在CNC數(shù)控車床的加工過程中，振蕩是一個(gè)常見問題，它不僅影響加工精度和工件質(zhì)量，還可能導(dǎo)致機(jī)床的損壞和刀具的過度磨損。振蕩的原因復(fù)雜多樣，包括機(jī)械問題、切削條件、刀具選擇、工件裝夾等多個(gè)方面。本文將詳細(xì)探討CNC數(shù)控車床如何排除振蕩，以確保加工過程的穩(wěn)定性和可靠性。
一、分析振蕩原因
1.機(jī)械問題
機(jī)械問題是導(dǎo)致振蕩的常見原因之一，主要包括軸承磨損、部件錯(cuò)位或零件松動(dòng)等。這些問題可能由于正常磨損或維護(hù)不當(dāng)引起，導(dǎo)致主軸和傳動(dòng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
2.切削條件
切削條件的不當(dāng)設(shè)置也是振蕩的一個(gè)重要因素。切削速度過高、進(jìn)給速度過慢或刀具未正確磨尖，都可能導(dǎo)致切削力不穩(wěn)定，進(jìn)而引發(fā)振蕩。
3.刀具選擇
刀具的剛性和材質(zhì)直接影響切削過程的穩(wěn)定性。如果刀具剛性差或材料不合適，切削時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)。此外，刀具磨損也會(huì)增加振動(dòng)和噪音。
4.工件裝夾
工件的外形結(jié)構(gòu)不規(guī)矩、沒有好的基準(zhǔn)面，或者裝夾部位選擇不合適，都會(huì)導(dǎo)致工件在加工時(shí)松動(dòng)，隨切削力的變化而振蕩。
5.自激振蕩
自激振蕩是由系統(tǒng)軟件本身原因所導(dǎo)致的振動(dòng)，沒有外力作用。這種振動(dòng)一旦產(chǎn)生，會(huì)使設(shè)備運(yùn)作喪失可靠性。
二、排除振蕩的方法
1.調(diào)整切削條件
優(yōu)化切削參數(shù)：調(diào)整切削速度、進(jìn)給速度和刀具鋒利度，以實(shí)現(xiàn)蕞佳切削條件。合理的切削參數(shù)可以減少切削力波動(dòng)，降低振蕩風(fēng)險(xiǎn)。
使用冷卻液：在加工過程中使用適當(dāng)?shù)睦鋮s液，可以降低切削溫度，減少刀具磨損和工件變形，有助于穩(wěn)定切削過程。
2.優(yōu)化刀具選擇和使用
選用合適的刀具：根據(jù)工件材料和加工要求選擇合適的刀具，確保刀具剛性和切削性能。
刀具平衡：使用專用平衡設(shè)備對刀具進(jìn)行平衡，減少因刀具不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)。
定期更換刀具：定期檢查刀具磨損情況，及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的刀具，防止因刀具磨損引起的振動(dòng)。
3.改進(jìn)工件裝夾
合理設(shè)計(jì)裝夾方案：根據(jù)工件外形和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的裝夾方案，確保工件在加工過程中穩(wěn)定不松動(dòng)。
使用夾具和工裝：利用夾具和工裝來固定工件，提高裝夾的精度和穩(wěn)定性。
4.數(shù)控系統(tǒng)調(diào)整
降低位置環(huán)增益：在伺服系統(tǒng)中，適當(dāng)降低位置環(huán)增益可以減少振蕩。但需注意，降低過多可能會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。
加入比例微積分器(PID)：通過PID控制器調(diào)節(jié)輸出電流電壓相位，解決因輸出信號滯后或超前引起的振蕩。
應(yīng)用高頻抑制功能：對于高頻振蕩，可在速度環(huán)上加入一階低通濾波環(huán)節(jié)（轉(zhuǎn)矩濾波器），以排除高頻諧波對輸出轉(zhuǎn)矩的影響。
5.增強(qiáng)系統(tǒng)剛性和減振
提升系統(tǒng)強(qiáng)度：加強(qiáng)數(shù)控車床的系統(tǒng)軟件和硬件強(qiáng)度，提高對振動(dòng)的抵抗力。
安裝減震器或減振器：在必要時(shí)，可安裝減震器或減振器來降低振動(dòng)。
6.防止自激振蕩
降低激振力：對旋轉(zhuǎn)零部件進(jìn)行精準(zhǔn)均衡，增強(qiáng)安裝精度。
調(diào)整共振頻率：在選擇轉(zhuǎn)速時(shí)，盡量避開數(shù)控車床的共振頻率，避免共振產(chǎn)生。
三、總結(jié)
CNC數(shù)控車床的振蕩問題是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要從多個(gè)方面入手進(jìn)行解決。通過優(yōu)化切削條件、選用合適的刀具、改進(jìn)工件裝夾、調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)以及增強(qiáng)系統(tǒng)剛性和減振等措施，可以有效地排除振蕩，提高加工精度和工件質(zhì)量。在實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)具體情況綜合考慮，采取蕞適合的解決方法。 http://m.jnh-sina.com/