事共来与表用
应用研究
CA6140数控车床车削细长轴振动的技术研究
梁益华
(江苏省常州技师学院江苏常州213017)
摘要：建立车床车削期长轴系统的机向白由据动模型以及偏微分方程，求出期长轴的据型函数。考虑车床系统设定卡盘项尖项尖装置时，介绍北种状况下细长轴的固有频率计算以及求解方法。
关键词：CA6140车床细长轴车削振动车刀参数振型函数
中图分类号：TG51
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)04-0103-01
车床系统在车削细长轴时，加工过程振动比较严重，这种振动不仅影响加工质量，而且会缩短刀具和机床的使用寿命，降低生产效率，基至造成人身和财产的较大损失。车前细长轴时，最方便有效的方法就是安装跟刀架，增加了工件切削点的径向刚度。此外，分段
车削法和拉切法等，也经常用于细长杆的加工。 1、建立车床系统车削细长轴模型
假设车削加工的细长轴材料为理想弹性体，满足以下3个条件：(1)质量均匀分布；(2)各向同性；(3)服从虎克定律，一般来说，描述这三种振动的函数y(x，t)可分解为空间函数和时间函数乘积的形式，即：
(x,) =,(x)(), =1,...
(1)
式(1)中，x(x)为第阶振型函数，表示在某一固定时间轴上各点相对振动形态，Y(t)表示在轴上某一固定点随时间的变化规律。
车床需要加工的细长轴，将细长轴简化为梁。如图所示，可用均勾梁横向自由振动微分方程(1)对细长轴在车削中的振动进行分析。
图1车削细长轴简化为梁示意图
由理想弹性体和微幅报动的假设，可以根据材料力学列出细长
轴横向振动的微分方程：()+=0
Sx+ Sr 4"_E()
(2)(3)
式(2)、(3)中,EI(x)为材料的抗弯刚度;y为梁的横向坐标;x为梁的轴向坐标；P为梁材料的密度，A为梁横截面面积；t为时间。 2、车刀参数对系统振动的影响
2.1主偏角对系统振动的影响
车刀的主偏角影响各切削分力的大小比例，增大主偏角K对降低振动有很大的效果，增大副偏角K可以减小刀刃与工件的接触面，减小摩擦阻力，使切削平稳，但是副偏角K，太小会增加负后刀
8 80
re 60 50
30 20 10%
60
00
图2主偏角与振幅的关系曲线
9 60
20
面同已经成形的表面之间的摩擦，反面可能引起报动。在实际的工程应用中，一般取K.为5～15"。
2是根据实验研究得出的曲线。从图中可以看出，车削过程中的振幅是随着主偏角K的增大而急剧减小的，所以，在车削细长轴时，在保证车刀强度的前提下，应该增大增偏角K。
2.2车刀前角对系统振动的影响
增大车刀前角入能减小切屑变形，降低切削温度和动力消耗，减少切屑对前刀面的障擦，提高刀具的耐用度，改善如工表面质量，同时减少切削振动；但是增大前角后，不可避免的会出现刀尖强度下降。
图3是车刀前角与报幅的曲线，基本上呈线性关系，振幅随着前角入的增大而线性降低。增大前角有弊有利，因此需要根据实际情况合理选择。
3、车削速度对系统振动的影响
车削速度是指车削加工中进料的速度，其不仅影响加工的效率，也影响加工工件的表面质量以及系统的报动幅度。车削加工中的振动随进给量的增大而减小，但是增大进给量会降低工件表面质量。在实际生产中，一般粗加工进给量在0.33~0.38mm/r范围内，精加工选择进给量在0.15~0.25mm/r范围内。
图4为切削速度与振幅的关系曲线，曲线表明，当切削速度Vc
低于50m/min时，振幅是随着 4、结语
本文根据车床加工细长轴的实际情况，将细长轴简化为梁，针对实际中对系统振动影响较大的车刀主偏角、前角、切削速度的作了定量分析研究，绘制相应曲线，为实际生产需要提供理论依据；通过受力分析，定性研究转速对振动的影响，得出在车前细长轴时应采用的车床速度。应用本文结果，可以减少车削细长轴时系统的振
动，保证工件质量，提高生产效率。参考文献
[1]胡宗式.工程搬动分析基础[M上海：上海交通大学出版社,1999.[2]黄跃华.细长轴车削动特性的研究[J].科技通报,2001(4):41-49.
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图3车刀前角与振幅的关系曲线
能络度Vo/mmin)
图4切削速度与振幅关系曲线
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