機械加工中振動的產(chǎn)生機理以及防治措施
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;
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。
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。當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
強迫振動的運動方程:
圖示:內(nèi)圓磨削振動系統(tǒng)
a) 模型示意圖 b)動力學模型c)受力圖
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