机械加工时机械振动原因及对策分析

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1、机械加工时机械振动原因及对策分析摘要：众所周知，我们在进行具体加工操作的过程屮应该注重机械振动对机械加工流程所造成的相关影响，因为只有对机械加工时机械振动具体原因进行分析并加以解决才能在一定程度上保证生产质量和加工效率。本文针对我国当前机械加工现状，对机械振动产生原因进行详细分析和阐述并总结出合理対策，希望为我国机械加工行业的发展贡献出一份力量。中国关键词：机械加工；振动原因；对策分析中图分类号：C35文献标识码：A随着机械加工技术的不断广泛的应用，显现的问题也越来越突出，机械加工屮的振动对加工表面质量和生产率冇很大的影响，是一种十分冇害的物理现

2、象。若加工中产生了振动，刀具与工件间将产生相对位移，会使加工表面产生振痕，严重影响零件的表面质量和性能；振动使刀具受到附加动载荷，加速刀具磨损，有时甚至崩刃；同时振动使机床、夹具等的连接部分松动，从而增大间隙，降低刚度和精度，缩短使用寿命，严重时甚至使切削加工无法继续进行，振动屮产生的噪声还将危害操作者的身体健康。为减小振动，有时不得不降低切削用量，使机床加工的生产效率降低。因此，研究分析机械加工中的振动原因和特性，寻求控制振动的有效途径是很有必要的。、机械加工时机械振动原因探究1机械加工中的自激振动受迫振动产生的原因机械加工中的受迫振功，是一种

3、由工艺系统内部或外部周期交变的激振力（即振源）作用下引起的振动。机械加工屮引起工艺系统受迫振动的激振力，主耍来自以下儿方面1・1机床上高速回转零件的不平衡机床上高速回转的零件较多，如电动机转子、带轮、主轴、卡盘和工件、磨床的砂轮等，由于不平衡而产生激振力F（即离心惯性力）。1.2机床传动系统中的误差机床传动系统中的齿轮，由于制造和装配误差而产生周期性的激振力。此外，皮带接缝、轴承滚动体尺寸差和液压传动中油液脉动等各种因素均可能引起工艺系统受迫振动。1.3切削过程本身的不均匀性切削过程的间歇特性，如铳削、拉削及车削带有键槽的断续表面等，由于间歇切削

4、而引起切削力的周期性变化，从而激起振动。L4外部振源由邻近设备（如冲压设备、龙门刨等）工作时的强烈振动通过地基传来，使工艺系统产生相同（或整倍数）频率的受迫振动。2•机械加工中的口激振动机械加工过程中，在没有周期性外力（相对于切削过程而言）作用下,由系统内部激发反馈产生的周期性振动。其主要特征如下：（1）由于维持自激振动的干扰力是由振动（切削）过程本身激发的,故振动（切削）一旦中止，干扰力及能量补充过程立即消失。（2）自激振动能否产生及其振幅的大小，决定于每一振动周期内系统所获得的能量与系统阻尼消耗能量的对比情况。（3）自激振动的频率等于或接近于

5、系统的固有频率。目前，国内外对加工过程中振动纹理的控制技术进行了较深入的研究。提出：利用变速切削加工方法抑制切削颤动；利用非线性颤振理论研究切削振动，并指出切削振动不仅取决于切削力的动态特性，而且也取决于机床机构的动态特性；利用实验方法研究动态切削噪音的“动态切削条件”，提出振动频率主要山机床切削系统的模态固有频率所决定。二、机械加工时机械振动对策1受迫振动减小受迫振动的措施：受迫振动是由于外界周期性干扰力引起的，因此为了消除受迫振动，应首先找出振源，然后采取相应的措施加以控制。（1）减小激振力：对于机床上转速在600r/min以上的零件，如砂轮

6、、卡盘、电动机转子及刀盘等，必须进行平衡以减小和消除激振力；提高带传动、链传动、齿轮传动及其他传动装置的稳定性，如采用完善的带接头或无接头的胶合平皮带，以斜齿轮或人字齿轮代替直齿轮，采用缓冲装置、降低换向速度等，使动力源与机床木体放在两个分离的基础上。（2）调整振源频率：在选择转速时，尽可能使引起受迫振动的振源（电机转速）频率远离系统固有频率，避免共振。（3）提高工艺系统的刚度和阻尼：提高刚度、增大阻尼是增强系统抗振能力的基本措施。如提高联结部件的接触刚度，预加载荷减小滚动轴承的间隙，采用内阻尼较人的材料制造某些零件能收到较好的效果。（4）釆用隔

7、振措施：隔振就是用弹性隔振装置将需防振的机床或部件与振源之间分开，使大部分振动被吸收，从而达到减小振源危害的目的。如用橡胶垫将电机与机床隔开，机床下装隔振器，机床四周挖隔振沟，沟内充满锯木屑、纤维、软木、碳渣等。对于某些动力源，如电机、液压站等，最好与机床分离。（5）采用减振装置：当采用上述各种措施仍无法控制振动时，可考虑使用消振减振装置。减振装置通常都是附加在工艺系统中，通过吸收或消耗振动能量，达到减振的目的。它对抑制口激振动有同样的效果，是提高工艺系统抗振性的一个重要途径。2自激振动2.1合理选择切削用量。切削用量是指切削速度、进给量和切削深

8、度三者的总称。切削速度对刀具寿命有非常大的影响•提高切削速度时，切削温度就上升，而使刀具寿命大大缩短•加工不同种类、硬度的工件，切削速度