动。
2. 振动问题的影响高速数控机床的振动问题严重影响了机床的加工精度和稳定性,具体表现在以下几个方面:2.1 加工精度下降振动会导致工件表面的光洁度下降,尺寸偏差增大,从而影响机床的加工精度。
特别是对于精密零件的加工,振动问题更加显著。
2.2 切削工具寿命短振动会导致切削工具的磨损加剧,寿命缩短。
这不仅增加了生产成本,还影响了加工效率。
2.3 机床稳定性差振动问题会使机床整体稳定性下降,从而影响了工作环境和操作人员的工作安全性。
3. 振动问题的解决方法为了解决高速数控机床的振动问题,可以采取以下几种措施:3.1 结构刚性设计优化优化机床的结构设计,提高机床床身的刚性,改善导轨的质量和精度,可以有效减少机床的振动问题。
3.2 工艺参数合理选择合理选择切削速度、进给速度和切削深度等工艺参数,避免过大或过小的选择,以减小切削力对机床的影响,降低振动问题的发生。
3.3 优化刀具选择与配合合理选择刀具,并对刀具进行及时更换和修复,保持刀具的良好状态。
浅析机床的振动及防治

浅析机床的振动及防治内容摘要:摘要机床振动的原因及类型,振动对加工零件的精度及粗糙度的影响,以及消除机床振动的各种方法。
关键词自激振动;受迫振动;系统刚性;颤振机床工作时产生的振动,不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量,而且还要降低生产效率和刀具的耐用度,振动剧烈时甚至会降低机床的使用性能,伴随振动所发出的噪音会影响机床工人的健康。
随着我国机床工业的飞速发展,机床的振动问题也就更加引起人们的重视。
一般的说,机床工作时所产生的振动基本上有两大类:1)受迫振动;2)自激振动。
例如在车床、铣床和磨床上,经常见到回转主轴系统的受迫振动,其频率取决于回转主轴系统的转速(在铣削时还与铣刀的齿数有关)。
在机床上发生的自激振动类型较多,例如有回转主轴(或与工件、或与刀具联系)系统的扭转或弯曲自激振动;机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或扭摆自激振动;还有工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动(通称爬行)等等。
通常把金属切削过程中表现为刀具与工件之间强烈的相对振动的这种自激振动称为“颤振”。
机床工作时发生振动是常见的。
机床振动不仅歪曲了工件的几何形状和尺寸,而且还将在已加工表面上留下振纹,降低了精度和表面光洁度,加剧了金属表面层的冷硬情况,振动时刀具的耐用度也将急剧下降,甚至导致刀刃的崩坏,这个问题对于性质较脆的硬质合金刀具和陶瓷刀具来说尤为严重。
机床发生振动后,往往迫使操作工人降低切削用量,因而限制了机床的生产率。
此外,在机床自动线中,只要有一台机床发生振动而被迫暂停运转,就会破坏生产的节律,引起生产过程的混乱。
可见机床振动是必须引起注意的一个重要问题。
随着科学技术的飞跃发展,对机床零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求,从而使机床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床等部门必须面对的重大课题,研究机床振动的目的在于探究机床振动的原因,谋求防止和消除机床振动的方法,以研制抗振性更佳的机床。
数控车床振动调整心得:随时关注机床状态,保证加工精度

数控车床振动调整心得:随时关注机床状态,保证加工精度我们在数控车床加工过程中,经常会听到“振动调整”这个词,它是调整数控车床加工过程中的振动,保证加工精度的重要方法之一。
本文将分享我个人在调整数控车床振动方面的心得和体会。
一、了解数控车床振动的原因在调整数控车床振动之前,我们需要了解数控车床振动出现的原因。
一般来说,数控车床振动的原因可以分为三类:机床本身结构、工件特性和刀具特性。
其中,机床本身结构是最为重要的一个因素,它包括机床的床身、工作台、主轴等重要部件,不同的机床结构对振动的影响程度也不同。
工件特性和刀具特性则包括工件的刚度、弹性、材质等因素,以及刀具的尺寸、材质、刃角等因素。
二、监控机床状态,随时调整振动在进行数控车床加工的过程中,我们需要随时监控机床的状态,如果发现机床有过度振动的情况,就需要进行相应的调整。
具体操作步骤如下:1、通过检查机床上的振动传感器来确定机床振动情况,如果振动测量值处于安全范围之内,则视为正常。
2、通过调整机床刀具的半径和倾斜角度来改善机床的振动情况。
刀具的半径越小,会使得机床的振动越小,刀具的倾斜角度也可以影响振动的大小。
调整刀具时,需要根据具体情况来进行选择。
3、通过调整机床的转速和进给速度来减小振动。
在进行自动加工的过程中,需要根据刀具的尺寸和工件的性质设定适当的转速和进给速度。
太低的转速和进给速度会导致划痕和毛刺,而太高的转速和进给速度则会造成过度振动和热变形。
因此,需要找到合适的转速和进给速度,以达到最佳的加工效果。
三、保持机床的整洁和维护数控车床振动的表现往往是机床使用过程中出现的一个问题,但是如果机床没有得到很好的维护,也会导致机床振动的问题。
因此,我们需要保持机床的整洁和维护,以确保其能够正常运转并减少振动。
1、定时清洁机床上积累的油污和碎屑,保持机床的结构清晰,避免杂质的产生。
2、保持机床的稳定性,如安装防震垫或橡胶垫,降低机床的噪音和振动。
数控机床振动与加工质量关系

数控机床振动与加工质量关系数控机床振动与加工质量关系数控机床振动与加工质量之间存在着密切的关系。
振动是指数控机床在加工过程中产生的震动或波动现象,其强度和频率可以直接影响加工件的精度和表面质量。
因此,了解振动对加工质量的影响是非常重要的。
首先,振动会引起加工件的精度下降。
在加工过程中,如果机床发生振动,会导致刀具和工件之间的相对位置发生变化,进而影响到加工的精度。
振动会使切削力不稳定,使得切削过程变得不可预测,因此加工件的尺寸和形状精度都会受到影响。
特别是在高速加工过程中,振动会更加明显地影响到加工质量。
其次,振动还会导致加工表面质量下降。
振动会使得切削过程中产生的切削力不稳定,从而导致加工表面出现波纹、划痕或瑕疵等问题。
振动会使刀具与工件之间的接触不均匀,进而影响到加工表面的光洁度和平整度。
如果振动的频率接近或等于机床的固有频率,还会出现共振现象,使得振动幅度更大,加工表面质量更差。
此外,振动还会影响到刀具的寿命和稳定性。
振动会导致刀具与工件的不稳定接触,使得刀具受到额外的冲击和损耗。
振动还会增大切削力和摩擦力,使得刀具的磨损加剧,进而缩短刀具的使用寿命。
同时,振动还会引起刀具的共振,使得刀具的振动幅度增大,加剧了刀具的磨损和损坏的风险。
为了降低振动对加工质量的影响,我们可以采取以下措施:1. 选择合适的切削参数。
合理选择切削参数可以降低振动的发生和发展。
例如,选择适当的进给速度和切削深度,控制切削力的大小,可以减小振动的幅度。
2. 使用合适的夹具和工件固定方式。
夹具和工件的固定方式会影响到振动的传递和发展。
使用牢固的夹具和合适的固定方式可以减小振动的传递,提高加工的稳定性。
3. 加强机床的维护和保养。
定期检查和维护机床的关键部件,例如导轨、滑块、主轴等,可以减小机床的运行故障和振动现象。
4. 采用振动控制技术。
可以通过安装振动传感器和控制系统,实时监测和控制机床的振动,减小振动的幅度和频率,提高加工的质量。
数控机床加工过程的振动与噪声控制方法

数控机床加工过程的振动与噪声控制方法数控机床是现代制造业中不可或缺的重要设备,它的高效、精确和自动化特性使其在各个行业得到广泛应用。
然而,在数控机床的加工过程中,振动和噪声问题一直是制约其发展的重要因素之一。
本文将探讨数控机床加工过程中振动与噪声的产生原因以及相应的控制方法。
首先,我们来了解一下数控机床加工过程中振动与噪声的产生原因。
振动是由于切削力、切削速度、切削深度等因素引起的,而噪声则是由于振动通过机床结构传导到周围空气中产生的。
振动和噪声的产生不仅会影响加工质量和工件精度,还会对操作人员的健康和环境造成危害。
为了控制数控机床加工过程中的振动与噪声,可以从以下几个方面入手。
首先是改进机床结构和设计。
合理的机床结构和设计可以减少振动和噪声的产生。
例如,采用刚性较好的材料制造机床主体,增加机床的稳定性和刚性,可以有效降低振动和噪声。
同时,通过优化机床的结构和减少共振点,也能有效减少振动和噪声的产生。
其次是选择合适的刀具和切削参数。
刀具的选择和切削参数的合理设置对于控制振动和噪声非常重要。
选择刚性好、切削性能稳定的刀具可以降低振动和噪声的产生。
同时,合理设置切削参数,如切削速度、进给速度和切削深度等,可以使切削过程更加平稳,减少振动和噪声的产生。
此外,采用合适的切削液和润滑方式也是控制振动和噪声的有效方法之一。
切削液可以起到冷却、润滑和减震的作用,选择合适的切削液可以降低振动和噪声的产生。
同时,采用润滑方式,如滚动轴承和润滑油脂等,可以减少机床零部件之间的摩擦和振动,从而降低振动和噪声。
最后,加强数控机床的维护和保养也是控制振动和噪声的重要措施。
定期检查和维护数控机床,及时更换磨损的零部件,保持机床的正常运行状态,可以减少振动和噪声的产生。
此外,合理调整机床的使用方式和工作环境,如减少机床的运行时间和降低环境噪声等,也能有效控制振动和噪声。
综上所述,数控机床加工过程中的振动和噪声问题对于制造业来说是一个重要的挑战。
高速电主轴的振动分析

毕业设计(论文)题目高速电主轴的振动分析作者学院专业学号指导教师二〇一一年五月三十日摘要高速加工能显著地提高生产率、降低生产本钱和提高产品加工质量,是制造业进展的重要趋势,也是一项超级有前景的先进制造技术。
实现高速加工的首要条件是高质量的高速机床,而高速机床的核心部件是高速电主轴单元,它实现了机床的“零传动”,简化了结构,提高了机床的动态响应速度,是一种新型的机械结构形式,其性能好坏在专门大程度上决定了整台机床的加工精度和生产效率。
在主轴的动态参数中,振动是最重要的问题之一,包括了丰硕的运行状态信息,是一个动态状态信息库。
因此对高速电主轴进行振动分析相当重要。
本文要紧介绍了高速电主轴的振动机理及相关的防治方法,提出了高速电主轴的检测方式,介绍了虚拟仪器Labview及其仿真进程。
并通过仿真结果对不同因素的振动阻碍进行了直观描述,对前述的理论分析进行了验证。
关键词高速电主轴,Labview仿真,振动分析,虚拟仪器测试ABSTRACTHigh speed machining(HSM)has become the mainstream of manufacturing for drastically increasing productivity,reducing production costs and improving the product quality.HSM is also a promising advanced manufacturing technology.In the realization of HSM,machine tool generally plays an all-important role and high speed motorized spindle is the key technology for a machine tool.The machine tool equipped with high speed motorized spindle has characteristic of the zero-transmission and simplified of the machine structure.With use of new mechanical structure,the high speed motorized spindle has much better dynamic performance in response to the high demands in this machine.In general,overall performance of high speed machine in terms of the machining precision and productivity is largely dependent upon the performance of the equipped high speed motorized spindle.It is storeroom in the dynamic problem of the machine tool which include many information of the dynamic movement on the equipment. So it is very important to analysis the vibration of high-speed electric spindle.This article mainly introduced vibration mechanism and preventing measures of the high-speed electric spindle.It proposes the detection method of high-speed electric spindle and introduces the Labview virtual instrument and its simulation process. Through the simulation results we make intuitionistic description for the influence of vibration ,in different factors and validate the foregoing theoretical analysis. Keywords: high-speed electric spindle, Labview simulation, vibration analysis, Virtual instrument testing目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 本课题研究的背景和意义 (1)本课题研究的背景 (2)课题的研究意义 (3)1.3 国内外研究现状 (3)电主轴振动分析的研究现状 (3)电主轴振动检测研究现状 (4)1.4 本课题研究内容 (5)第二章高速电主轴振动的产生和特点 (6)2.1 高速电主轴的工作原理和结构 (6). 高速电主轴的工作原理 (6). 高速电主轴的大体结构 (8) (9)2.3 振动的相关介绍 (9)振动的分类 (9)几种振动和冲击信号的特点 (11)2.4高速电主轴振动缘故分析及其操纵方法 (11)电主轴的油膜振荡 (14)电主轴的电磁振动 (16)电主轴的机械振动 (18)第三章振动检测的整体设计及实施 (19) (19) (19)构建实验台 (20)传感器 (20)传感器的位置 (21)的组建与硬件设计 (21)振动信息的读取 (24)转速测量 (25)信号调理 (26)预处置 (27)异样数据的剔除 (27)趋势项的提取或去除 (27) (27)干扰产生的机理 (28)抗干扰方法 (28)第四章振动实验检测与信号分析 (29) (30)4.2 Labview简介 (30)4.3 测量点的布置 (31)4.4 测量进程 (32)4.5 测量结果的仿真分析 (41)第五章总结与展望 (42)参考文献 (44)致谢 (45)第一章绪论现代机械制造工业正朝着高精度、高速度、高效率的方向飞速进展,对加工机床提出了更高的要求,机床的高速化成为目前机床的进展趋势。
高速切削加工中的振动问题综述

高速切削加工中的振动问题综述摘要:高速切削是一种仍在不断发展中的、综合性的先进加工技术。
高速切削过程中产生的振动将会极大的影响工件的加工质量、刀具的使用寿命等。
因此世界各国学者在振动的产生机理、监测及控制等方面做了大量的研究工作。
本文主要介绍国内外学者在高速切削振动方面的研究成果,着重总结和分析以下几方面的研究工作:振动的产生机理,振动的危害以及振动的控制方法。
关键词:高速切削切削振动信号采集振动控制引言:高速加工技术具备高效高精度特性和高面积去除率,可省去电加工或人工修磨工序,大幅缩短加工工时或加工工序总周期。
随着切削加工精度的不断提高,高速切削逐渐在切削加工中占主导地位,被当今的制造企业广泛采用,用于制造薄壁、弹性和刚度大的难加工材料[1]。
但是在零件加工过程中不可避免的会发生振动,这些振动如果不加以控制不仅会降低工件表面质量和切削生产效率。
在某些特定条件下产生的切削振动甚至可能造成加工无法进行乃至引起重大事故等[2]。
因此深入分析高速切削加工振动形成的主要原因,探讨高速加工振动控制方法,对促进高速切削加工技术迅速发展及应用,具有重要的理论意义和较大的实用价值。
1高速切削概述20世纪20年代末,德国的切削物理学家萨洛蒙(Carl Salomon)博士进行了超高速模拟实验,并于1931年4月首次提出高速加工(High Speed Machining)概念并获得专利,简称HSM。
与常规切削加工相比,高速切削技术具有极大的优越性,具体说来有以下特点:加工时间短,效率高;切削力小,加工系统变形小;刀具和工件受热影响小;工件表面质量好;可加工高硬度材料;可进行高速干切削,不用冷却液,减少了对环境的污染,能实现绿色加工[3]。
高速切削已成为当今制造业中一项快速发展的新技术,在工业发达国家,高速切削正成为一种新的切削加工理念。
2高速切削中的振动在高速铣削过程中,振动现象时有发生。
一般情况,产生振动的原因是多方面的[4]:(1)高速机床结构。
浅议机床振动的原因及控制技术

中图 分 类 号 : C 7 1 2 文献 标 识 码 : A 文章编号 : 1 0 0 3— 5 1 6 8 ( 2 0 1 3 ) 0 7— 0 0 9 1一 O 1
机床工作过程中的振动是一种极 为有 害的现象 , 它会大大 降低工件加工表面质量 ; 加速、 刀具和机床 零件的磨损 , 严重时 造成切削工作不能正常进行。因此应尽量减小切削过程 中产生 的振 动。机床振动会使得切削加工过程 中 , 工件 和切削 刀具间 产生一定量的相对位移 , 致使刀具 与工件之间 的正 常运 动轨迹 发生变化 。机床的轻微振动会致使工 件表面质量下 降, 产生表 面振纹 , 工件粗糙度增加 , 机床 的工作效 率大为降低。而强烈振
2 0 1 3. NO. 0 4
机 械 与 自动 化
J o u r n a l o f He n a n Sc i e n c e a n d Te c h n o l o g y
浅 议 பைடு நூலகம் 床 振 动 的 原 因及 控 制 技术
储 开 滚 ( 江 苏 省 高 淳 中等 专 业 学 校 , 江 苏 高 淳 2 1 1 3 o o )
撤销 以及其它外力 冲击引起 的, 可快速 衰减 , 对机 床加工过 程 影响非常小 , 只 占到机床振 动的 3 % 一5 %, 可忽略不计 。
1 . 1 强 迫 振 动
系统在外界激振力作用下产 生 的振 动 叫强迫振动 。它会 影响机床部件 间的相对振动 幅度 , 影 响机床 的加工精 度 , 如工 件的粗糙度和 圆度 。强迫振动还会 影响 刀具 回转类 机床 的回 转精度 。 振源 分析 : ① 电机转 子不平 衡 。② 地脚螺 栓松 动和机 床
1 . 2 自激 振 动
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态 。在振 动 时 , 如果下 电 , 动将 消失 。 电动 机负载 在 振 振 动时变 化 与进 给 系 统有 关 。进 给 系 振
7 丝杠支撑
先后采 用 了两种 丝杠支 撑结 构进行 了实验 。 国外
统 由电动机、 联轴器 、 丝杠副 、 轴承 、 润滑 、 导轨副、 电动 机座、 轴承座、 电动机参数组成 。分别对几个因素进行 了实验 , 验数据 和现象 如下 : 实
刚度 电主轴
( o eeo eh ncl n ier g a a io n n esy D l n1 2 , H C l g f ca i gne n ,D l nj t gU i ri , ai 0 8 C N) l M aE i i ao v t a 1 6
Ab ta t sr c :Ac o d n ot e ea t eo mai n r lt n h p o e p e la e olw c l d ia o lr e r g ,t e c r i g t l s c d f r t e ai s i f h r — o d d h l y i r lr l a n s h h i o o t o n c e b i
浅 谈 高速 机 床 的振 动
赵 中太 陈 波
( 四川长 征机 床有 限公 司 , 四川 自贡 630 ) 4 00
Dic s in O b a in o g - p e c ie To l s u so f Vir t fHih s e d Ma hn o o
ZHAO o ga ,CHEN Zh n t i Bo
子的负荷和变形间的关系式 , 据此导出了预负荷空心圆柱滚子轴承的刚度计算公式 , 依据此公式对
某型号 轴承 刚度进行 分析研 究 , 结果表 明 : 负荷空心 圆柱滚 子轴 承的 刚度与外 载荷无 关 , 随着空 预 且
心 度 的增 大而减 小 , 随着滚 子个数 的增加 而增大 。 关键词 : 预负荷 空 心圆柱 滚子轴承 中图分类 号 : H1 3 3 T 3.3
S in s ay i o e o d d H l w l d ia o lrB a ig t e s An lss fPr -la e o l Cyi r l l e r s f o n c R e n
L U n u ,GUAN a mi I Ya k i Tin n,W EIYa g n na g
( i u nC a gh n c ieT o G op Zgn 4 0 0 C ) S h a h nze gMahn ol ru , i g6 3 0 , HN c o
高速机床在运行过程 中, 由于对速度增益和加速 度增益 要求 较高 , 往会 出现振 动现 象 。具 体表 现为 : 往
机床 在冷机 上 电 时无 振 动 现 象 ; 当运 行 一 段 时 间 ( 运
一
改用刚性联轴器 , 无此现象 , 但振动现象还在。
6 电动 机
采用 不 同转矩 和功 率 的 电动机 , 当采 用参 数 大并 带有 制动 功能 的 电动 机时 , 振动 现象消 失 。
行速度和时间为任意) 机床停止时, 出现振动现象 , 这 现象将 持续一 段较 短 时 间 , 然后 机 床 恢 复 到正 常 状
丝杠的最高温度为 4 = 0c 。振动为高频 、 幅, 【 小 不受运 行 速度 和时 间影 响 。
5 联轴器
若使用弹性联轴器时 , 系统报警 , 机床不能运行 。
u I u ‘
增加丝杠中空冷却。机床精度要求越 高时 , 建议增加 基础大件的循环冷却 , 增加进给系统温度补偿 , 尽量排 除温度对机床精度 的影响。
坏 , 床 出现 光栅 尺报警 。 机 通 过 以上实验 不 难看 出 , 设 计 高速 机 床 时应 注 在
意如下 几点 :
3 轴承 、
水平 和垂直方 向的丝 杠 两头 , 开始 采用 N K万 能 S 配对 丝杠 轴 承 ( 个一 组 ) 三 。后 来 在 水平 轴 的轴 承 座 端改 为两个 独立 的深沟球 轴承 , 振动 现象没 发生 变化 。
2 电动机座单件质量
采用 轴承孔 与 电动 机止 口同轴 度好 的座 子 , 项 这 精 度直接 关系到 电动 机 轴 和丝 杠 轴 的 同轴 度 , 动 现 振 象要好 。
图2
两种结构都有振动现象 : 国外高速机床结构在连 续高速运行时 , 丝杠能 自由伸缩 , 不会损坏轴承, 机床 不报警 ; 传统结构机床在连续高速运行时 , 轴承被烧
高速机床结构( 1 和传统机床结构( 2 。 图 ) 图 )
1 电动机参数
当减小 进给 电动 机 的速 度 增 益 和加 速 度增 益 时 ,
图1
振动现象消失 ; 当增加普通加工 中心进给 电动机 的速 度增益 和加速 度增 益时 , 动现 象 明显 , 时根本 开不 振 有
动机床 。
预 负荷 空 心 圆柱 滚 子 轴承 刚度分 析
刘彦奎 关天 民 魏延 刚
( 大连 交 通大 学机 械工 程学 院 , 宁 大连 16 2 ) 辽 10 8 摘 要: 根据预 负荷 空心圆 柱滚子轴 承变形 协调 条件 , 建立 了轴 承 内圈 的平 衡方 程 , 运用 卡 氏定 理确定 了滚
() 1 电动 机 座 和 轴承 座 在 有 可 能 的情 况 下 , 好 最
4 温升与振动
对 丝杠 的振 动 和温升进 行检 测 , 经过 1h的运 行 ,
与基础件为一体 , 便于保证丝杠和电动机的同轴。 () 2 丝杠的温度数值显示 , 丝杠两端 的温度高于
中间 , 明高速 机床 丝杠发 热 的主要来 源是支 撑轴 承。 说 建议 增加 轴承 冷 却 , 果 进 给 速 度 大 于 3 s最好 如 0m/,