机械加工过程中的振动原因及消除方法.pdf

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1、口ifn加工过程【l】的振动原因及消除方法■文／沈阳机床股份有限公司沈一车床厂马旭高超谷金生黄圆圃【摘要】本文着重介绍振动的两种类型、振动产所引起的强迫振动外)。干扰力消除，振动停止。如生的原因及消除方法。外界振源产生的干扰力，只要振源消除，导致振动的【关键词l机械加工、强迫振动、自激振动、消除干扰力自然就不存在了。②强迫振动的频率与外界周期干扰力的频率相同，或是它的整倍数。③干扰力的引言频率与系统的固有频率的比值等于或接近与1时，产机械加工过程中的振动会恶化加工表面质量，损生共振，振幅达到最大值。此时对机床加工过程的影坏切削刀具，降低生产率。振

2、动是在机械加工过程中，响最大。④强迫振动的振幅与干扰力，系统的刚度及因机床工件或刀具发生周期性的跳动。加工过程中如阻尼大小有关。干扰力越大、刚度及阻尼越小，则振发生振动，会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状幅越大，对机床的加工过程影响也就越大。痕迹，使表面光洁度显著下降，还会使机床、夹具中1．2自激振动(颤振)的连接零件松动，缩短机床使用寿命，影响工件在夹由振动系统本身在振动过程中激发产生的交变力具中的正确定位。tl：lrA,I,，由于振动，势必降低切削速度，所引起的不衰减的振动，就是白激振动。即使不受到损坏切削工具，降低生产率，造成噪声污染。任

3、何外界周期性干扰力的作用，振动也会发生。如在1．机械加工振动的表现和特点磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。振动分强迫振动和自激振动两种类型。具体表现工件、机床系统刚性差，或砂轮特性选择不当，都会和特点如下。使摩擦力加大，从而使自激振动加剧。或由于刀具刚性差、刀具几何角度不正确引起的振动，都属于自激1．1强迫振动振动。强迫振动是物体受到一个周期变化的外力作用而自激振动的特点是：①自激振动的频率等于或接产生的振动。如在磨削过程中，由于电动机、高速旋近系统的固有频率。按频率的高低可分为高频颤振(一转的砂轮及皮带轮等不平衡，三角皮带的厚薄或长

4、短般频率在5005000Hz)及低频颤振(一般频率为不一致，油泵工作不平稳等，都会引起机床的强迫振50-500Hz)。②自激振动能否产生及其振幅的大小，动，它将激起机床各部件之间的相对振动幅值，影响决定于每一振动内系统所获得的能量与阻尼消耗能量机床加工工件的精度，如粗糙度和圆度。对于刀具或的对比情况。③由于持续自激振动的干扰力是由振动做回转运动的机床，振动还会影响回转精度。过程本身激发的，故振动中止，干扰力及能量补充过强迫振动的特点：①强迫振动本身不能改变干扰程立即消失。力，干扰力一般与切削过程无关(除由切削过程本身·62·第O6期数控机床市场厂

5、2．振动产生的原因分析床的动力源与机床本体分置在两个基础上以实现隔振。常用的隔振材料及隔振器有橡胶隔振器、泡沫橡产生振动的原因复杂多变，根据机加工行业出现胶、毛粘等。⑥适当选择砂轮的硬度、粒度和组织，的振动现象及两种不同类型振动的表现形式，分析原适当休整砂轮，减轻砂轮堵塞，减少磨削力的波动。因，大致如下：⑦按均匀铣削条件适当选择铣刀直径，齿数和螺旋角：2．1强迫振动产生的原因增加铣刀齿数：以顺铣代替逆铣：采用等距刀齿结构，①机床上回转件不平衡所引起的周期性变化的离破坏干扰力的周期性。⑨刮研接触面，提高接触刚度：心力。如由于电机或卡盘、皮带轮回转不

6、平衡引起的。采用跟刀架、中心架等增强工艺系统刚度。选择较好②机床传动零件缺陷所引起的周期性变化的传动力。的砂轮架导轨形式⑨采用粘结结构的基础件及薄壁封如因刀架、主轴轴承、拖板塞铁等机床部件松动或齿砂结构的床身等，增加阻尼，提高抗振能力。⑩隔离轮、轴承等传动零件的制作误差而引起的周期性振动。外来振动的影响，采取隔振措施，如在磨床砂轮电动③切削过程本身不均匀性所引起的周期性变化的切削机底座和垫板之间垫上具有弹性的木版或硬胶皮等。力。如车削多边形或表面不平的工件及在车床上加工3．2消减自激振动的措施外形不规则的毛坯工件。④往复运动部件运动方向改①调整振

7、动系统小刚度主轴的位置，使其处于切’性；中击变时产生的惯。如平面磨削过程的方向改变或削力F与加工表面的法线方向的夹角范围之外，如瞬时改变机床的回转方向。⑤由外界其他振源传来的镗孔时采用削扁镗杆，车外圆时，车刀反装。②通过干扰力。在锻造车间附近，因空气锤的振动引起其他改变切削用量和刀具几何形状，减小重叠系数，如采机床的强迫振动，甚至共振。用直角偏刀车外圆。③减小切削速度，增大进给、主2．2自激振动产生的原因偏角、前角：④适当提高切削速度：改善被加工材料①切削过程中，切屑与刀具、刀具与工件之间摩的可加工性。⑤增加切削阻尼：适当减小刀具的后角；擦力的变

8、化。②切削层金属内部的硬度不均匀。在车在后刀面上磨出消振棱：适当增大钻头的横刃：适当削补焊后的外圆或端面而出现的硬度不均现象，常常使刀尖