机械加工过程中产生的振动

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1、西北工业大学继续教育学院毕业论文引言随着科学技术和社会的迅速发展，整个社会对机械产品的质量及其生产效率提出了越来越高的要求。相应于此，近年来数控技术、数控加工技术在机械制造业中得到广泛应用和迅猛发展，工程技术人员及数控机床编程与操作人员学习、学习这些技术已成为一种趋势。在机械加工过程中，随着科学技术的发展和人们需求的提高，工件的精度也在不断的提高，但是工艺系统常常还是会发生振动，即在工件和刀具的切削刃之间，除了名义上的切削运动外，还会出现一种周期性的相对运动。产生振动时，工艺系统的正常切削过程便受到干扰和破坏，

2、从而使零件加工表面出现振纹，降低了零件的加工精度和表面质量，频率低时产生波度，频率高时产生微观不平度。强烈的振动会使切削过程无法进行，甚至造成刀具“崩刃”。为此，常被迫降低切削用量，致使机床、刀具的工作性能得不到充分的发挥，限制了生产率的提高。振动还影响刀具的耐用度和机床的寿命，发出噪声，恶化工作环境，影响工人健。本文就是为了降低道具的磨损提高机床的寿命，进一步提高零件加工表面的精度，本文主要以《机械加工过程中产生的振动及解决方法》为题进行分析，并找出原因。从而得到解决。由于我水平有限，文章中难免出现遗漏和错误

3、，恳请老师批评指正。第18页共18页西北工业大学继续教育学院毕业论文1．振动的概念及危害1.1概述机械加工过程中，工艺系统会发生振动，即刀具与工件之间产生周期性往复运动。这种附加在正常切削运动上的周期性运动，会破坏工件与刀具之间的正常的运动轨迹，使加工表面产生振痕，将严重影响零件的表面质量和使用性能。动态交变载荷使刀具极易磨损（甚至崩刃），机床连接特性遭到破坏，缩短了刀具和机床的使用寿命。当振动严重时，使加工过程无法进行。为了减少振动，有时不得不降低切削用量，而使生产率下降。各种切削和磨削过程都可能发生振动，当

4、速度高、金属切除率大时会产生较强烈的振动。1.2振动的分类工艺系统的振动可分为三种类型：自由振动、受迫振动和自激振动。a自由振动：　当系统受到初始干扰力而破坏了其平衡状态后，仅靠弹性恢复力来维持的振动称为自由振动。在切削过程中，由于材料硬度不均或工件表面有缺陷，工艺系统就会发生这种振动，但由于阻尼作用，振动会迅速衰减，因而对机械加工的影响不大。b强迫振动：　是一种在工艺系统内部或外部周期性干扰力持续作用下，系统被迫产生的振动。c自激振动：　系统在没有受到外界周期性干扰力（激振力）作用下产生的持续振动称为自激振动

5、。维持这种振动的交变力是由振动系统在自身运动中激发出来的。1.3机械加工过程中振动的危害（1）影响加工表面粗糙度当振动频率较高时会产生微观不平度，振动频率较低时会产生波度。（2）影响生产效率机械加工过程一旦产生振动，就要减小切削用量，使得机床刀具性能得不到充分发挥，从而限制生产效率的提高。（3）影响刀具寿命振动将使加工系统持续承受动态交变载荷作用，刀具易磨损，甚至崩刃，特别像硬质合金、陶瓷等韧性差的刀具更是如此。（4）影响机床、夹具的使用寿命振动会使机床、夹具的零部件间的联接产生松动，间隙加大，

6、接触刚度减小，精度降低，使用寿命缩短。（5）产生噪声污染机械加工中的振动所引起的噪声有害于操作者的健康。第18页共18页西北工业大学继续教育学院毕业论文1.4自由振动的简述作振动的系统在外力的作用下物体离开平衡位置以后就能自行按其固有频率振动，而不再需要外力的作用，这种不在外力的作用下的振动称为自由振动．理想情况下的自由振动叫无阻尼自由振动．自由振动时的周期叫固有周期，自由振动时的频率叫固有频率．它们由振动系统自身条件所决定，与振幅无关．振子通过有时间变化的外界刺激进行振动称为强迫振动。实际意义上是指所有通

7、过周期性刺激的正弦状自由振动。这个对振动进行周期性刺激的频率称作刺激频率。另外也有多频率的刺激。刺激也通过随机过程随机振动被研究。在规律刺激下一个系统同时产生两种振动：自由振动（一个或多个固有频率），大小定义自初态条件并在单位振动时间内发生阻尼狭义上的带有常数振幅的刺激频率的强迫振动。刺激频率（或多个中的一个）与固有频率（或多个中的一个）的关系及振动系统的阻尼可以通过放大函数定量。在工程力学中距离刺激，力刺激，不平衡刺激都是重要因子。振幅在共振的条件下达到最大值。在无阻尼和刺激频率与固有频率相等时，振幅为无限大

8、。阻尼增大，共振振幅减小。据统计，强迫振动约占30%，自激振动约占65%，自由振动占比重则很小。自由振动往往是由于切削力的突然变化或其它外界力的冲击等原因所引起的。这种振动一般可以迅速衰减，因此对机械加工过程的影响较小。而强迫振动和自激振动都是不能自然衰减而且危害较大的振动。下面就这两种振动形式进行简单的分析。2.机械加工过程中的强迫振动强迫振动是由工艺系统内部或外界周期干扰力持续作用