机械加工过程中振动因素影响探析

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1、机械加工过程中振动因素影响探析摘要：在机械生产加工过程中会因为振动而出现表面质量磨损，切削刀具损坏等现象从而导致生产成本降低。本文针对机械加工特点介绍加工过程中机械振动的类型和产生的原因、消除机械振动措施，对提高生产率保证加工质量有重要意义。关键词：机械加工振动影响因素1.引百机械振动是在加工过程中因刀具、机床发生周期性跳动而产生的物理现象。在机械加工过程中振动是不可避免的，因此，机械振动会给机械加工带来不可避免的影响。在机械加工过程中当发生大幅度振动时会干扰以至于破坏工艺系统的正常切割，从而使

2、加工部件的表面产生振纹，也使零件的表面质量降低；而小幅度的低频振动则会增大波度，使加工精度降低。随着科技的进步我国加工业的迅速发展，新科技对加工部件的精准度和质量越来越高，因此在机械加工过程中减小机械加工振动、提高加工精准度已经成为机械加工厂考虑的重要问题。本文研究机械加工中振动的影响因素，探索减少机械振动的有效措施以期为机械加工提供有效参考。2.机械加工过程中振动分类2.1自由振动在机械运转时如果振动系统受到激振力的作用时会破坏机械的平衡状态，把能约束激振力的方式叫做自由振动。在机械运作时由于

3、系统总是存在一定的阻力，因此自由振动总是衰减状态，因此，在机械运作中自由振动对加工过程的影响并不大。2.2强迫振动所谓强迫振动是指物体受到规律性的外力作用所产生的振动，比如在削磨过程中由于受到电动机、皮带轮或者砂轮等物体的带动时，由于三角皮带长短或厚薄不一致，油泵工作不平稳等原因都会使机床发生强迫振动因此激起机床各部件之间的相对振动幅值，从而影响机床加工工件的精度，最常见的事影响机床加工粗糙度和圆度。对于刀具或做回转运动的机床，振动还会影响回转精度。2.3自激振动自激振动是指振动系统本身在振动过

4、程中由于受到交变力的影响引起的不衰减的振动，因此自激振动是不受外界周期性干扰而引起的自发振动。如在磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。3.振动产生的原因分析产生振动的原因有很多，作者结合自身工作实践将机械加工行业出现的振动现象分为以下三种：3.1自由振动产生的原因自由振动主要由于(1)在机械设备加工过程中，切削力突然发生变化引起自由振动；(2)在机械加工设备运转时由于外界力的冲击而产生的振动。因此综上原因，自由振动的特性取决于系统本身，即其固有频率，振型取决于振动系统的质量和刚度。1.

5、2强迫振动产生的原因强迫振动产生的原因有很多，最常见的有以下五种：(1)由机床上回转件不平衡所引起的周期性变化的离心力引起的振动。如由于电机或卡盘、皮带轮回转不平衡引起的。(2)机床传动零件缺陷所引起的周期性变化的传动力。在机械运转时因刀架、主轴承、拖板塞铁等部件松动或者由于轴承、齿轮等传动部件的制作误差而引发的周期性的转动。(3)由于切削过程本身不均匀性所引起的周期性变化的切削力。例如在机械运转时需要车削多边形或者表面不平工件引起的振动。(4)往复运动部件产生的惯性冲击。如平面磨削过程的方向改

6、变或瞬时改变机床的回转方向。(5)由外界其他振源传来的干扰力。机械运转时锻造车间附近因空气锤的振动引起的共振现象。3.3自激振动产生的原因自激振动产生的原因也较多，主要包括（1）切削过程中，切屑与刀具、刀具与工件之间摩擦力的变化而引起振动。（2）由于切削层金属内部的硬度不均匀而引起的振动。（3）由于机械刀具的安装刚性差而引起刀杆颤动。（4）工件刚性差而引发的震动，比如在加工细长轴等刚性差的工件时，会导致工件表面出现波纹或锥度。1.防止和消除振动的措施4.1消减强迫振动的措施：（1）将处于快速旋转

7、（每分钟600转以上）的零部件保持平衡状态或是将这些零部件添加一个自动平衡系统，包括启用减振设备。（2）可以适当保持镶条和轴承之间的空隙，调整工艺系统的原始频率，使得固有频率与激振频率不一致。（3）可以保持传动设备的稳定性，例如在磨床或是车床上不采用接头皮带，保持传动带的长度一致，将飞轮安装在主轴上以及淘汰直齿轮等。（4）精密磨床中，利用叶片替代齿轮泵，采用液压缓冲设备减少冲力。（5）把精确度较高的机床实现动力与本体互相分开，以迗到隔振的目的。（6）采用合适的砂轮粒度、硬度以及组织，给予砂轮适宜

8、的休整时间。4.2消减自激振动的措施（1）可以适当改变系统中刚度主轴的方向，使得主轴的位置处于加工面法线与切削力夹角之外，例如镗孔时可以压扁镗杆，车刀装反等。（2）可以适当调整切削用量以及刀具的几何外观，例如安装上可以选取直角偏刀车外圆。（3）降低切削速度，提高进给、前角、主偏角。（4）改变切削速度，提高被加工原料的可塑性。（5）适当改变切削速度，尽量减少碰到临界的切削速度概率。（6）提高加工系统的刚度，增强抗振性。安装车刀时伸出不宜过长，选择镗刀时应该选择短和粗，尽量减少套筒伸出长度，在处理细