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機械加工中振動的產(chǎn)生機理以及防治措施

2020-08-18 11:43

一、機械加工過程中振動的危害

振動會在工件加工表面出現(xiàn)振紋，降低了工件的加工精度和表面質(zhì)量，低頻振動時會產(chǎn)生波度；

振動會引起刀具崩刃打刀現(xiàn)象并加速刀具或砂輪的磨損；

振動使機床夾具連接部分松動，影響運動副的工作性能，并導(dǎo)致機床喪失精度；

產(chǎn)生噪聲污染，危害操作者健康；

影響生產(chǎn)效率；

機械加工中振動的產(chǎn)生機理以及防治措施

二、機械加工過程中振動的類型

機械加工過程中振動的類型：自由振動、強迫振動、自激振動。

機械加工中振動的產(chǎn)生機理以及防治措施

1．自由振動

工藝系統(tǒng)受到初始干擾力而破壞了其平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)僅靠彈性恢復(fù)力來維持的振動稱為自由振動。由于系統(tǒng)中存在阻尼，自由振動將逐漸衰弱，對加工影響不大。

2．強迫振動

由穩(wěn)定的外界周期性的干擾力（激振力）作用引起；

除了力之外，凡是隨時間變化的位移、速度和加速度，也可以激起系統(tǒng)的振動；

強迫振動振源：機外＋機內(nèi)。

機外：其他機床、鍛錘、火車、卡車等通過地基把振動傳給機床

機內(nèi)：

1）回轉(zhuǎn)零部件質(zhì)量的不平衡（旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量偏心）

2）機床傳動件的制造誤差和缺陷（如齒輪嚙合時的沖擊、皮帶輪圓度誤差及皮帶厚度不均引起的張力變化，滾動軸承的套圈和滾子尺寸及形狀誤差）

3）切削過程中的沖擊（如往復(fù)部件的沖擊；液壓傳動系統(tǒng)的壓力脈動；斷續(xù)切削時的沖擊振動）

強迫振動的特征：

頻率特征：與干擾力的頻率相同，或是干擾力頻率整倍數(shù)

幅值特征：與干擾力幅值、工藝系統(tǒng)動態(tài)特性有關(guān)。當(dāng)干擾力頻率接近或等于工藝系統(tǒng)某一固有頻率時，產(chǎn)生共振

相角特征：強迫振動位移的變化在相位上滯后干擾力一個φ角，其值與系統(tǒng)的動態(tài)特性及干擾力頻率有關(guān)

強迫振動的運動方程：

機械加工中振動的產(chǎn)生機理以及防治措施

圖示：內(nèi)圓磨削振動系統(tǒng)

a）模型示意圖 b）動力學(xué)模型c）受力圖

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