在镗床加工过程中,震动可能会导致加工精度下降、表面质量变差以及刀具磨损加剧等问题。以下是一些镗床加工的防震措施:
机床基础与安装方面
稳固机床基础:
镗床应安装在坚实的混凝土基础上。混凝土基础的厚度和强度要根据镗床的尺寸、重量和加工要求来确定。一般来说,对于中型镗床,基础厚度应不少于300-500mm。在浇筑基础时,要确保混凝土均匀、无空洞,并且充分振捣,以提高基础的密实度和承载能力。
基础应与建筑物的地基良好结合,避免因机床运行产生的震动传递到建筑物的其他部分,同时也防止外界震动干扰机床。例如,可以在基础与地基之间设置减震垫或减震沟。减震垫一般采用橡胶、弹簧等材料,能够有效吸收和隔离震动;减震沟则是在机床基础周围挖掘一定深度和宽度(如深度1-2m、宽度0.5-1m)的沟,沟内填充软质材料如沙子或泡沫塑料颗粒,阻止震动波的传播。
精确安装与调平:
镗床的安装要严格按照设备说明书的要求进行。在安装过程中,使用高精度的水平仪对机床进行调平,保证机床工作台面和导轨的水平度在允许的误差范围内,一般水平度误差不超过0.02-0.04mm/m。精确的调平可以使机床各部件受力均匀,减少因重力分布不均引起的震动。
机床的地脚螺栓要拧紧,并且使用防松装置,防止螺栓在机床运行过程中松动。同时,要检查机床各部件之间的连接是否紧密,对于松动的连接部位,如导轨压板、电机座等,要及时紧固,以确保机床的刚性和稳定性。
刀具与切削参数方面
选择合适的刀具:
根据加工材料和加工要求选择合适的刀具材料。例如,加工硬度较高的合金钢时,可选用硬质合金刀具或陶瓷刀具。这些刀具材料具有较高的硬度和耐磨性,能够承受较大的切削力而不易产生震动。同时,刀具的几何参数也很重要。合理的刀具前角、后角和刃倾角可以改善切削条件,减少切削力。例如,适当增大刀具前角可以减小切削力,从而降低震动的可能性,但前角过大可能会导致刀具强度降低,因此需要根据具体情况进行优化。
对于长径比较大的镗刀杆,要注意其刚性。可以选择加粗刀杆直径或采用中空结构并填充减震材料(如阻尼橡胶)的刀杆来提高其刚性和减震性能。此外,使用带有减震装置的刀具系统,如在刀杆上安装液压减震器或机械减震器,这些减震器能够在切削过程中吸收和衰减刀具的震动。
优化切削参数:
切削速度、进给量和切削深度是影响切削力和震动的重要因素。在保证加工质量和效率的前提下,合理降低切削速度和进给量可以减少切削力,从而减轻震动。例如,当加工高精度的孔时,可以适当降低切削速度,如从常规的100-200m/min降低到60-100m/min,同时减小进给量,使切削过程更加平稳。
根据加工材料和刀具的特性,采用合适的切削方式。例如,对于韧性较好的材料,可以采用分层切削或间断切削的方式,避免连续切削产生过大的切削力和震动。分层切削时,将切削深度分成若干小层进行切削,每次切削深度控制在较小范围内,如0.5-1mm,这样可以有效减少切削力的波动。
工件与夹具方面
合理装夹工件:
工件的装夹方式要确保工件在加工过程中具有足够的刚性。对于形状不规则或尺寸较大的工件,要采用多点装夹或专用夹具。例如,在镗削大型箱体零件时,除了使用常规的压板将工件固定在工作台上,还可以在工件内部或侧面设置辅助支撑点,增加工件的支撑刚度。
装夹时要注意夹紧力的大小和方向。夹紧力要适中,过大的夹紧力可能会使工件变形,过小则无法保证工件在加工过程中的稳定性。夹紧力的方向应尽量与切削力方向一致,以增强工件的抗振能力。例如,在镗削圆柱孔时,夹紧力应沿着圆柱的轴向方向施加,避免工件在切削力作用下产生位移和震动。
使用减震夹具:
设计和使用带有减震功能的夹具。一些夹具可以采用弹性元件(如弹簧、橡胶垫)来吸收和隔离震动。例如,在夹具的夹紧部位安装橡胶垫,当机床产生震动时,橡胶垫能够缓冲震动对工件的影响。
对于高精度加工,可以采用主动减震夹具。这种夹具配备有传感器和执行机构,传感器能够实时监测夹具和工件的震动情况,执行机构根据传感器的信号,通过调整夹紧力或施加反向力来抵消震动,从而达到减震的目的。