机械振动-精密深孔镗削中镗杆振动问题
机械加工过程中机械振动的原因及对策研究
机械加工过程中机械振动的原因及对策研究机械振动是机械加工过程中的一个重要问题，它对机械加工精度和工作效率有很大的影响。
本文将探讨机械加工过程中机械振动的原因和对策。
一、机械振动的原因1.机床结构刚性不足机床的结构刚性是影响机床运行的重要因素之一。
如果机床结构刚性不足，在机械加工过程中就会引起机床振动。
此时，需要采取相应的措施来提高机床结构的刚度，如增加机床重量、加强机床和刀架床身之间的连接、改善刀具和加工件的支持等。
2.工件不平衡在机械加工过程中，如果工件存在不平衡现象，特别是在高速旋转时，不平衡力会引起机床振动，严重影响机械加工精度和表面质量。
因此，要控制工件的平衡质量，在机械加工之前对工件进行平衡处理。
3.刀具不良刀具的质量和磨损情况也是影响机床振动的重要因素。
如果刀具质量差或者磨损过度，就会引起机床振动。
此时需要及时更换刀具或进行刀具磨损检测，并根据实际情况对刀具进行调整和优化。
4.切削参数不合理切削参数的设定对机床振动的影响非常大。
如果切削参数不合理，过大的进给速度或切削深度等会引起机床振动。
因此，需要对切削参数进行合理的配置和调整，在机械加工过程中保持稳定的切削状态。
5.材料热变形材料的热变形也是影响机床振动的原因之一。
在高温状态下进行机械加工，由于材料的热膨胀和热变形，会导致机床振动，从而影响机械加工精度和表面质量。
为此，需要采取合理的温度控制措施和降低机床转速等措施来减少机床振动。
为保证机械加工的精度和表面质量，需要加强机床结构刚性。
可以采用的方式包括增加机床重量、加强机床和刀架床身之间的连接、增加装载切削力的部件的支撑等。
工件不平衡是引起机床振动的主要原因之一，因此需要在机械加工之前对工件进行平衡处理。
如果已经存在不平衡现象，则需要采取相应的措施进行平衡处理，如采用自动平衡设备等。
3.改善刀具和加工件的支持为了减少机械振动，需要改善刀具和加工件的支持情况。
可以采用的措施包括增加刀具直径、改变加工方向、增加承载工件的支撑板的面积等。
机械加工中的振动问题分析及其控制措施探讨
制造 企业 在进行 零件的机械加 工中往往会遇到不 同程度 的振动 问题 ， 振动 问题对机械加工的影响程度大小不一，但 是都会对加工生产的产品及 生产效率产生不 良影响，制造企业一般将机械 加工 定义为有害于加工质量 的现象 。 假 如机械加工 中出现了振动问题 ， 加工工件与刀具都会发 生不 同程 度 的位移 ， 位 移导致零件表 面的划 痕， 大大降低了产品 的生产质 量和性能； 机械加工 中出现的振动也会使 刀具受到振动带来的附加压力 ，导致刀具磨 损程度加深， 严重时则会 出现崩刃现象； 机械加 工中出现的振动也会使生产 加工 的夹具、 机床 等工具发生结构松动 ， 增 加工具构件之 间的空隙， 一定程 度上减轻生产精度和刚度 ， 减少工具的应用生命 ， 严重情况下的振动 问题会 导致切削加工停止；机械加工 中出现的振动还会对技术人员造成不 同程度 的身体伤害 为了避免机械加工 中振动 问题的 出现， 制造企业很多情况下选 择减轻切削量， 延长 了加工生产的工期， 降低 了零件的生产效率。针对上述 问题 ， 机械加 工中的振动 问题分析及其控 制措施探 讨显得十分必要。 机械 加工振动类型 常见的机械加工振动有三种， 即 自由振动、 受迫振动、 自激振动。 自由振 动 比较容易理解 ， 一般是 由于外界干扰力发生的振动， 外界干扰力将 系统 的 平衡力破坏， 就会 出现不 同程度的弹性造 成的振动 。 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
２ ． ２受 迫 振 动 的特 性
系学说 。 但 因为振动原理及振动缘 由说法不一， 自激振动产生的原 因至今为 止未能有一个统一说法 。 ３ ． ２自激振动的特性 首先 ， 自激振动 不属于衰减类型的振动 ， 这是 自激振动不 同于上述受迫 振动 的明显标志 ， 当切削工作进行时 自激振动产生 ， 切 削停 止， 自激振动也
镗床浅谈及镗削加工过程中预防和消除振动的方法
镗床浅谈及镗削加工过程中预防和消除振动的方法摘要镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。
通常用于加工尺寸较大，精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求较高的孔，还可以进行铣削，钻孔，扩孔，铰孔等工作，在机械加工工艺中应用非常广泛。
本文从镗床的基本知识、镗刀的种类及特性，以及加工过程中预防和消除振动的方法与措施等方面入手来简要阐述一下镗床的基础知识和加工特性。
关键词镗床镗刀分类工艺特点振动强迫振动自激振动预防消除一、镗床概述（一）、镗床的基本特性镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。
通常用于加工尺寸较大，精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求较高的孔。
如箱体上的孔，还可以进行铣削，钻孔，扩孔，铰孔等工作。
镗床的镗削特点为：刀具结构简单,通用性达,可粗加工也可半精加工和精加工,适用批量较小的加工，镗孔质量取决于机床精度。
镗床的运动分析为：主运动为镗刀的旋转运动，进给运动为镗刀或工件的移动。
（二）、镗床的主要类别镗床可以分为以下三类：1、卧式镗床：卧式镗床既要完成粗加工（如粗镗、粗铣、钻孔等），又要进行精加工（如精镗孔）。
因此对镗床的主轴部件的精度、刚度有较高的要求.卧式镗床的主参数是镗轴直径。
卧式镗床主轴箱；前立柱；主轴；平旋盘；工作台；上滑座；下滑座；床身导轨；后支承套；后立柱2、坐标镗床一种高精度的机床。
其主要特点是具有坐标位置的精密测量装置；有良好的刚性和抗振性。
它主要用来镗削精密孔（IT5级或更高），例如钻模、镗模上的精密孔。
工艺范围：可以镗孔、钻孔、扩孔、铰孔以及精铣平面和沟槽，还可以进行精密刻线和划线以及进行孔距和直线尺寸的精密测量工作。
坐标镗床的主要技术参数是工作台的宽度。
图卧式坐标镗床1--下滑座；2—上滑座；3—工作台；4—立柱；5—主轴箱；6—床身底座3、金刚镗床一种高速精密镗床。
主要特点是主运动vc很高，ap和f很小，加工精度可达IT5—IT6，Ra达0.63--0.08μm。
机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨
机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨【摘要】机械加工中的振动问题是一项常见而重要的挑战，振动不仅会影响加工质量和工件精度，还会降低生产效率和延长加工周期。
本文首先分析了机械振动的成因，包括切削力、刀具不平衡和机床结构等问题。
然后探讨了解决振动问题的措施，如使用平衡刀具、提高机床刚度、优化切削参数和使用减振设备等方法。
最后总结了振动问题的解决方法，展望了振动控制技术的发展前景，并强调了振动控制对机械加工的重要性。
通过本文的学习，读者将更深入地了解机械振动问题及其解决方法，提高加工质量和效率。
【关键词】机械加工，机械振动，切削力，刀具平衡，机床结构，振动问题解决，刚度，减震性能，控制切削参数，优化加工工艺，减振设备，隔振装置，振动控制技术，发展前景，重要性。
1. 引言1.1 介绍机械加工中的振动问题在机械加工中，振动是一个普遍存在的问题，它直接影响着加工质量和工件精度。
振动会导致切削力不稳定，进而影响刀具的切削性能，造成加工表面粗糙度增大、形状偏差加大，甚至使工件破裂。
振动还会加速刀具的磨损，降低加工效率，增加生产成本。
振动问题的严重性不容忽视，需要引起机械加工行业的高度重视和关注。
解决振动问题不仅可以提高加工质量和工件精度，减少损耗和成本，还可以提升机械加工的稳定性和可靠性，提高生产效率。
探讨机械振动问题的成因及解决措施，对于提升机械加工的水平和质量具有重要意义。
通过深入分析振动问题的根源，寻找针对性的解决方法，不仅可以改善加工质量，提高工件精度，还可以推动振动控制技术的进步，促进机械加工行业的发展。
1.2 阐述振动对加工质量和工件精度的影响振动是机械加工过程中常见的问题，它直接影响着加工质量和工件精度。
振动会导致切削过程不稳定，使得工件表面出现凹凸不平的情况，从而影响加工表面的光洁度和精度。
在高速加工过程中，振动还会导致刀具磨损加剧，加工精度降低，甚至加速机床的磨损，降低机床的使用寿命。
振动还会影响加工中切屑的形成和排除。
论述机械加工中振动成因及其解决对策
论述机械加工中振动成因及其解决对策摘要：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。
基于此，本文主要探究了机械加工中振动成因及其解决对策，以供参考。
关键词：机械加工；振动；成因；对策引言：机械加工振动问题的存在对机械加工的质量以及安全存在威胁，这就需要对实际中的振动问题有效针对性的加以解决，只有如此才能保障机械加工的整体质量和安全。
一、机械加工振动造成的危害在机械生产的过程中，经常会出现振动问题。
振动对于工业生产具有严重的危害。
尤其对加工过程中的质量影响，使加工零件的表面粗糙度提高，甚至出现纹路的瑕疵问题。
由于加工过程中出现的振动问题，对于刀具与工件的位移也会产生影响，造成刀具在加工使用的过程中，难以对精准度进行控制。
机械加工中产生的振动对切削刀具的质量产生影响，振动的过程中，刀具不能正常的进行工作，这样就会对其工作质量造成影响，使刀具承受其他外力，造成切削热的逐渐增加，造成刀具的损坏情况越来越严重。
另外，机械加工过程中的振动对机床与工装夹具也会产生明显的影响，使元件之间的连接出现松动，元件之间的间隙也会越来越大。
由于振动造成夹具与机床零件的磨损，其加工的精准度与质量就会下降，进而降低元件的使用时间。
机械加工振动还会对生产效率与操作环境等产生影响。
降低机械加工中的振动，能够提高其加工的质量与生产效率。
二、机械加工中振动成因1、强迫振动的成因在机械加工的过程中，由于外界相关因素的影响，导致强迫振动的出现。
在强迫振动中存在稳态振动和瞬态振动两种方式。
激振力的不同产生不同周期的振动，主要由于以下几点：机械加工的过程中，内部因素和外部因素造成强迫振动出现，其中内部因素是主要因素。
机床上回转件不平衡导致机械整体离心力出现周期性的变化。
此种方式主要是由于电机、卡盘以及皮带轮回不平衡造成的。
镗杆的自激振动与消除
实验三、镗杆的自激振动与消振
一、实验目的及要求
1．观察和了解切削加工中自激振动现象，加深对自激振动有 关理论的理解。 2．了解影响自激振动的主要因素及控制自激振动的方法。 3．掌握正交试验设计的基本方法。 4．学会动态应变仪使用方法及计算机数据采集方法。
4.按正交表的组合进行实验，并将每组实验结果（振幅值）填写在
表二的最后一栏中。
表二：正交实验方案与结果分析表
因素 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 T1 T2 T3 μ1 μ2 μ3 R 最佳条件 (a1+a2+a3)/3 (a1+a4+a7)/3 A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 a1+a2+a3 B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 a1+a4+a7 C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 振幅大小 钢 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 铝 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9
图3-2 自激振动系统的能量关系
3．自激振动的抑制和消除
1）从工艺上减少自激振动：合理选择切削参数；合理选择刀具几何角度。 2）改善工艺系统的动态特性，提高工艺系统的稳定性。改变切削刀具系统的截 面形状，调整方向因素达到减振。本实验中将圆形截面镗杆削成矩形截面的镗 杆，通过调整镗杆矩形截面的角度，找到加工稳定区。 3）采用消振、减振装置，常用的减振器有：动力减振器（阻尼动力减振）、摩 擦减振器（阻尼吸振）、液压消振、冲击（撞击）消振器。 ●本实验主要观察冲击消振器对自激振动的抑制，了解消振原理。 4、撞击式消振块消振原理 镗杆上使用的撞击式消振器结构图3-3所示。其消振原理如图3-4所示。
深孔加工中振动的产生原因和消除方法
深孔加工中振动的产生原因和消除方法盖同锡【摘要】The machining of the deep hole is the most difficult machining procedure under a certain closed condition. And the vibration caused in the machining of the deep hole is one of the more difficult problems need to be solved. This paper illustrates the vibration types in the machining of the deep hole. Then the reasons which cause vibration in this machining have been analyzed, especially for the main factor of the vibration caused by the elastic deformation of the drill rod. Finally, through the research procedures of the drilling machine and drilling tools for the deep holes, this paper presents vibration suppression methods in the machining of the deep hole.%深孔加工是在封闭的条件下进行的高难加工工序，振动问题是深孔加工中比较难解决的问题。
文中阐述了深孔加工中振动的类型；分析了深孔加工中振动问题产生的原因，对钻杆弹性变形引起的振动这一主要原因进行了分析；结合一台深孔钻床和钻具研制过程，提出了深孔加工中消除振动的方法。
加工深孔时刀具振动现象的分析
加工深孔时刀具振动现象的分析摘要：机械加工过程甲时常发生刀具振动（振刀）现象，在进行深孔加工时这一现象尤为突出。
分析了探孔加工过程中振刀现象对零件加工的影响，阐述了产生振刀现象的原因，进一步提出降低振刀现象的几种方法和措施。
关键词：深孔加工；振刀；方法前言加工过程中振刀是一种十分有害的现象。
若加工中产生了振刀，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；工艺系统将持续承受动态交变载荷的作用，刀具极易磨损（甚至崩刃），机床连接特性受到破坏，严重时甚至使切削加工无法继续进行。
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。
而深孔加工时刀具更易产生振动，因此，分析深孔加工中的振刀原因并掌握控制振刀的途径是很有必要的。
1 深孔加工中刀具振动的原因以内孔车刀杆的振动分析来看：刀尖切削工件时会产生切削力，这个力使镗刀杆产生弹性变形，当刀尖上的铁屑断掉后，刀杆的弹性变形就恢复。
随着铁屑不断产生再断掉，那么径向切削力随着铁屑的生成和断裂由大到小不断变化，形成正弦波动镗削力F。
此力的大小和方向是一直有规律的变化，如果切削力的变化频率等于或在刀具固有的弹变频率范围之内，镗削振动就产生了。
其实即使刚性很好的刀杆也不能确保切削时刀杆不会产生弹变，实际上刀片在切削时都是颤动的，但是只有弹变足够大时颤动才变为振动[1]。
刀具在切削工件时发生振动需要有以下三个条件同时存在：第一是包括刀具在内的工艺系统刚性不足导致其固有频率低；第二是切削时产生了一个足够大的外激力；第三是这个外激力的频率与工艺系统固有频率相同随即产生共振。
2 深孔加工中振刀产生的影响2.1刀杆振刀。
当加长刀杆长径比接近12：1时，就已经远远超过了一般普通合金钢刀杆的4倍长径比的范围，在深孔加工中，振动几乎成了不可也无法避免的问题，即便是每刀只切0．1mm，也无法阻止振动的发生。
而在加工过程中，我们的操作者经过调试，将最佳切深控制在每刀0．25mm，而且为了消除振刀时可能产生的挖刀（这种挖刀痕如果不加以消除的话会有不断扩大的危险趋势），每加工3，4刀就要在不进刀的情况下反复走刀以消除让刀量和挖刀痕，效率之低可想而知。
镗铣加工中的振动与控制
浅论镗铣加工中的振动与控制摘要：在机械加工中产生的振动可分为受迫振动和自激振动，这些振动与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
本文详细分析了镗铣加工中振动的主要类型及产生的原因、振动的危害，并从刀具、夹具、切削工艺等方面提出了减小或消除振动的措施。
关键词：镗铣低频振动高频振动消除措施在镗铣加工过程中产生的振动，不仅干扰了正常的切削过程，严重影响了加工件的表面质量，而且缩短了机床及刀具的使用寿命。
由此产生的噪音甚至可能影响到操作者的工作情绪，给正常工作的开展带来一定负面影响。
而为了减少振动，往往不得不减少加工时的进刀量，从而降低了生产效率。
本人在实际工作中通过不断的实践，对这一现象进行了观察、分析和总结，取得了一定成果，现提出一些看法供大家探讨[1]。
1. 振动的分类一般来讲，在机械加工中产生的振动有受迫振动和自激振动两种类型，这些振动与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
在消除机床回转组件(如电机、工件、旋转轴等)和传动系统(如皮带轮、滚动轴承、液压传动系统的压力脉冲等)的振动后，车削加工中的振动主要是不随车削速度变化的自激振动，工件系统的弯曲振动(其频率接近工件的固有频率的低频振动)和车刀的变形产生的弯曲振动(其振动频率接近车刀的固有频率的高频振动)。
2. 振动原因分析2.1 低频振动的振动频率较低，通常发出的噪音比较低沉，振动较为剧烈，在加工表面留下的振动痕迹深而宽。
通常在低频振动时，工件系统和刀架系统都在振动，它们时而趋远，时而趋近，产生大小相等方向相反的作用力和反作用力。
在振动过程中，当工件与刀具趋远时，切削力f趋远的方向与工件位移方向相同，所做之功为正值，系统获得输入能量e(+)；当工件趋近刀具时，切削力f 趋近的方向与工件位移方向相反，所做之功为负值，系统消耗能量e(-)。
在车削过程中，各种因素的影响都可能引起切削力周期性的变化，并使f趋远>f趋近，e(+)>e(-)，即在每一振动周期中，切削力对工件(或刀具)所做之正功总是大于它对工件(或刀具)所做之负功，从而使工件(或刀具)获得能量补充产生自激振动[2]。
镗孔加工常见的问题及解决措施
（6）改善夹具和夹持支撑
主偏角Kr为80°
（7）改变至Kr=90°，CC□□型刀片
刀片刃口微崩或断裂
错误的刀片
（1）错误的刀片
（2）改变为韧性好的刀片材质等级
严重的断续切削
（3）降低速度，降低进给量
切屑堵塞和再次切削
（4）检查镗杆与孔径之间的间隙
（5）改善切屑控制，提高进给量
刀具寿命差
错误的刀片
（3）将工件置于工作台上更高的地方
切屑控制差
（4）如上所述
机床功率不足
过高的进给速度
（1）降低进给量（不超过刀片刀尖圆角半径的25%）
过大的切削深度
（2）使用阶梯镗削加工法
机床功率低
（3）转速处于主辅低转矩区域：提高速度
（4）转速处于换档区域：调节转速
（5）将刀片改变至更高的前角
（6）降低切削深度
孔出口毛刺过大
镗孔加工常见的问题及解决措施
问题
原因
解决措施
切屑控制差
进给量过低
（1）提高进给量
过大的切削深度
（2）使用阶梯镗削加工法
振颤和振动
速度过高
（1）降低切削速度，而不是进给量
过大的L/D比
（2）缩短刀具以提高刚度
（3）提高夹持柄和接长杆的外径
（4）使用硬质合金或重金属接长杆
刀尖圆弧半径过大
（5）使用刀尖圆角半径更小的刀片
（1）改变为耐磨性更高的材质等片刃口微崩
（3）检查切削深度和进给量
过低的切削液压力
（4）提高切削液压力
切屑不能排出
镗杆过大
（1）当可能时，降为带有加长柄的较小的镗头
过大的切削深度
（2）使用阶梯镗削加工法；使用CC□□代替CN□□刀片（特别是使用小直径镗头时）
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，机械振动是一个普遍存在的问题，因为它不仅会导致精度降低，还会加速机器零件的磨损，甚至损坏设备。
因此，对于机械振动问题的解决非常关键。
本文就对机械振动的原因及对策进行分析。
一、机械振动的原因1、切削过程产生的振动切削过程中弯刀和工件之间的相互作用会产生振动。
机械加工时，刀具切削力的幅度和方向会发生变化，从而在机床或工件上形成振动。
2、结构共振机床和工件都是复杂的机械结构，当机床和工件的自然频率与加工中形成的激振频率相同时，就会产生结构共振现象。
3、加工质量问题如果切削刀具使用时间过长，切削的表面质量不佳，磨损过大等问题，就会导致加工过程中的振动。
4、材料变形在对某些材料进行加工时，因材料本身特性的影响，能量的传递不完善，自然会产生振动。
1、切削后处理切削后，工件表面存在不平整现象，如果直接进行下一步加工，就会产生新一轮的振动。
因此，在切削后应采取必要的光洁磨削或光洁加工处理，以减轻振动产生的影响。
2、提高刀具和夹具的刚性和刚度刀具和夹具的刚性和刚度直接影响到机械加工的质量和效率。
因此，加强刀具和夹具的刚度、抵抗自由度，可以减少振动的产生，并提高精度。
3、控制机床的机械系统误差机床的机械系统误差对机械振动产生了很大的影响。
因此，通过对机床的检修和调整，及时发现和排除机械系统误差，可以降低机械振动产生的风险。
4、选择适当的加工策略不同工件的加工策略会对机械振动产生不同的影响。
正确选择加工策略，调整加工参数，减少工件变形现象，避免产生振动。
三、总结在机械加工过程中，振动是一种常见的问题。
要想避免机械振动，就要在生产过程中采取正确的措施，改进机床、刀具等设备的刚性和刚度，控制机械系统误差，选择适当的加工策略等。
这样，就能高效地完成加工，保证加工精度和效率，进而提高生产效益。
镗刀加工现颤振的主要原因分析
镗刀是采用的数显读数屏的精密镗头，在使用精镗刀加工时，也会出现不同的问题。
加工中心镗孔时由于切屑的流出方向在不断地改变，所以刀尖、工件的冷却以及切屑的排出都要比车床加工时难的多。
特别是用卧式加工中心进行钢的盲孔粗镗加工时，尤为困难。
镗孔加工时最常出现的、也是最令人头疼的问题是颤振。
来分析下镗刀发生颤振的主要原因有哪些：
•工具系统的刚性包括刀柄、镗杆、镗头以及中间连接部分的刚性。
因为是悬臂加工，特别是小孔、深孔及硬质工件的加工时，工具系统的刚性尤为重要。
•工具系统的动平衡相对于工具系统的转动轴心，工具自身如有一不平衡质量，在转动时因不平衡的离心力的作用而导致颤振的发生。
特别是在高速加工时工具的动平衡性所产生影响很大。
•工件自身或工件的固定刚性，像一些较小、较薄的部件由于其自身的刚性不足，或由于工件形状等原因无法使用合理的治具进行充分的固定。
•刀片的刀尖形状、前角、主偏角、刀尖半径、断屑槽形状等均会导致切削抗力也不同。
•切削参数的选择包括切削速度、进给、进刀量以及冷却方式等。
•机器的主轴系统等。
机器主轴自身的刚性、轴承及齿轮的性能以及主轴和刀柄之间的连接刚性。
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【摘要】在机械加工中，机械振动是一个重要的问题，会对机械加工的质量和效率产生严重影响。
本文首先探讨了机械振动的重要性和对机械加工的影响，然后详细分析了机械振动的原因和类型，以及振动对机械加工的危害。
接着介绍了降低机械振动的方法和防止机械振动的措施。
结论部分强调加强对机械振动的重视，持续改进振动控制技术，确保机械加工的质量和效率。
通过本文的阐述，读者可以更好地理解机械振动问题，并采取相应的措施来解决和预防。
【关键词】机械振动、机械加工、原因、类型、危害、降低、方法、措施、重视、改进、技术、质量、效率。
1. 引言1.1 机械加工中机械振动的重要性在机械加工中，机械振动是一个非常重要的问题。
振动是指物体在受到外力作用时产生的规律性的往复运动。
在机械加工中，机械振动可能会导致许多不利影响，如影响加工精度、降低加工质量、增加加工成本等。
控制和减小机械振动对于保证机械加工质量、提高生产效率具有重要意义。
机械振动的产生主要是由于机床结构、工件材料、切削工艺等多个因素共同作用的结果。
如果不及时加以控制和处理，机械振动可能会对机械设备造成损坏，影响生产进度，甚至可能造成事故发生。
对于机械振动问题，我们需要及时引起重视，采取有效的措施进行预防和控制。
只有这样，才能保证机械加工过程的顺利进行，确保产品质量和生产效率的提高。
机械振动问题不容忽视，需要我们持续关注和改进相关的技术，以确保机械加工过程的稳定性和可靠性。
1.2 振动对机械加工的影响振动是机械加工过程中不可避免的现象，对机械加工具有重要影响。
振动会直接影响加工精度和加工质量，特别是在高精度加工和精密加工领域更为显著。
振动会导致加工表面粗糙度增大，加工尺寸偏差增大，从而影响产品的装配和使用。
振动还会导致工具刃磨损加剧，工具寿命缩短，甚至导致工具断裂，影响生产效率。
在微细加工领域，振动会直接影响加工表面的平整度和光洁度，严重影响产品的质量和性能。
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
机械加工过程中的机械振动是指在机床或工件上产生的机械振动现象。
机械振动的原
因可以分为以下几个方面：
1. 刀具与工件的不平衡：刀具与工件的不平衡是引起机械振动的主要原因之一。
刀
具在高速旋转时不平衡会导致振动产生。
3. 刀具与刀架的松动：刀具安装不牢固、刀具松动也会引起机械振动。
刀具松动会
导致刀具与工件之间的相对运动不稳定，从而引起振动。
4. 机床刚度不足：机床刚度不足是引起机械振动的另一常见原因。
机床刚度不足会
导致加工过程中机床产生弯曲变形，使刀具与工件之间的相对位置发生变化，引起振动。
对于机械振动问题，以下是一些常见的对策分析：
1. 动平衡：对刀具、刀架等旋转部件进行动平衡处理，将不平衡量降至最低，减小
机械振动。
2. 调整刀具参数：根据实际情况调整刀具的切削参数，使刀具与工件之间的力平衡，减小机械振动。
3. 固定刀具、刀架：确保刀具、刀架等部件的安装牢固，防止松动引起的振动。
4. 提高机床刚度：通过增加机床的刚度来减小机械振动。
可以通过选用更加稳定的
机床、加强机床的结构设计等方式来提高机床刚度。
5. 使用减振装置：在机床或工件上安装减振装置，减小机械振动。
在机械加工过程中，机械振动是一个常见的问题，会影响加工质量和工作效率。
针对
机械振动问题，可以采取不同的对策，从而减小振动幅度，提高加工精度和稳定性。
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机械加工是指利用机械设备对工件进行切削、磨削、钻孔、镗孔、攻丝等加工方法，以改变工件的形状、尺寸和表面质量。
在机械加工的过程中，常常会遇到机械振动的问题。
机械振动是指机械设备在运转过程中产生的振动现象，它会影响到机床和工件的加工质量，甚至对机床本身产生磨损和损坏。
本文将从机械振动的原因和应对方法两个方面进行解析，帮助大家更好地应对机械加工中的振动问题。
一、机械振动的原因解析1. 设备结构设计不合理机械设备的结构设计不合理是导致机械振动的主要原因之一。
机床在设计时如果刚性不足或者质量不够稳定，就会在加工过程中产生振动。
机床的刚度和稳定性也是影响机械振动的重要因素。
如果机床的刚度不够，就会导致在切削过程中产生共振，从而产生振动。
2. 刀具磨损和不良切削在机械加工中，刀具是直接与工件接触的零件，它的磨损和切削状态会直接影响到加工的质量和振动的产生。
刀具磨损不仅会增加切削力，还会增加刀具与工件的摩擦力，从而引起机床振动。
如果切削条件不良，如进给速度、切削速度等参数不合适，也会导致振动产生。
3. 工件加工后残余应力在机械加工中，工件经过切削、磨削等工艺后，表面会产生残余应力。
这些残余应力会导致工件在加工后产生变形，同时也会对机床产生振动。
特别是在高速切削和精密加工中，残余应力会更加明显。
4. 机床和工件的固定方式不当机床和工件的固定方式不当也会引起振动。
如果机床和工件的固定方式不牢固或者不平稳，加工过程中就会产生振动。
这种振动不仅会影响加工质量，还会影响到机床的稳定性。
在机械加工中，机床的加工方式也会影响到振动的产生。
一些切削过程中的锋利角度、切削深度等参数选择太大或者太小，都会引起振动。
如果机床的进给速度、切削速度等参数不合理，也会导致振动。
二、机械振动的应对方法为了降低机械振动，首先要从设备结构设计方面入手，加强机械设备的刚度和稳定性，提高机床的机械传动效率，改进机床结构，减少共振现象，使机床的设计更加合理化。
深孔镗削如何避免加工振动
深孔镗削如何避免加工振动
振刀一般分强制振动(在断续切削而导致的强制振动或者是因转动零件有瑕玼而造成的振动),
自激振动(即共振,切削加工时具有周期性的工作凹凸不平特性造成周期相位的少许错开而又反复重迭的再生效果所产生的影响),其主因来自于工具机结构的自然频率受到激发或者是工件夹持系统的自频率过低而受到激发所引起。
由于结构的自然频率只随夹持或固定方式的改变而改变，因此振刀发生时，改变切削条件（如改变转速）往往石以改善切削振动，然而在某些无法改变切削速度的场合（如攻牙或某些材质的切削），往往只有借助于夹持方式的变更，甚至于改变刀具或刀具固定方式才能解决这类问题。
真正的寻找共振区,呵呵还没有本事.
抑制振刀的对策
依据研究所得的振刀原理，目前应用于加工现场中有一些比较具体而实用的方法：
（一）尽量选择切削阻抗较小的一切条件，亦即最适当的刀具进给速率与切削速度（或主轴转速）。
（二）调整切削速度以避开共振。
（三）减轻造成振动的部份的工作重量，惯性越小越好。
（四）针对振动最大的地方予以固定或夹持，如中心架、工作保持器等。
（五）提高加工系统的刚性，例如使用弹性系数较高的刀柄或使用加入动态减振器的特殊抗震力，以吸收冲击能量。
（六）从刀片与工作旋转方向下功夫
（七）改变刀具的外型与进角，鼻端半径越小越好，以降低切削阻力。
侧倾角必须取正值，以使切削方向更近垂直。
后倾角最好为正值，惟甚去屑切屑能力相对变差，因此一般可选用槽刑刀以使倾角变为负值，但仍保有正值的切削效果。
机械振动-精密深孔镗削中镗杆振动问题
北方工业大学科目机械振动-精密深孔镗削中镗杆振动问题学院机电工程学院专业班级机研-12学生姓名指导教师撰写日期：2012年12月12日摘要在机械制造业中，一般规定孔深L 与孔径 d 之比大于5，即L/d＞5 的孔称为深孔。
深孔加工是处于封闭或半封闭状态下进行的，不能直接观察到刀具的切削情况；且受孔径尺寸限制，刀具直径小，悬伸长，刚性差；切屑不易排出，切削热不易传散，因此深孔加工一直是金属切削领域内公认的技术难题。
而对于两端孔径小，中间孔径大的瓶腔深孔加工则难度更大，除了存在上述一般深孔加工的问题外，还要求实现镗刀块的伸出、夹紧、松开、缩回等动作，且受入口直径的限制，镗杆的刚性问题及振动问题变得更加尖锐。
因此精密小深孔加工技术的研究在理论和实践上都具有重要意义。
经过深孔镗削过程中的自激振动分析、深孔镗杆进行了静力学和动力学理论分析、对深孔镗杆进行ANSYS分析、深孔镗杆的模态分析，有一些减小振动的方法可以利用，如合理选择刀具几何形状、提高工艺系统的抗振性、采用减振装置、合理调整振型的刚度比、超声波方法、镗杆结构优化、智能镗杆颤振监测实验系统、镗削振动主动控制、设计辅助结构等方法等等。
关键词：深孔；镗削；减振目录目录 (3)1机械振动概况 (4)1.1机械振动对机械加工的影响 (4)1.2深孔加工的振动问题 (4)2精密振动切削工艺中的振动问题 (4)2.1项目简介 (4)2.1.1项目中的振动 (4)2.1.2项目镗削工序的振动分析 (4)3深孔镗削过程中的振动分析 (6)3.1深孔镗削过程中的自激振动 (6)3.2深孔镗杆进行了静力学和动力学理论分析 (7)3.3对深孔镗杆进行ANSYS分析 (9)3.4深孔镗杆的模态分析 (10)4减小深孔镗削中振动的方法 (11)4.1概述 (11)4.2超声波方法 (11)4.3镗杆结构优化 (13)4.4智能镗杆颤振监测实验系统 (13)4.5镗削振动主动控制 (14)4.6深孔镗削加减振措施后效果 (15)5.总结 (15)参考文献 (16)1机械振动概况1.1机械振动对机械加工的影响在机械加工过程中,工艺系统的振动会破坏刀具与工件之间正常的运动轨迹,给机械加工带来较大的危害,具体表现在以下几个方面：①影响加工表面质量,频率低时产生波纹,频率高时产生微观不平度；②降低生产效率,加工中的振动制约了切削用量的提高,严重时甚至使切削不能正常进行；③缩短刀具、机床等的使用寿命；④振动产生的噪声污染了环境。
解决深孔镗削中的刀具振动
２ 存在 问题
前镗 出来孔 为 １０ １ ，将直 径 调小 ０ ０ ，加工 １．０ ．８ 下一件 工件 ， 直径或 许不 变化 ， 或许 减小 ０ ２左右 ； ．
材料 ，如 铸铁 、脆 黄铜 等 ，前 角 的影 响就较 小 ， 考
（） ２ 主偏 角 的影 响
６ ２１ ． 、刀具 尺寸 很难 调整 到直 径 公差 内，若 目 虑 到 刀片 的刚性 我们选 用 了前 角＋ 。 的精 镗刀 片 。 主偏角 Ｋ ｒ对 三个切 削 分力 的影 响 。主 偏角对
１ ．加工现状及 存在的 问题
１加工 现状
我们采用 了两台双头组合式镗床分别粗 、 精镗完
成加工，精镗加工余量为 ０ ８ ，镗刀直径为 １５ ．砌 ０，
由于机床行程所限镗刀悬伸达到 ５０ｍ如右 图所示 ： ２ｒ， ａ
．．
５ ． ４．
汽 车 实 用 技 术
・
材料 ・ 工艺 ・ 设备 ・
ｃ ｉｉａ ｌ ｕ ｎ ｄｇ ｎｇ ｅ Ａｎｄ ｉ ｓ ｏ ｄｅ ｉ ｅ ｔ ｆｅ ｔ ｏ ｈＶａｉ ｔｏ ｆｓ ｈ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｒｔｃ ｌ ｏｏ ｒｉ ｇ ｅ ｅａ ｌ ． ｔ ｃ ｈ ｗｅ ｖ ｄ ｎ ｔ ｅ ｃｓｔ ｕｇ ｌ ｉ ｎ ｏ ｕｃ ｒ ｃ ｓ ｅ ． ｈｒ ｄａ Ｋｅ ｒ ： ｃ ｉｉａ ｕ ｎ ｄ ｅａ ｇ ｅ ｆｏ ｎｇ ｅ ｃ ｒｉ ｄ ｎ ｌ ｔｏ ｇ ｅ ｔ ｅｔｐ’ ａ ｉ ｓ ｃ ｒｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄｓ ｒｔｃ ｌ ｒｉ ｇ ｅ ｇ ｌ ； ｎｔ ｃ ｎ ｒ ａ ｌ ； ｕ ｎｇ ｅ ｇｅｉ ｃ ｉ ｉ ｎ ａ ｌ ； ｈ ｉ Ｓｒ ｄ ｕ ； ｕ ｎ ｎａ ｎ
关键词：临界主偏角 、前角 、刃倾角、刀尖圆弧半径 、切削力、振动
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北方工业大学科目机械振动-精密深孔镗削中镗杆振动问题学院机电工程学院专业班级机研-12学生姓名指导教师撰写日期：2012年12月12日摘要在机械制造业中，一般规定孔深L 与孔径d 之比大于5，即L/d＞5 的孔称为深孔。
深孔加工是处于封闭或半封闭状态下进行的，不能直接观察到刀具的切削情况；且受孔径尺寸限制，刀具直径小，悬伸长，刚性差；切屑不易排出，切削热不易传散，因此深孔加工一直是金属切削领域内公认的技术难题。
而对于两端孔径小，中间孔径大的瓶腔深孔加工则难度更大，除了存在上述一般深孔加工的问题外，还要求实现镗刀块的伸出、夹紧、松开、缩回等动作，且受入口直径的限制，镗杆的刚性问题及振动问题变得更加尖锐。
因此精密小深孔加工技术的研究在理论和实践上都具有重要意义。
经过深孔镗削过程中的自激振动分析、深孔镗杆进行了静力学和动力学理论分析、对深孔镗杆进行ANSYS分析、深孔镗杆的模态分析，有一些减小振动的方法可以利用，如合理选择刀具几何形状、提高工艺系统的抗振性、采用减振装置、合理调整振型的刚度比、超声波方法、镗杆结构优化、智能镗杆颤振监测实验系统、镗削振动主动控制、设计辅助结构等方法等等。
关键词：深孔；镗削；减振目录目录 (3)1机械振动概况 (4)1.1机械振动对机械加工的影响 (4)1.2深孔加工的振动问题 (4)2精密振动切削工艺中的振动问题 (4)2.1项目简介 (4)2.1.1项目中的振动 (4)2.1.2项目镗削工序的振动分析 (4)3深孔镗削过程中的振动分析 (6)3.1深孔镗削过程中的自激振动 (6)3.2深孔镗杆进行了静力学和动力学理论分析 (7)3.3对深孔镗杆进行ANSYS分析 (9)3.4深孔镗杆的模态分析 (10)4减小深孔镗削中振动的方法 (11)4.1概述 (11)4.2超声波方法 (11)4.3镗杆结构优化 (13)4.4智能镗杆颤振监测实验系统 (13)4.5镗削振动主动控制 (14)4.6深孔镗削加减振措施后效果 (15)5.总结 (15)参考文献 (16)1机械振动概况1.1机械振动对机械加工的影响在机械加工过程中,工艺系统的振动会破坏刀具与工件之间正常的运动轨迹,给机械加工带来较大的危害,具体表现在以下几个方面：①影响加工表面质量,频率低时产生波纹,频率高时产生微观不平度；②降低生产效率,加工中的振动制约了切削用量的提高,严重时甚至使切削不能正常进行；③缩短刀具、机床等的使用寿命；④振动产生的噪声污染了环境。
据统计,机械加工过程中的振动以自激振动为主,约占总数的70%以上。
为了保证零件的加工质量,在机械加工过程中,必须采取相应的工艺措施对自激振动加以控制1.2深孔加工的振动问题深孔加工技术尤其是精密小深孔加工技术的研究在理论和实践上都具有重要意义。
精密孔是机械零件上常遇到的加工表面，由于孔加工属于半封闭式加工，排屑和冷却困难，刀具的刚性差，加工精度和表面粗糙度要求很难保证。
精密孔的加工多采用磨削加工。
由于受孔径限制，砂轮线速度低，砂轮杆直径小，刚性差，很难保证加工精度和表面粗糙度精度要求，生产效率低，尤其是精密深孔加工很难适应生产要求。
2精密振动切削工艺中的振动问题2.1项目简介2.1.1项目中的振动与哈尔滨东安发动机有限公司合作项目“超弱刚度件精密振动切削工艺”中，需要加工两端小中间大的深小孔，由于镗杆及工件较长，刚度超弱，加工过程中易产生颤振现象，为实现弱刚度轴类件深孔镗削的精度要求，必须通过分析镗杆受力情况、合理选择刀具几何角度、优化装夹位置、确定好超声振动切削工序的工艺参数及范围、设计辅助结构等方法，最终解决切削过程中的颤振问题。
2.1.2项目镗削工序的振动分析该零件的结构特点是两端孔径小，左边是φ14，右边是φ18,中间孔径大φ19,是回转体,异型孔,零件全长约780mm( 两端加工艺夹头),镗削φ19mm孔时,镗杆最短伸出长度约350mm( 包括工艺夹头)。
由于孔径较小, 孔比较深,同时零件的加工尺寸精度及表面粗糙度以及相互位置精度要求都比较高, 加工该零件有很大的难度,其中最大的难点是对两端孔径小、中间孔径大的小孔径深孔进行加工，镗削过程中很容易引起自激振动,镗杆的颤振影响到加工表面的粗糙度，工件圆柱度、甚至刀尖崩刃等。
如图1为加工中所用空心镗杆内套的控制杆。
工艺试验件规格：φ40×φ18×（40-50）；工艺试验件材料：18Cr2Ni4WA；工艺试验件硬度：HRC28~35；工艺试验件加工参数：线速度：Vc=2~3m/min；进给：F=0.08~0.10mm/r；切深：ap=0.05~0.10。
图1 控制杆毛坯规格φ50×786如图2。
图2 毛坯最终加工简图如图3。
图3 加工件图3深孔镗削过程中的振动分析3.1深孔镗削过程中的自激振动深孔镗削过程中即使没有周期性外力的作用，刀具和工件之间也可能产生强烈的相对振动。
振动时，动态切削力伴随产生，并在工件的表面上残留下明显的振纹，这种现象就属于自激振动。
并假设瞬时切削力与瞬时切除面积成正比，在进给速度一定的情况下，与瞬时背吃刀量成正比，来分析深孔镗削过程中的自激振动产生的原因深孔镗削时，如图4(b)所示，在理想情况下，镗刀的加工轴线和工件的回转轴线在一条直线上，此时如果不考虑已加工孔的表面粗糙度误差，假设已加工孔为理想圆的情况下，刀具切削时的背吃刀量为恒值，切削力不会发生变化，此时不会产生自激振动。
但是，在实际加工中，导向或导向套与深孔镗刀之间总有一定的间隙δ，如图4(a)所示，所以在深孔镗刀进行切削时，就将镗刀压向一边，使得镗刀的中心线与工件的回转轴线不在一条直线上，如图4(c)所示，切削时背吃刀量 ap周期性变化，使切削力必然发生周期性的变化，产生自激振动图4(d)为深孔镗削前后截面示意图，其中未镗孔前的半径为 r,镗孔后，孔的半径为'r 。
由图4可以看出，深孔镗削时，由于导向孔的间隙，导图4 深孔镗削中自激振动示意图致已加工轴线和工件旋转轴线不在一条直线上，从而产生背吃刀量周期性变化，使切削力产生周期性变化，引起振动，随着镗削的深入，已加工轴线偏移加大，振动加剧，当振动频率接近系统频率时，此时观察切屑可以发现，镗削的切屑是由厚变薄或由薄变厚周期变化，正如图4(d)中半径为 r 和'r 之间切下的区域。
由镗杆共振条件扭弯f f =得长径比：扭弯K K d l 47.3=如此设计镗杆时尽量避开共振条件下的一系列长径比。
3.2深孔镗杆进行了静力学和动力学理论分析深孔镗杆静力学分析时，可将镗杆简化为悬臂梁，如图5所示得到截面 B 的转角和挠度分别为（受限于篇幅，计算过程及字母说明略，下同）：EI l F Z B B 2'2-==γθ；EI l F f Z B B 33-==γ 说明在切削力不同的情况下，可得到不同的挠度，当切削力在周期性变化时，挠度随之变化，产生振动。
深孔镗削的镗杆一般都很长，所以它的振动力学分析将图 5 深孔镗削静力学分析示意图 图 6 深孔镗刀杆单元力学模型示意图直接影响镗刀的切削特性，如图6所示，对于在镗杆没有受外力但是有阻尼的情况下的动力学方程可以表示为：02244=∂∂+∂∂+∂∂t z C t z A x z EI ρ从对深孔镗杆的受力分析，可以得出深孔镗削加工振动的基本方程公式。
另外要着重指出的是，在使用超细长深孔高效精密多刃变径镗刀时，受扭转产生的扭矩对振动有大的影响，如图7。
镗杆主要受三个方向的切削力作用，即圆周力、径向力和轴向力。
圆周力是主切削力，通常情况下，径向力约为圆周力的 1/3，轴向力约为圆周力的 1/2。
此外，镗杆还受自重力的作用。
镗杆在圆周图7 深孔镗杆在镗床上的结构示意图力的作用下产生扭转和振动，圆周力是镗杆计算的依据。
所以镗杆在圆周力的作用下的受力平衡方程为：θθθK dt d B dt d I T ++=22可见，镗杆为二阶稳定振荡系统，因此，保证适宜的扭转角和转角振荡时间， 按稳态扭转刚度计算镗杆直径是合理的，即只考虑其线性部分。
镗杆直径与扭转角θ 的直接关系：)1(324αθπ-=G Tld在镗杆长度一定的情况下，增大镗杆直径，镗削时的扭转角必然减小，这也从另一方面说明增大镗杆直径对增强镗削过程中的扭转振动有积极地作用。
3.3对深孔镗杆进行ANSYS 分析对所有变形图和等效应力云图进行综合分析，得出切削速度和进给量与最大变形量与最大等效应力关系，如图8所示；根据关系图，将镗刀的受力，变形作为优化目标，可得出以下结论：当切削速度在一定范围之内（64 ~320）时，最图8 切削速度与应力应变的关系 图9 进给量与应力应变的关系大等效应力和最大变形量的变化范围并不是很大，其中等效应力的变化范围是（0.37~0.46）MPa ，最大变形量的变化范围是（0.135~0.17）mm 所以改变切削速度对镗削合力的影响较小，由该图可知，当切削速度在200min /m 时，最大变形量和最大应力最小，而且当切削速度超过以后，最大应力和最大应变都有下降的趋势为了保证加工效率，可选用切削速度为250min /m 。
从图9中可以看到，最大变形量和最大等效应力随着切削深度的增加逐渐增大当进给量在（0.05~0.25）mm 时，最大变形量在（0.067~0.17）mm ，而该镗刀在设计时要求刀头直径的尺寸偏差为 所以将镗刀的受力和变形作为优化的对象，保证镗刀正常的工作，选取进给量的变化范围在（0.05~0.25）mm 之间进给量与应力应变的关系，如图9所示。
3.4深孔镗杆的模态分析镗杆系统具有固有振动频率，在设计过程中使这些固有频率避开外界激励的频率可以避免发生共振，从而有效地减小振动幅值。
模态分析的目的是确定结构的振动特性如结构的自然频率、振型和振型参与系数（即在特定方向上某个振型在多大程度上参与了振动）。
分析模型的建立与静力学分析相同，提取前十阶模态振型向量，如图10，经分析得出镗杆系统低频段固有频率及相应振型。
该结构的模态主要是镗杆的扭转或弯曲。
基本可分为水平面内的弯曲、垂直面内的弯曲、水平面内的扭转以及垂直平面内的扭动等几种类型。
图10 镗杆前十阶振动频率4减小深孔镗削中振动的方法4.1概述由前面的分析可知深孔镗削的振动与固有频率、切削刚度、结构刚度和工艺刚度有着密切的联系，因此可以提出以下几种抑制振动的方法：1）合理选择刀具几何形状：①使用大前角刀片或正前角刀片，以降低切削力；②减小刀尖圆弧R ，以降低吃刀抗力；③在小切深加工时，减小切削刃倒棱宽度，以保持良好的切入性能；2）提高工艺系统的抗振性：①镗杆的固有频率与镗杆的悬伸长度、镗杆的直径及镗杆的材料等因素有关系。