浅谈机械加工过程中的振动
机械加工过程中机械振动的成因及解决措施
机械加工过程中机械振动的成因及解决措施摘要：在我国机械加工行业发展日益加快的背景下，机械管理工作迎来更高的挑战。
虽然在一定程度上提高了我国机械加工的效率和精确度，但由于在加工过程中，刀具和被加工机械做周期性往复运动，因此加工过程中产生机械振动是难以避免的。
而一旦发生机械振动不仅会影响到机械加工质量，甚至也会导致加工机械出现损坏。
因此，研究机械加工振动的解决措施，对于促进我国机械加工行业的发展具有重要的意义。
关键词：机械加工；机械振动；成因；解决措施引言在以往的机械加工过程中，经常会出现振动现象，使加工的精准度和精细度受到严重影响。
引起机械振动的原因是多样的，本文分析了机械加工过程中机械振动的不同成因，并针对成因提出了解决措施。
一、机械加工过程中机械振动形成的原因（一）强迫振动形成的原因在整个机械加工过程中，设备加工生产会受到各类外界因素的影响，强迫振动作为主要出现的振动类型，是受到外界因素影响最多的一种振动。
强迫振动就是指在周期性外力的影响之下形成的受破振动，他主要代表的是一种驱动力，由外力影响而诞生的一种额外的驱动性力量。
[1]关于强迫振动，有以下几个特征。
首先是强迫振动本身不会影响到干扰力，因此在加工生产的工程中，强迫振动的体现并不直接，在生产加工阶段我们无法对强迫振动进行额外的干扰，只有后续技术工艺阶段加入进来之后，强迫振动的现象才会停止。
其次是强迫振动受到的外部影响很深，因此其发生频率与外界干扰的周期频率是非常相似的，大部分的强迫振动频率都保持在干扰周期频率的整倍数上。
最后是强迫振动还具有一定的辐射性，它很可能会引起机械的共振现象，进一步的影响到机械设备的作业情况，影响设备生产的精度。
因此总的来看，在思考强迫振动形成原因的时候，更多的是需要关注外部影响和干扰因素对强迫振动的影响，外部的干扰因素越多那么强迫振动的振幅也就越高。
（二）自激振动形成的原因自激振动同其他振动之间有明显的区别，也就是说，在开展自激振动的过程中，外力的影响没有相对应的周期性。
机械加工过程中机械振动的原因及对策分析
机械加工过程中机械振动的原因及对策分析一、引言机械振动是机械加工过程中常见的问题，它会导致零件加工精度下降，影响工作效率，甚至导致设备损坏。
为了有效降低机械振动对机械加工过程的影响，需要深入了解机械振动的原因，并采取相应的对策。
本文就机械加工过程中机械振动的原因及对策进行分析。
二、机械振动的原因1.不平衡机械设备在工作过程中，如果重心不平衡或者零部件分布不均匀，就容易出现振动。
不平衡主要原因包括：（1）零件加工误差：在加工过程中，如果零件尺寸精度不高，就会导致装配过程中不平衡；（2）零部件分布不均匀：如果机械设备中的零部件分布不均匀，就会产生不平衡现象。
2.弹性变形机械设备在工作过程中，受到外力的作用，会产生弹性变形，从而引起振动。
弹性变形主要原因包括：（1）工件位置不准确：如果工件放置位置不稳定，会导致设备弹性变形；（2）切削力过大：在机械加工过程中，如果切削力过大，会造成工件和设备之间的相对位移，从而产生弹性变形。
3.激振力机械设备在工作过程中，如果受到外界激振力的作用，也会产生振动。
激振力主要原因包括：（1）传动系统的共振：如果传动系统的传动比例、间隙等参数不合适，就会造成传动系统的共振，产生激振力；（2）外界环境的震动：如果机械设备受到外界环境的震动，也会产生振动；三、机械振动的对策1.加强设备的平衡对于不平衡造成的振动，可以采取以下对策：（1）提高零件加工精度：在零件加工过程中，应严格控制尺寸精度，避免误差导致的不平衡；（2）调整零部件分布：改变零部件的位置，使得机械设备的重心分布更加均匀。
2.增加刚度对于弹性变形引起的振动，可以采取以下对策：（1）稳定工件位置：通过改进夹具结构，提高工件的抓紧力，稳定工件的位置，减少弹性变形；（2）优化切削参数：通过调整切削速度、切削深度等参数，降低切削力，减少工件和设备之间的相对位移，减小弹性变形。
3.减少激振力对于激振力引起的振动，可以采取以下对策：（1）改善传动系统的设计：优化传动系统的传动比例、间隙等参数，避免传动系统的共振；（2）加强设备的隔振措施：通过在机械设备底部安装隔振装置，降低设备受外界环境震动的影响。
机械加工中机械振动的原因解析与应对
机械加工中机械振动的原因解析与应对随着工业技术的不断发展，机械加工已成为现代生产中不可或缺的重要环节。
然而在机械加工过程中，经常会遇到机械振动的问题，这不仅会影响加工质量，还有可能引发安全事故。
了解机械振动的原因和有效应对是非常重要的。
一、机械振动的原因解析1.不稳定的加工条件在机械加工过程中，如果加工条件不稳定，比如切削速度、切削深度、进给速度等参数没有得到合理控制，就会引起机床工作状态的不稳定，从而产生振动。
2.机床结构设计不合理机床是机械加工的主要设备，如果机床的结构设计不合理，会导致刚性不足、固定件松动等问题，使得在加工过程中产生振动。
3.切削刀具磨损切削刀具是机械加工中常用的工具，如果刀具磨损严重或者安装不良，就会引起加工过程中的振动。
4.工件材料变形在加工过程中，由于工件材料自身性能的变化，也有可能引起机械振动。
5.进给系统问题进给系统的性能不稳定、传动链条出现松动等问题，会导致机床在工作时的振动。
刀具在加工时，间歇切削会引起刀具的振动，影响加工质量。
二、机械振动的应对措施1.合理选择切削工艺参数在机床的结构设计上，要注重刚性的设计和加强工装的固定，确保机床在加工过程中稳定性。
加强机床的维护保养工作，及时发现并解决机床结构问题。
3.切削刀具的选择和维护合理选择切削刀具，并确保刀具的安装正确、刃磨合适，定期进行刀具的维护和更换工作。
选择质量稳定的工件材料，对材料性能进行精密测试和处理，以减少因材料变形引起的机械振动。
对进给系统进行定期的检查和维护工作，确保传动链条、导轨等部件的稳定性和耐磨性。
6.刀具间歇切削的解决方法对于刀具间歇切削引起的问题，可以采用提高刀具速度、增加刀具的刚度等方法来减少刀具的振动。
三、结语在机械加工中，机械振动是一个常见问题，如果不能得到及时合理的处理，会对加工质量和安全性造成很大影响。
加强对机械振动原因的分析和应对措施的研究非常重要。
通过合理选择加工条件、加强机床结构设计和维护、切削刀具的选择和维护、工件材料处理、进给系统的维护以及解决刀具间歇切削等措施，可以有效减少机械振动的发生，提高机械加工的质量和效率。
机械加工振动产生的原因及消除方法
机械加工振动产生的原因及消除方法摘要：众所周知，在机械加工的过程中，存在着一个普遍的现象那就是机械振动，其实，机械振动是由多方面的因素造成的。
本文主要对机械加工过程中，机械振动的分类和特点进行了阐述，对机械振动的成因和影响展开了分析，同时对如何更好的解决机械振动产生的不利影响进行了深入的研究。
关键词：机械加工；振动产生；原因；消除方法引言机械加工是一项长期、循环往复的过程，由于长时间的运行，刀具和工件往往会受到很大的影响，因而不可避免的出现机械振动的情况。
在振动现象的影响下，加工部件的精度大大被降低，这对生产率的提高是非常不利的。
所以，应根据机械加工中出现的振动类型和产生的原因加以分析，采取有效的手段来降低或消除振动，从而提高机械生产的效率和质量。
1 机械加工振动类型在长时间的分析和实践中，按照机械振动产生的原因来分可以分为三类：自由振动、强迫振动和自激振动。
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，制造企业的机械加工系统自身具有一定阻尼，因此，自由振动会相对减弱，不会对机械加工产生过多的负面影响，属于机械加工振动中影响最小的一种振动。
而不同于自由振动，受迫振动和自激振动本身不能靠系统自身减弱振动，相反会对机械加工产生严重影响，本文接下来将对受迫振动及减振措施和自激振动及减振措施进行详细的分析和探讨。
2 振动产生的原因分析2.1自由振动产生的原因发生自动振动形式的主要原因是由于机械系统自身的弹力、重力作用下形成的，而没有任何外力参与。
因为组你和内耗都是振动系统中的一部分，比如简谐振动等，因此产生自由振动的原因是由于弹性元件或者惯性元件引发的。
2.2强迫振动产生的原因2.2.1高速回转出现不平衡状态，机械机床中高速回转的零件非常多，其中包括主轴、电机、皮带、磨床中的砂轮等等，就是由于出现不平衡状态导致出现离心惯性作用。
2.2.2机床传动零件缺陷所引起的周期性变化的传动力。
补充：机械加工过程中的振动
机械加工过程中产生的振动，是一种十 分有害的现象，这是因为：
1）刀具相对于工件振动会使加工表面 产生波纹，这将严重影响零件的使用性能。
2）刀具相对于工件振动，切削截面、 切削角度等将随之发生周期性变化，工艺系 统将承受动态载荷的作用，刀具易于磨损 （有时甚至崩刃），机床的连接特性会受到 破坏，严重时甚至使切削加工无法进行。
再生型切削颤振：这种由于切削厚度变化效 应（简称再生效应）而引起的自激振动称为再 生型切削颤振。
图4-49 再生型颤振的产生过程
切削过程一般都是部分地或完全地在有 振纹（波纹）的表面上进行的，车削、铣削、 刨削、钻削、磨削等均不例外，由振纹再生 效应引发的再生型切削颤振是机床切削的主 要形态。
产生再生型颤振的条件:
3）为了避免发生振动或减小振动，有 时不得不降低切削用量，致使机床、刀具的 工作性能得不到充分发挥，限制了生产效率 的提高。
综上分析可知，机械加工中的振动对于 加工质量和生产效率都有很大影响，须采取 措施控制振动。
一、机械加工过程中的强迫振动 强迫振动：机械加工过程中的强迫振动
是指在外界周期性于扰力的持续作用下，振 动系统受迫产生的振动。
机械加工过程中的强迫振动与一般机械 振动中的强迫振动没有本质上的区别。机械 加工过程中的强迫振动的频率与干扰力的频 率相同或是其整数倍；当干扰力的频率接近 或等于工艺系统某一薄弱环节固有频率时， 系统将产生共振。
强迫振动的振源有来自于机床内部的机 内振源和来自机床外部的机外振源。
机外振源甚多，但它们都是通过地基传给 机床的，可以通过加设隔振地基来隔离外部 振源，消除其影响。
2．增大工艺系统的阻尼 增大工艺系统中的阻尼，可通过多种方 法实现。例如，使用高内阻材料制造零件， 增加运动件的相对摩擦，在床身、立柱的封 闭内腔中充填型砂，在主振方向安装阻振器 等。 （三）采用减振装置 常用的减振装置有动力式减振器、摩擦 式减振器和冲击式减振器等三种类型。
机械加工过程中振动产生的原因
机械加工过程中振动产生的原因2．1自然振动由于机械的构造非常复杂，在通电之后，机械会受到电力驱使进行运作。
由于机械内部的机械零部件非常多，在使用过程中机械零件急速运转，不同零件受空气阻力，进而产生振动。
可以说，自然振动是机械运转中不可避免的.振动问题，也是最常见、原理最为简单的振动类型。
同时，自然振动还包括外部因素影响，生产地不平、风力因素等影响。
通常情况下，机械各个运作零件都有一个磨合期，在刚刚接通电流时会产生明显振动，随着不同零件正常运转，起振动力机会逐渐削弱。
总之，自然振动是受技术、环境的影响，是不可避免的振动问题，对机械整体运作不会产生明显影响。
2．2自激振动有关调查研究显示，自然振动虽然是一种不可控问题，但如果不加以限制即会产生自激振动。
自激振动相比自然振动来说，就会对机械主体产生一定的伤害，轻则运作零部件松动、重则造成机械短路烧毁电线以及零件破损。
自激振动即是机械主体颤振，机械在正常加工中出现高频率振动，严重影响工业生产。
机械加工产生颤动的原因主要表现在以下几点:(1)机械在加工过程中，由于加工主体硬度突然变化，刀具运作频率突然改变，进而发生刀崩问题后，即会因为内部零件运作不协调而产生自激振动。
(2)机械中的各个零部件在生产中，由于刀具与零件之间契合度不足或生产规格不规范，而产生运作冲突，进而产生自激振动。
(3)机械刀具质量不过关，刚性较差，在生产过程中刀杆振动，进而带动机械整体振动。
(4)在机械生产过程中，由于生产刀具与产品生产规格相冲突，导致切削量无法满足标准，进而出现自激振动。
总体来说自激振动主要是由机械内部因素所引起的问题，主要是机械刀具或零部件之间的问题而产生的自激振动。
但是在自激振动中，振动周期会出现一定变化。
2．3强迫振动强迫振动与自激振动不同，强迫振动通常受外界因素与内部因素所产生的振动问题。
其内部因素主要是指:机械加工生产中，会由于机械各个部门零件所产生的离心振动，继而导致机械整体振动。
机械加工过程中的振动特点和预防措施分析
使 机 床 、 具 等 的连 接 部 分 松 动 ， 而 增 大 间 隙 。 低 刚度 和精 度 ． 夹 从 降 缩 ２２ 自激 振 动 产 生 的 原 因 ① 切 削 过 程 中 ， 屑 与 刀具 、 具 与工 件 之 ． 切 刀 短 使 用 寿 命 ， 重 时 甚 至使 切 削 加 工 无 法 继 续 进 行 ； 动 中 产 生 的 噪 严 振 间摩 擦 力 的 变 化 。② 切 削层 金 属 内部 的 硬 度 不 均 匀 。在 车 削 补焊 后 的 声 还 将 危 害操 作 者 的身 体 健 康 。 减 小 振 动 ． 时 不得 不 降低 切 削 量 ． 为 有 外 圆或 端 面 而 出现 的 硬 度 不 均现 象 。 常引 起 刀具 崩 刀及 车 床 自振 现 常 使 机 床 加工 的 生产 效 率 降 低 。因 此 ， 究 分 析 机 械 加 工 中 的 振 动 原 因 研 象 。 刀 具 的 安 装 刚 性 差 ， 刀杆 尺 寸太 小 或 伸 出过 长 ， 引 起 刀 杆 颤 ③ 如 会 和 特性 ， 求控 制 振 动 的有 效 途 径 是 很 有 必 要 的 。 寻 动 。 工 件 刚性 差 。 加 工 细 长轴 等 刚性 较 差 工 件 ． 导 致 工 件 表 面 出 ④ 如 会
的振动。 如在 磨 削过 程 中 ， 由于 电 动 机 、 速 旋 转 的砂 轮及 皮 带 轮 等 不 ３ 预 防 措 施 高
平衡 ， 角皮 带 的厚 薄 或 长 短 不 一 致 ， 泵 工作 不 平 稳 等 ， 会 引 起 机 三 油 都 ３１ 控 制 强 迫 振 动 的 途 径 强 迫 振 动 是 由 于 外 界 周 期 性 干 扰 力 引 起 ． 床 的 强 迫 振 动 ， 将 激 起 机 床 各 部 件 之 间 的 相 对 振 动 幅 值 ， 响 机 床 它 影 的， 因此 为 了消 除 受 迫 振 动 ． 先 找 出振 源 ． 后 采 取 适 应 的措 施 加 以 应 然 加工 工 件 的精 度 ， 粗 糙 度 和 圆 度 。 于 刀 具 或做 回转 运 动 的机 床 ， 如 对 振 控制 。 动还 会 影 响 回转 精 度 。强 迫 振 动 的 特 点 是 ： ① 减 小 或 消 除 振 源 的激 振 力 。 对 转 速 在 ６ ０／ ｉ 上 的零 件 如 ０ ｒｍ ｎ以 ① 强 迫 振 动 本 身 不 能 改 变 干 扰 力 ，干 扰 力 一 般 与 切 削 过 程 无 关 砂 轮 、 盘 、 动机 转 子 等 必 须 经 过平 衡 ， 别 是 高 速 旋 转 的 零 件 ， 卡 电 特 如 （ 由 切 削 过 程本 身 所 引起 的强 迫 振 动 外 ） 干 扰 力 消 除 ， 动 停 止 。如 除 。 振 砂 轮 ，因 其 本 身砂 粒 的分 布 不 均 匀 和 工 作 时 表 面 磨 损 不 均 匀 等 原 因 ， 外界 振 源 产 生 的 干 扰 力 ， 要 振 源 消 除 ， 致 振 动 的 干 扰 力 自然 就 不 只 导 容 易 造 成 主 轴 的 振 动 ． 此对 于新 换 的砂 轮 必 须 进 行 修 整 前 和修 整 后 因 存在 了。 的两 次 平 衡 。 提 高 齿 轮 的制 造 精 度 和装 配 精 度 ， 别 是 提 高 齿 轮 的工 特 （ 强迫 振 动 的频 率 与 外 界 周 期 干 扰 力 的频 率 相 同 ， 是 它 的 整 倍 或 作 平 稳 性 精 度 ， 而 减 少 因周 期 性 的 冲 击 而 引起 的 振 动 ， 可 减 少 噪 从 并 数。 声 ； 高 滚 动轴 承 的 制 造 和 装 配精 度 ， 提 以减 少 因 滚 动 轴 承 的 缺 陷 而 引 （ 干扰 力 的频 率 与 系 统 的 固 有 频 率 的 比值 等 于 或 接 近 与 １时 ， 产 起 的振 动 ： 用 长 短 一 致 、 薄均 匀 的传 动 带 等 。 选 厚 生共 振 ， 幅达 到 最 大 值 。此 时 对 机 床 ９ Ｊ ｌ 过 程 的 影 响 最 大 。 振 ０ －
浅谈机械加工过程中的振动
浅谈机械加工过程中的振动摘要:一般说来,机械加工过程中的振动是一种十分有害的现象,它对于加工质量和生产效率都有很大影响,必须认真对待。
在切削过程中,当振动发生时,加工表面将恶化,产生较明显的表面振痕。
本文主要论述了机械加工过程中振动的产生原因,并提出了一些自己的观点看法,希望能为解决振动产生的不良影响提供一些思考。
关键词:机械加工振动影响机械加工过程中,工艺系统(工件—夹具—刀具—机床)经常会发生振动,给加工过程带来很多不利的影响。
发生振动时,工艺系统的正常切削过程受到干扰和破坏,使零件加工表面产生振纹,降低了零件的加工精度和表面质量,低频振动增大波度,高频振动增加表面粗糙度;振动可能使刀刃崩碎,特别是对硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等韧性差的刀具,影响刀具的寿命;振动会导致机床、夹具的零件连接松动,增大间隙,降低刚度和精度,并缩短使用寿命;强烈的振动和伴随而来的噪声污染环境,危害操作者的身心健康。
由于振动限制了切削用量的进一步提高,影响了生产效率,严重时甚至不能正常切削,因此,研究机械加工过程中的振动,探索抑制、消除振动的措施是十分必要的。
1 机械加工过程中振动分类1.1 自由振动当振动系统受到初始干扰力(又称激振力)的作用而破坏了平衡状态后,去掉激振力或约束后所发生的振动,称为自由振动。
由于系统总是存在阻尼,故自由振动总是衰减的,因此,一般来说,自由振动对加工过程的影响不大。
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。
1.2 强迫振动在外界周期性干扰力的作用下,系统受迫产生的振动称为强迫振动。
由于有外界周期性干扰力作能量补充,所以振动能够持续进行。
只要外界周期性干扰力存在,振动就不会因阻尼而停止。
强迫振动的频率等于外界周期性干扰力的频率或者是它的整数倍。
1.3 自激振动由振动系统自身产生的交变力激发和维持的一种周期性振动称为自激振动。
切削过程中产生的自激振动也称为颤振。
机械制造中的机械冲击与振动
机械制造中的机械冲击与振动机械冲击和振动是机械制造过程中普遍存在的问题。
它们会对机械设备的正常运行、工作效率和安全性产生负面影响。
因此，如何有效地控制机械冲击与振动是机械制造领域亟待解决的难题。
本文将从机械冲击与振动的定义、引发因素以及控制方法三个方面进行探讨。
一、机械冲击与振动的定义机械冲击是指在机械设备运行过程中突然产生的瞬间力或瞬间功率，其幅度和时间极短，通常以冲击载荷来描述。
机械振动则是指机械设备在正常运行过程中产生的连续振动现象，它是机械冲击的延续和累积效应。
二、机械冲击与振动的引发因素1. 机械结构因素：机械设备的结构刚度、质量分布和自然频率等因素会影响机械冲击与振动的发生程度。
结构刚度较小或质量分布不均匀的设备更容易受到冲击和振动的影响。
2. 工艺因素：机械加工的工艺参数和方法对机械冲击与振动的产生起到重要作用。
例如，切削深度、切削速度和进给速度等参数的选择会直接影响机械设备的振动情况。
3. 外界环境因素：温度、湿度、空气流动和外界震动等环境因素也会对机械设备的振动产生干扰作用。
三、机械冲击与振动的控制方法1. 优化机械结构：通过改善机械设备的结构刚度和质量分布等因素，可以减少机械冲击与振动的产生。
合理选择材料、增加结构支撑点和减小零件间的间隙等方法可以有效提升机械设备的抗冲击和抗振动能力。
2. 调整工艺参数：合理选择加工工艺参数，如切削深度、切削速度和进给速度等，可以降低机械设备的振动幅度。
另外，使用合适的刀具和冷却液等工艺管理手段也可以有效减少机械冲击与振动的发生。
3. 环境控制：通过对生产环境温湿度、空气流动和外界震动等因素的合理控制，可以减小机械设备受到的外界干扰。
例如，设立隔音罩、增加机器与地面的减震垫等手段可以有效降低机械冲击与振动的影响。
结语在机械制造过程中，机械冲击与振动对机械设备的性能和寿命都有着重要影响。
因此，我们应该注重机械设备的结构设计和加工工艺的优化，以及对外界环境的合理控制，从而有效降低机械冲击与振动的发生。
机械装配中的振动特性分析与优化方法
机械装配中的振动特性分析与优化方法导言机械装配是现代工业生产中不可或缺的环节。
然而，由于机械零件间接触面的不完美以及装配过程中的误差累积，经常会导致装配后的机械结构出现振动问题。
振动问题不仅会降低设备的性能和寿命，还会给操作者带来不便和危险。
因此，对机械装配中的振动特性进行分析与优化非常重要。
本文将介绍机械振动的原理、常用的分析方法以及优化措施，帮助读者更好地理解和解决振动问题。
一、机械振动的原理机械振动是指机械结构在运行过程中由于内外力的作用而产生的运动。
振动的产生主要源于以下几个原因：1.1 动力源引起的振动当机械装置受到动力源（如电机）的驱动时，由于转子不平衡、间隙、偏心等因素，会产生不均匀的力矩。
这些不均匀力矩会使机械结构产生振动。
1.2 变形引起的振动机械装置在工作过程中，由于受到载荷或热量等外界因素的作用，会产生变形。
这种变形会引起机械结构的不平衡，导致振动的产生。
1.3 不平衡引起的振动机械结构在装配过程中，由于零件加工和装配误差，会导致零件不平衡。
不平衡的零件会引起机械结构的振动。
二、振动特性分析方法为了更好地了解机械装配中的振动特性，需要进行振动测试和分析。
下面介绍几种常用的振动特性分析方法：2.1 频谱分析频谱分析是一种将时间域信号（振动信号）转换到频率域的方法。
通过频谱分析，可以得到机械结构在不同频率上的振动情况。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。
2.2 模态分析模态分析是一种通过测量机械结构在不同模态下的振动特性，来研究结构的振动行为的方法。
模态分析可以得到机械结构的固有频率、振型和振动模态等信息，有助于判断结构的强度和稳定性。
2.3 有限元分析有限元分析是一种通过将实际结构离散为有限数量的元素，将结构的振动行为转化为运动微分方程组求解的方法。
通过有限元分析，可以计算机械结构在不同工况下的振动响应和应力分布，从而指导结构的优化设计。
三、振动优化方法在进行振动优化时，可以采取以下几种方法：3.1 优化零件加工精度提高零件加工精度可以减小零件间的装配误差，从而减少振动的发生。
机械加工过程中机械振动的原因及对策分析
机械加工过程中机械振动的原因及对策分析机械加工过程中出现机械振动的原因较多，主要包括以下几个方面：1.切削力的不平衡：机械加工过程中，切削力的大小和方向会不断变化，如果切削力不平衡，就会引发机械振动。
这主要是由于工件材料的异质性、表面瑕疵等原因导致的切削力不均匀分布。
2.进给速度过大：如果在机械加工过程中进给速度过大，刀具与工件之间会发生剧烈的冲击，从而产生振动。
进给速度过大还会引起切屑的断裂不良、刀具严重磨损等问题。
3.机床刚度不足：机床的刚度不足也是引起机械振动的重要原因。
刚度不足会导致机械系统的固有频率过低，与工件切削频率接近，从而引起共振现象。
4.切削液不当：切削液在机械加工过程中起到冷却润滑的作用，如果切削液的流量、温度、质量不合适，则会导致切削液无法有效冷却刀具和工件，增加切削力并引起振动。
针对上述问题，可以采取以下对策来降低机械振动：1.切削力平衡：选择合适的刀具和进给方式，确保切削力均匀分布。
在加工过程中可以采用动态平衡的方法动态调整刀具和工件的重心位置，提高切削力的平衡性。
2.控制进给速度：根据加工材料的性质和切削条件，合理控制进给速度，避免过大的进给速度引起振动。
如果需要加工高硬度材料，可以采用高速切削技术来提高加工效率，减少机械振动。
3.提高机床刚度：加强机床的刚度和稳定性可以有效抑制机械振动。
可以采用增加机床结构重量、增大导轨尺寸、优化机械系统刚度等措施来提高机床刚度。
4.优化切削液：选择合适的切削液，并设置合理的流量、温度和质量控制，确保切削液能够有效冷却刀具和工件，降低切削力。
还可以通过合理的刀具设计、提高工件材料的均匀性、改善切削过程中的冷却条件等方法来减少机械振动的发生，提高加工质量和效率。
对于特殊要求的加工任务，可以采用振动缓冲系统、动态平衡系统等技术手段来抑制机械振动，实现稳定加工。
机械加工过程中的振动和防止方法
机械加工过程中的振动和防止方法机械加工过程中的振动会恶化加工表面质量，损坏切削刀具，降低生产率。
本文着重介绍振动的两种类型，振动产生的原因及消除方法。
标签：机械加工振动原因防止方法0 前言振动是在机械加工过程中，因机床工件或刀具发生周期性的跳动。
加工过程中如发生振动，会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状痕迹，使表面光洁度显著下降，还会使机床、夹具中的连接零件松动，缩短机床使用寿命，影响工件在夹具中的正确定位。
此外，由于振动，势必降低切削速度，损坏切削工具，降低生产率，造成噪声污染。
1 机械加工振动的表现和特点振动分强迫振动和自激振动两种类型。
具体表现和特点如下。
1.1 强迫振动强迫振动是物体受到一个周期变化的外力作用而产生的振动。
如在磨削过程中，由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡，三角皮带的厚薄或长短不一致，油泵工作不平稳等，都会引起机床的强迫振动，它将激起机床各部件之间的相对振动幅值，影响机床加工工件的精度，如粗糙度和圆度。
对于刀具或做回转运动的机床，振动还会影响回转精度。
强迫振动的特点是：①强迫振动本身不能改变干扰力，干扰力一般与切削过程无关（除由切削过程本身所引起的强迫振动外）。
干扰力消除，振动停止。
如外界振源产生的干扰力，只要振源消除，导致振动的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干扰力的频率与系统的固有频率的比值等于或接近与1时，产生共振，振幅达到最大值。
此时对机床加工过程的影响最大。
④强迫振动的振幅与干扰力，系统的刚度及阻尼大小有关。
干扰力越大、刚度及阻尼越小，则振幅越大，对机床的加工过程影响也就越大。
1.2 自激振动（颤振）由振动系统本身在振动过程中激发产生的交变力所引起的不衰减的振动，就是自激振动。
即使不受到任何外界周期性干扰力的作用，振动也会发生。
如在磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。
工件、机床系统刚性差，或砂轮特性选择不当，都会使摩擦力加大，从而使自激振动加剧。
关于机械加工过程中的机械振动的研究
关于机械加工过 程 中的机械振动 的研究
许 秀清
（ 青海 华鼎齿轮箱有限责任公司 。青海 西宁 ８ １ ０ ０ ２ １）
【 摘 要】 机械加 工中的振动有 自由振动 、强迫振动和 自 激振
据相关资料统计 ，在机械加工产生的振动 比率中，强迫振动 约 占３ ０ ％ ， 自激振动约 占 ６ ５ ％ ，而 自由振动 只占 ５ ％ 左右，并且其振动 通 常情况 下迅速衰减 ，对机械加工过程的影响极小。而其他类 型的 振动不 能自然衰减 ，危害很大 。因此 ，降低机械振动的关键在 于降 低 强迫 振 动 和 自激 振 动 。 ３ ． １减少强迫振动 的措施 机 械 加工 中产 生 的 强迫 振 动 是 由周 期 性 激 振 力 引起 ，强 迫 振 动 的频率 总是与干 扰力 的频率相等或是其倍数 ，因此消除或者减少这 种 振动 ． １ ． １ 减 小 激振 力
动 。文章分别对这几类振动的产生原 因和控 制方法进行 了研 究。 【 关键词 】 机械加工 ；振动；原因；控制 方法 １机械加工过程 中的振动分类 １ ． １ 自由振动 当振动系统受到初始干扰力 （ 又称激振力） 的作用而破坏 了平衡 状态后， 去掉激振力或约束后所发生 的振动， 称为 自由振动 。由于系 统总是存在阻尼， 故 自由振动总是衰减的， 因此， 一般来说， 自由振动 对加工过程的影响不大 。 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 ． ２ 强迫 振 动
激振力是由机械加工过程 中回转 的不平衡质量 引起 的，减小激 振力就是减小因回转 元件 的不 平衡所 引起 的离心惯性力及冲击力 ， 在 外界周期性干扰 力的作用下 ， 系统受迫产生 的振动称为强迫 是对砂轮、 电动 机转子及刀盘等 ６ ０ ０ ｔ ａ ｄ ／ ｍ ｉ ｎ以上的高速 回转元件 振 动。 由于有外 界周 期性干扰力作 能量 补充， 所 以振 动能够持续进 进行静平衡与动平衡 ，或者设置自动平衡装置 。二是提高传动装置 行。只要外界周期性干扰力存 在， 振 动就不会因阻尼而停止。强迫振 的稳定性，如，机械 加工设备所用 的传动皮 带长 短一致 、无接头或 动的频率等于外界周期性干扰力的频率或者是它的整数倍 。 者少接头、尽量用斜齿轮代替直齿 轮、在主轴上 安装飞轮 、高精度 １ ． ３ 自激振动 与小功率加工设备使动力源与机床 脱离等措 施。三是提 高传动 的稳 由振 动系 统 自身产 生的交变力激 发和 维持的一种周 期性振动称 定性，改善 以联轴器相联的各轴轴 心线间的同轴度 ，从 高速轴或主 为 自激振 动。切 削过程 中产生 的自激振动也称为颤振。 轴上除去带动润滑油泵 的凸轮 ，同时提高制造精度 和装配质量 。 ２ 机械加工过程中振动产生的原因分析 ３ ． １ ． ２ 隔离 外 来 振 动 的影 响 ２ ． １ 自 由振 动 产 生 的原 因 将机械加工系统 的电动机、油泵等某些动力源与机 床分开，或 在机械加 工中，自由振动是最简单的振 动，所 占振动 比率仅 ５ ％ 用隔振材料将机械加工设备与地面隔开，如，将 具有弹性 的木板或 左右，引起 自由振动的主要原因有 ：（ １ ）在机械设备加工过程中， 者硬胶皮垫在磨床砂轮 电动机底座与垫板之间，在机械加 工设备机 切削力突然发生变化引起 自由振动 。（ ２ ）机械加工设备在加工时， 床周 围挖防振沟 ，等等。 外界力对其产生冲击而 引起 自由振动 。机械加工过程产生的 自由振 ３ ． １ ． ３ 增加 系 统 阻 尼 动过程没有外来能量的补充 ，其振动一般会 因阻尼的作用而迅速衰 增 大阻尼 是提 高动刚度和振动稳定性 的有效措施 ，主要方法是 减 ，可见 ，自由振动对机械加工过程影响较小，但是 自由振动在一 在机床 主轴 上加装 电流变液 阻尼器 、对滚动轴承适当预紧、将 型砂 定条件下诱发产生 自激 振动 。 或混凝 土等 阻尼材料填充在支承件 的零部件臂中 ，在机械加工系统 ２ ． ２ 强迫振动产生的原因 中的承 受弯曲振动 的支承件 的表面 喷涂一层有高 内阻和较高弹性模 机械加工 过程 中强 迫振 动产生 的主要 原因有工 艺系统 内部和外 量的黏性材 料等。提 高系 统结构动 刚度 的主要方法是提高加工设备 部两方面 因素 。 的结构件 刚度 。 工艺系统 内部 因素造 成强迫振 动的原因 ： 一是 离心惯性力 引起 ３ ． ２减少 自激振动的措施 的振动 。 在机械加工工 艺系统 中，电动机 的转子、联轴节、皮带轮 、 自激振动主要影响因素来源 于受切 削过程 中的工艺系统 内部， 砂轮 以及被加工 的高速回转工件会 发生不平 衡现 象，这种 不平衡会 因此对 自激振动控制应该从机械加 工中的切 削用量 、刀具几何参数 产生离 心惯性力 ，从 而引发强迫振 动，所 引发振 动频率与这些元件 以及 切 削 过程 中 的 阻尼 进 行 控 制 ，减 小 或 消 除 自激 振动 。 每秒钟 的相应转 数大致相等 。 二是机械加工系统传动机构存 在缺陷。 ３ ． ２ ． １合理选择切削用 量 有些传 动中的旋 转零件存在 制造误 差或者装 配误 差，这些误差会 引 切 削用量是指切削速度、进给量和切削深 度三者 的总称 。切削 发周期性的干扰力，导致强迫振动的产生。三是机械加工时存 在的 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 间歇特性 。 当加 工件 的加工部位与间断部分具有一定的节奏 交替时， 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 很容 易产 生周 期性的激振力 ，从而 弓 ｌ 发强迫振动 。 会有 相 应 的变 化 。 工艺系统外部因素造 成强迫振动 的原 因： 一是地基振动因素， 典 ３ ． ２ ． ２合 理选择刀具几何角度 型的有机械加工现场周 围存在 引起地基强烈振动 ，如，空气压缩机、 基本 角度 分别是在正交平面 内的前角 、后角 ；在切 削平面 内的 大型冲床、大型锻锤等设备等 。二是具有往复运动部件的机械加工 刃倾角 ；在 基面 内的主偏角 、副偏角 。派生角度是刀尖角、楔角。 设备在加工过程 中，液压系统 中液压件 的冲击现象，运动部件进行 因为 前角 、后角和楔角之 和等于 ９ ０ 。。在不同的测量面 内，都可以 换 向时产生的惯性力均会引起强迫振 动。 定义前角或后角。例 如：在 正交平面 、法平面 、切深平面 、进给平 ２ ． ３ 自激 振 动 产 生 的 原 因 面 内都有其对应 的前角和后角 。 自激振动产生 的原因主要有 以下方 面 ： 一是在机械 加工的切 削 （ １ ）阻尼器 的应用 。阻尼器是利用固体或液体的阻尼来消耗振 过程 中，切屑与刀具 、刀具与工件之 间的摩擦力发生 了变化 引起 自 动的能量，实现减振 。阻尼器 的减振效 果与其运动速度 的快慢 、行 激振动 。二是 由于机械加工工件 内部硬度不均匀造成 刀具崩刀后与 程的大小有关。运动越快、行程越 长，则减振 效果越好 。故 阻尼器 加工设备发生 自 激振 荡。三是机械加工装备 中的刀具安装刚性差 ， 应装在振动体相对运动最大 的地方 。 导致 刀杆颤 动而引发 自激振 荡。四是机械加工设 备加 工细长轴 等工 （ ２ ）吸振器 的应用 。吸振器又分为动力式吸振器和冲击 式吸振 件时，由于 其刚性相对较 差，加工 工件 的表面不 可避 免地产生现波 器两种：①动力式吸振器它是利用弹性元件 把一个附加质量块连接 纹或者锥度 ，导致 自激振荡 的发生 。 到系统上 ，利用附加质量的动力作用 ，以此来减弱振动； ３降低机械振动的措施 （ 下转第 ３ ０ ２页 ）
机械加工过程中机械振动的成因及解决措施
随着市场经济的发展，机械加工企业面临着激烈的市场竞争，随着国家产业格局的调整和优化，高科技电子产业快速发展，传统的机械加工行业面临着多方面的压力，市场发展逐渐呈现饱和，市场份额不断减少。在机械制造的过程中，机械加工作为其重要的环节，具有非常高的精度要求。机械加工的过程中机械振动的类型比较多，造成机械振动的原因比较复杂。通过对机械振动进行分析，寻找机械振动的源头，根据机械加工的实际情况，采取相应的改进措施，提高机械加工的效率和质量。
（2）自激振动的改进措施。自激振动的振源找是根据振动频率、范围以及性质等进行综合的判断，使用逐步排查的方式寻找振源。自激振动和系统工艺有着直接的关系，诊断的难度比较低。自激振动中振源在内部的情况下，通过单独驱动机床的各个部分开展相应的空转试验寻找振源。针对有可能发生振动的元器件或者运动部件进行评估，根据相应的参数计算、外力频率分析以及运转试验等进行分析，明确机械自激振动的振源。在改进自激振动中，可以采取下面方式：第一，刀具参数选择应当合理。刀具和工件之间的作用力是自激振动的重要源头，根据刀具参数的要求选择合适的刀具。机械加工的过程中，刀具主偏角和前角的参数是自激振动的主要影响因素，主偏角不断增加，前角就会越大，振幅就会减小。在实际的切削加工中，应当适当的扩大主偏角和前角，在满足条件的情况下，尽量减小后角，有效减小机械振动。第二，选择适当的切削量。切削用量主要有切削速度、进给量以及切削深度，任意一个参数的变化，都会对生产效率产生影响。在机械加工的过程中，根据加工的需求，需要对三个参数进行优化。加工的过程中，进给量选择相对较大的，切削深度应当较小，采用高速切削或者低俗切削的方式，实现减少自激振动的目的。第三，采取相应的减振措施。机械系统自身的抗振性能是自激振动的原因之一，应当注重机械系统刚性的提高，达到降低自激振动的目的。在实际的措施中，可以通过对接触面采取预处理的方式，调整轴承之间的间隙，增加滚动轴承的预紧力等。同时也可以采取相应的减振装置，消耗和吸收振动的能量。
机械加工中车床震动导致震刀问题策略分析
机械加工中车床震动导致震刀问题策略分析发布时间：2022-10-24T14:32:30.238Z 来源：《中国科技信息》2022年6月第12期作者：魏茹王爱玲张永亮李喆魏亮[导读] 机械行业中，机械加工是极其重要的环节魏茹王爱玲张永亮李喆魏亮航空工业沈阳飞机工业（集团）有限公司摘要：机械行业中，机械加工是极其重要的环节，机械加工的精准度直接关系到加工产品的质量。
而振动是机械加工中的较为常见问题。
在机械的加工过程中车床的振动受许多因素的影响，机床、工件、刀具等系统的等零部件的失衡，都会导致车床振动、震刀的问题。
因此，为了提高机械零件产品质量，就仍当对产生问题的原因进行分析，找出原因并施以相应的措施予以解决。
本文针对机械加工工车床震动导致震刀问题的原因进行了分析，并提出了相应的有效策略，希望对于机械的加工能够有所帮助并提供借鉴。
关键词：机械加工；车床振动；震刀机械加工过程中的振动，是由于机床内部的零部件出现问题，从而导致机床内部运行不顺畅，振动直接影响着机器加工的质量，同时，还对安全生产造成影响。
另外，振动会导致噪音的产生，威胁着人们的身体健康。
在机械加工过程中，车床的振动，会导致加工零部件表面产生纹路瑕疵，粗糙度提高，影响了机械产品的精准换形美观。
1.车床震动的危害在机械加工中机械的振动是较为常见的问题。
车床的振动这会直接影响到加工零部件的精准度，车床振动产生震刀现象，导致加工的零部件表面形成纹路，零部件产生瑕疵，使劲车度和美观度受到影响。
由于振动的原因，车窗与工装夹具受到长时间的影响，零部件之间的连接会出现松动等现象，零部件之间的间隙逐渐的加大，从而影响到车床的使用寿命。
同时，大大的缩短了车床的工作效率，从而导致生产成本的增加，企业的经济效益得不到保障。
2.车床震动导致震刀的原因分析在机械加工过程中所产生的振动，它主要有自由振动，强迫振动以及自激振动等几种类型。
自由振动是由于加工系统再受到初始干扰力的影响，其平衡状态被破坏而产生的振动。
机械振动的原因及其防止措施
机械振动的原因及其防止措施邓显欣 09机电二班【摘要】：机械在其加工产品过程中会产生振动，恶化加工表面质量，损坏切削刀具，降低生产率。
本文围绕振动的类型、产生的原因进行了详细地阐述，并提出了消减强迫振动和自激振动的措施，对于保证加工工件的质量要求，提高生产率，创造良好工作环境具有重要的现实意义。
振动是在机械加工过程中，因机床工件或刀具发生周期性的跳动。
它会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状痕迹，使表面光洁度显著下降，还会使机床、夹具中的连接零件松动，缩短机床使用寿命，影响工件在夹具中的正确定位。
一、机械加工振动的特征振动分强迫振动和自激振动两种类型。
具体特征如下。
（一）强迫振动强迫振动是物体受到一个周期变化的外力作用而产生的振动。
如在磨削过程中，由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡，三角皮带的厚薄或长短不一致，油泵工作不平稳等，都会引起机床的强迫振动，它将激起机床各部件之间的相对振动幅值，影响机床加工工件的精度，如粗糙度和圆度。
对于刀具或做回转运动的机床，振动还会影响回转精度。
强迫振动的特点是：1.强迫振动本身不能改变干扰力，干扰力一般与切削过程无关（除由切削过程本身所引起的强迫振动外）。
干扰力消除，振动停止。
如外界振源产生的干扰力，只要振源消除，导致振动的干扰力自然就不存在了。
2.强迫振动的振幅与干扰力，系统的刚度及阻尼大小有关。
干扰力越大、刚度及阻尼越小，则振幅越大，对机床的加工过程影响也就越大。
（二）自激振动（颤振）由振动系统本身在振动过程中激发产生的交变力所引起的不衰减的振动，就是自激振动。
即使不受到任何外界周期性干扰力的作用，振动也会发生。
如在磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。
工件、机床系统刚性差，或砂轮特性选择不当，都会使摩擦力加大，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，都属于自激振动。
自激振动的特点是：1.自激振动的频率等于或接近系统的固有频率。
机械加工中振动的产生机理以及防治措施
机械加工中振动的产生机理以及防治措施摘要：机械装置的振动是机械加工中普遍存在的问题,是影响生产质量的因素之一。
因此，在机械加工过程中，必须采取有效措施控制机械振动的发生，以提高生产质量。
基于此，本文分析了机械加工中出现的振动类型及其产生的具体原因，进而探讨了控制机械加工中机械振动的手段，以期为机械加工企业提供参考。
关键词：机械加工，机械振动，控制措施在机械加工逐渐呈现智能化、数字化发展趋势的当下，不断优化机械装备制造工艺，实现产品生产加工的高效率、高品质。
但在具体的加工过程中，由于刀具与工件之间的周期性运动，加工过程中不可避免地会出现振动问题，要在不影响加工产品质量的情况下解决这一问题，就需要：研制的理由合理的解决方案，避免此类问题的再次发生。
一、机械加工中的振动问题及原因分析1、机械加工中常见的机械问题在机械生产加工过程中，很容易出现振动问题，机械振动基本上可以分为三种不同的类型，其中一种是自由振动，有一些外界扰动力会破坏机械系统的平衡，使得它在不同尺寸下显得灵活，这反过来又会导致机械振动问题。
这种机械振动不会对加工产生大的影响，因为系统本身在加工过程中会产生一些阻力，可以削弱自动振动的作用。
二是强迫振动，三是自激振动，这两种机械振动对加工的影响比较大，系统本身不具备衰减强迫振动和自激振动的能力，因此，它处理机械振动是必要的，具体振动的原因和特征将相应讨论。
寻找消除强迫振动和自激振动的有效方法。
2、各种机械振动的产生原因(1)自由振动自动振动的原因是由于外界因素的干扰，加工过程中切削力发生变化，产生一定的冲击力，破坏加工系统的平衡。
这类振动的本质是消除限制机械系统振动而引起机械振动问题的力，它是所有机械加工振动中最容易预防和控制的机械振动，具有相对对系统影响不大。
小。
(2)受迫振动受迫振动是在加工系统内外因素的共同作用下发生的。
由于外界的不断干扰，加工系统会引起内部和外部的交替变化，影响加工产品和机械设备的正常运行。
机械加工过程中机械振动的成因分析
机械加工过程中机械振动的成因分析摘要：随着科学技术的飞速发展，机械加工水平也不断提高。
在加工过程中经常出现机械振动就会对机械加工造成不利的影响，因此有必要对机械加工过程中机械振动的成因进行深入研究，以便更好的保证工件的表面质量，并结合具体原因制定解决方案，减少振动的发生，提高加工质量。
关键词：机械加工；机械振动；成因分析1 机械加工中机械振动的分类1.1 强迫振动强迫振动是机械加工过程中较为常见的振动类型之一，产生这一振动的主要原因是由于在机械加工过程中受到外界周期性干扰的影响，进而导致设备系统出现强迫振动现象。
同时由于外界力量所产生的干扰具有周期性的特点，因此可以提供持续的动力机械振动。
也就是说，只要有外力干扰，振动将不会停止。
其中强迫振动的特点主要有：一是干扰力不会受到强迫振动的影响而改变；二是强迫振动的频率与外界周期干扰力的频率具有一定关系，频率相同或者存在整倍数关系；三是当外界干扰力的频率与系统固有频率的比值等于或接近时，机械系统则会产生共振，并且在这种情况下，所产生的振幅将达到最大值。
1.2 自激振动自激振动是在机械加工过程中所出现的交替周期振动，是在一定相互作用下产生的。
其中自激振动表现的特点主要有：一是自激振动的频率与系统固有频率具有一定关第，通常会表现为处于等于或接近的状态；二是自激振动的产生及其振幅受到多种因素影响，通常会取决于系统所获得的能量与阻尼消耗能量的对比情况；三是因为持续自激振动的干扰力是由振动过程本身激发的，所以当外界振动中止，其干扰力及能量补充过程也就会立即消失。
2 产生机械加工振动的原因分析2.1 产生强迫振动的原因在加工过程中容易出现的强迫振动，产生强迫振动有内部因素和外部因素，但主要受到内部因素的影响，主要表现在以下几个方面：一是机床上回转件不平衡影响了机械整体离心力发生周期性变化。
这一状况通常会由电机或卡盘、皮带轮回转不平衡引起。
二是因为机床传动零件的缺陷情况导致周传动力的期性变化。
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浅谈机械加工过程中的振动
作者：史功赫刘贵强韩文达毛莹晶刘春德
来源：《科技资讯》 2011年第5期
史功赫刘贵强韩文达毛莹晶刘春德
(三一重型装备有限公司沈阳 110027)
摘要:一般说来,机械加工过程中的振动是一种十分有害的现象,它对于加工质量和生产效
率都有很大影响,必须认真对待。
在切削过程中,当振动发生时,加工表面将恶化,产生较明显的
表面振痕。
本文主要论述了机械加工过程中振动的产生原因,并提出了一些自己的观点看法,希
望能为解决振动产生的不良影响提供一些思考。
关键词:机械加工振动影响
中图分类号:TH132 文献标识码:A 文章编号:1672-
3791(2011)02(b)-0126-01
机械加工过程中,工艺系统(工件—夹具—刀具—机床)经常会发生振动,给加工过程带来很
多不利的影响。
发生振动时,工艺系统的正常切削过程受到干扰和破坏,使零件加工表面产生振纹,降低了零件的加工精度和表面质量,低频振动增大波度,高频振动增加表面粗糙度;振动可能
使刀刃崩碎,特别是对硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等韧性差的刀具,影响刀具的寿命;振动会导致机床、夹具的零件连接松动,增大间隙,降低刚度和精度,并缩短使用寿命;强烈的振
动和伴随而来的噪声污染环境,危害操作者的身心健康。
由于振动限制了切削用量的进一步提高,影响了生产效率,严重时甚至不能正常切削,因此,研究机械加工过程中的振动,探索抑制、消除
振动的措施是十分必要的。
1 机械加工过程中振动分类
1.1 自由振动
当振动系统受到初始干扰力(又称激振力)的作用而破坏了平衡状态后,去掉激振力或约束后所发生的振动,称为自由振动。
由于系统总是存在阻尼,故自由振动总是衰减的,因此,一般来说,自由振动对加工过程的影响不大。
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。
1.2 强迫振动
在外界周期性干扰力的作用下,系统受迫产生的振动称为强迫振动。
由于有外界周期性干扰力作能量补充,所以振动能够持续进行。
只要外界周期性干扰力存在,振动就不会因阻尼而停止。
强迫振动的频率等于外界周期性干扰力的频率或者是它的整数倍。
1.3 自激振动
由振动系统自身产生的交变力激发和维持的一种周期性振动称为自激振动。
切削过程中产
生的自激振动也称为颤振。
2 机械加工过程中强迫振动产生原因及消除办法
2.1 强迫振动产生的原因
强迫振动是由于工艺系统外界周期性干扰力的作用而引起的振动。
机械加工中的强迫振动与一般机械中的强迫振动没有什么区别,强迫振动的频率与干扰力的频率相同或是它的倍数。
强迫振动产生的原因:强迫振动的振源又来自机床内部的机内振源和来自机床外部的机外振源两大类。
机外振源甚多,但它们都是通过地基传给机床的,可通过加设隔振地基来隔离。
机内振源主要有如下几个。
(1)机床电机的振动。
(2)机床高速旋转件不平衡引起的振动。
(3)机床传动机构缺陷引起的振动,如齿轮的侧隙、皮带张紧力的变化等。
(4)切削过程中的冲击引起的振动。
(5)往复运动部件的惯性力引起的振动
2.2 减少强迫振动的途径
(1)对工艺系统中的回转零件进行平衡处理。
(2)提高工艺系统中传动件的精度:以减小冲击。
(3)提高工艺系统的刚度。
(4)隔振:隔离机外振源对工艺系统的干扰。
3 机械加工过程中自激振动产生原因及消除办法
3.1 自激振动产生的原因
自激振动与强迫振动相比,虽然都是稳定的等幅振动,但维持自激振动的不是外加的激振力作用,而是由系统自身引起的交变力作用。
系统若停止运动,交变力也随之消失,自激振动也就停止了。
3.2 自激振动主要的特征
机械加工中的自激振动是在没有周期性外力干扰下所产生的振动运动,这一点与强迫振动有原则区别。
机床系统产生振动的交变力由切削过程产生,而切削过程同时又受到机床系统振动的影响,机床系统的振动一旦停止,交变切削力也就随之消失。
如果切削过程平稳,即使机床加工系统存在产生自激振动的条件,也因切削过程没有交变切削力,自激振动也不会产生。
维持自激振动的能量来自机床电动机,电动机除了供给切除切屑的能量外,还通过切削过程把能量输给振动系统,使机床系统产生振动。
自激振动的频率接近于系统的某一固有频率,或者说,自激振动的频率取决于振动系统的固有特性。
这一点与强迫振动根本不同,强迫振动的频率取决于外界干扰力的频率。
自由振动受阻尼作用将迅速衰减,而自激振动却不因有阻尼存在而衰减为零。
3.3 消减自激振动的措施
(1)调整振动系统小刚度主轴的位置,使其处于切削力F与加工表面的法线方向的夹角范围
之外,如镗孔时采用削扁镗杆,车外圆时,车刀反装。
通过改变切削用量和刀具几何形状,减小重叠系数,如采用直角偏刀车外圆。
减小切削速度,增大进给、主偏角、前角。
(2)适当提高切削速度;改善被加工材料的可加工性。
(3)增加切削阻尼;适当减小刀具的后角;在后刀面上磨出消振棱;适当增大钻头的横刃;适当使刀尖高于(车外圆)、低于(樘内孔)工件中心线,以获得小的工作后角。
为消减刀具的高频振动,宜增大刀具的后角和前角。
(4)调整切削速度,避开临界切削速度。
在切断、车端面或使用宽刃刀具、成形刀具和螺纹
刀具时,宜取切削速度小于临界切削速度。
纵车和切环形工件端面时,切削速度大于临界切削速
度等。
(5)提高工艺系统刚度,可提高抗振性。
车刀安装时不宜伸出过长,镗刀尽可能选得短而粗;
尽量缩短尾座套筒的伸出长度;加工细长轴时,采用中心架或跟刀架,或用主偏角很大的细长轴车刀来消除振动。
(6)尽可能不采用容易产生积屑瘤的切削速度。
(7)采用合适的切削用量。
可采用减少切削宽度,同时增加切削厚度。
4 结语
机械加工过程产生的振动是非常复杂的,只有是不断分析和总结讨论,根据不同情况分析产
生的原因,才能更好的采取措施加以消除和控制,以保证加工工件的质量要求,提高生产率,创造
良好工作环境。
参考文献
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