机床的刚度与振动
精密机床动态误差补偿控制
精密机床动态误差补偿控制精密机床在现代制造业中扮演着重要角色，其高精度加工对于提高产品质量至关重要。
然而，由于各种因素的影响，机床运动过程中动态误差不可避免地会导致加工精度下降。
为了提高加工精度，精密机床动态误差补偿控制是一个非常关键的研究方向。
一、动态误差的形成原因动态误差是指机床在加工过程中由于惯性、摩擦、热变形等因素引起的加工误差。
首先，机床的结构刚度是影响动态误差的重要因素。
机床结构刚度较低，振动引起的误差就会更明显。
其次，控制系统的性能也会对动态误差产生影响。
如果控制系统的响应速度不够快，就会造成加工误差。
另外，工件的质量和刀具的磨损程度也会对动态误差产生一定的影响。
二、动态误差补偿技术的发展为了提高加工精度，人们提出了一系列的动态误差补偿技术。
根据误差的形成原因，动态误差补偿技术可以分为传感器反馈补偿和模型预测补偿。
传感器反馈补偿是通过安装传感器来实时监测机床的运动状态，然后根据监测到的数据进行误差补偿。
模型预测补偿则是通过建立机床的误差模型，通过数学方法预测机床的误差，并进行相应的补偿。
传感器反馈补偿技术主要包括激光干涉仪、球差传感器和加速度传感器等。
激光干涉仪可以通过测量光的相位差来获得机床的运动信息，从而实现误差补偿。
球差传感器则可以测量机床运动过程中产生的球差，进而反馈到控制系统中。
加速度传感器则是通过测量机床运动过程中的加速度变化来反馈误差信息。
模型预测补偿技术则是基于机床的动态误差模型进行误差补偿。
这种技术需要对机床的结构、控制系统和加工过程进行建模。
通过数学方法，可以预测机床在不同工况下的动态误差，并实现相应的补偿控制。
模型预测补偿技术在精密加工领域具有广泛应用，能够提高加工精度，但对于模型的准确性要求较高，建模过程相对复杂。
三、动态误差补偿控制的挑战与前景精密机床动态误差补偿控制涉及多个学科领域，需要在机械、电子、控制等方面达到较高水平。
当前，这方面的研究还存在一些挑战。
车削过程中振动与控制
浅论车削过程中的振动与控制在车削过程中产生的振动，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，还会缩短机床及刀具使用寿命。
由此产生的噪音甚至可能影响到操作者工作情绪，对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，从而降低了生产率。
本人通过在工作中对这一现象不断观察、分析、实践、总结，取得了一些效果，现提出一些看法供大家探讨。
1、振动的分类一般来讲，在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动，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，主要是车削过程中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。
在低频振动时通常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和反作用力。
在振动过程中，当工件与刀具趋远时，切削力与工件位移方向相同，所做之功为正值，当工件趋近刀具时，切削力与工件位移方向相反，所做之功为负值，在车削过程中，由于各种因素的影响都可能引起切削力周期性的变化，使在每一振动周期中，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。
在车削过程中，影响切削力周期性地变化，并使退出时切削力大于切人时切削力的情况有以下几个因素： 2.1切削与刀具相对运动产生的摩擦力。
在加工韧性钢材时径向切削分力开始随切削速度的增加而增大，自某一速度开始，随切削速度的增加而下降。
据切削原理可知，径向切削分力主要取决于切削与刀具相对运动产生的摩擦力，即切削与刀具前刀面的摩擦力。
机床精度的名词解释
机床精度的名词解释机床精度是指机床在加工过程中保持其结构、尺寸、形状等特性的能力。
它是衡量机床性能的重要指标，直接关系到加工零件的质量和精度。
机床精度的解释和理解对于从事机械制造行业的专业人士来说至关重要。
在机床精度的定义中，有几个重要的关键词需要明确理解。
首先是结构，机床的结构是由各种零部件组成的，包括主轴、导轨、滑块等，这些部件在加工过程中需要保持相对位置的稳定，以保证零件的加工精度。
尺寸是指机床的物理尺寸，比如床身长度、导轨宽度等，这些尺寸需要稳定和精确，以确保机床的加工能力和精度。
形状是指机床各部件的几何形状，包括平面、曲面等，这些形状需要保持在一定的精度范围内，以保证零件的几何形状和轮廓的精度。
机床精度通常包括几个方面的指标，如重复定位精度、加工精度、位置精度等。
重复定位精度是指机床在多次定位后，能够保持相同位置的精度。
加工精度是指机床在加工过程中，加工出的零件的尺寸和形状与设计要求的精度的偏差。
位置精度是指机床在进行定位时，能够准确地将刀具和工件定位在设计要求的位置上。
机床精度的提高对于机械制造行业来说具有重要的意义。
提高机床精度可以提高零件的加工质量和精度，减少产品的尺寸误差，提高产品的性能和可靠性。
同时，提高机床精度还可以降低产品加工成本，提高生产效率和竞争力。
因此，在现代工业生产中，机床精度已经成为了一个关键的问题。
为了提高机床精度，需要从多个方面进行优化和改进。
首先，需要选择合适的机床类型和规格，根据实际加工需求选择适用的机床。
其次，需要选用高精度的加工工具和刀具，并合理选择加工工艺和参数，以确保零件的加工精度。
此外，还应注重机床的维护和保养，定期进行检查、调整和维修，保持机床的精度和稳定性。
此外，在机床精度的解释中，还需要了解一些相关的概念和术语。
比如，机床的稳定性是指机床在加工过程中能够保持结构、尺寸、形状等特性的能力。
机床的刚度是指机床的抗变形和挠曲能力，是衡量机床刚性和稳定性的重要指标。
数控机床刚度与稳定性研究论文
数控机床刚度与稳定性研究论文在现代制造业中，数控机床已成为不可或缺的工具。
然而，随着对产品质量和生产效率要求的不断提高，数控机床的刚度和稳定性问题日益凸显。
本论文旨在研究数控机床的刚度与稳定性，并探讨如何提高其性能，以满足工业生产的需求。
1. 引言随着现代制造技术的进步，数控机床在各个领域得到了广泛应用。
然而，由于数控机床的刚度与稳定性限制，使得其在高速加工、精密加工和重负荷加工等方面存在一定的局限性。
因此，研究数控机床的刚度与稳定性问题具有重要的现实意义。
2. 数控机床刚度的影响因素数控机床的刚度受多种因素的影响，包括机床结构刚度、传动系统刚度、切削过程刚度等。
本节将逐一介绍这些因素对数控机床刚度的影响。
2.1 机床结构刚度机床结构刚度是数控机床刚度的基础，对整个机床的刚度起着决定性的作用。
机床结构刚度受材料、几何形状和焊接工艺等因素的影响。
2.2 传动系统刚度传动系统刚度直接影响着数控机床的位置精度和运动平滑性。
传动系统刚度受传动装置、传动链条松弛以及传动元件的材料和制造工艺等因素的影响。
2.3 切削过程刚度切削过程刚度指的是数控机床在切削负荷下的刚度性能。
切削过程刚度受切削力、刀具刚度以及材料刚度等因素的影响。
3. 数控机床稳定性的研究方法数控机床的稳定性是指机床在运动过程中不发生振动，能够保持加工精度的性能。
为了研究数控机床的稳定性，人们采用了多种方法进行分析和评估。
3.1 实验方法实验方法是通过搭建实验平台，测量和记录数控机床的振动响应，以获得稳定性指标的一种方法。
通过实验方法可以获得较为直观的稳定性数据，为后续的优化设计提供依据。
3.2 数值仿真方法数值仿真方法是通过建立数学模型，利用计算机仿真软件模拟数控机床的振动和稳定性行为。
数值仿真方法可以更全面地分析机床的稳定性问题，得到详细的数值结果。
4. 改进数控机床刚度与稳定性的方法为了提高数控机床的刚度和稳定性，人们提出了多种改进方法。
换刀过程中出现撞刀故障的原因
换刀过程中出现撞刀故障的原因在机械加工中，经常需要进行换刀操作，即将已经磨损或无法继续使用的刀具更换成新的刀具。
然而，有时候在换刀的过程中会出现撞刀故障，即新刀与工件或夹具发生碰撞，导致刀具破损或工件损坏。
那么，换刀过程中出现撞刀故障的原因有哪些呢？1. 换刀位置错误：换刀时，操作者可能会将新刀放置在错误的位置，导致刀具与工件或夹具发生碰撞。
这可能是由于操作者对机床结构和刀具位置不熟悉，或者是粗心大意导致的。
2. 机床坐标系误差：机床坐标系是机床上确定刀具位置的基准，如果机床坐标系与工件坐标系不一致，就会导致换刀时的误差。
这可能是由于机床校准不准确或者机床坐标系设置错误导致的。
3. 刀具长度误差：换刀时，新刀具的长度可能与原刀具不一致，如果没有正确调整机床的刀具长度补偿值，就会导致撞刀故障。
这可能是由于刀具加工偏差或者测量误差导致的。
4. 刀具夹紧力不均匀：在换刀过程中，刀具的夹紧力不均匀可能会导致刀具在装夹后发生位移，从而引起撞刀故障。
这可能是由于夹具设计不合理或者夹具损坏导致的。
5. 机床刚度不足：机床刚度是指机床在加工过程中对外力的抵抗能力，如果机床刚度不足，就容易在换刀过程中发生振动，从而导致撞刀故障。
这可能是由于机床设计不合理或者机床老化损坏导致的。
6. 操作者操作不当：换刀过程中，操作者如果没有按照正确的操作流程进行操作，或者操作时过于急躁，也容易导致撞刀故障的发生。
这可能是由于操作者技术不熟练或者操作者精神状态不佳导致的。
针对以上可能导致撞刀故障的原因，我们可以采取一些措施来避免撞刀故障的发生。
操作者应该对机床结构和刀具位置有充分的了解，并且在换刀前进行仔细的检查，确保新刀放置在正确的位置。
机床的坐标系应该经过准确的校准，确保机床坐标系与工件坐标系一致，避免换刀时的误差。
换刀时应该正确调整机床的刀具长度补偿值，确保新刀具的长度与原刀具一致，避免撞刀故障的发生。
夹具的设计和使用也非常重要，应该确保夹紧力均匀，并且定期检查夹具的状态，避免夹具损坏导致的撞刀故障。
车削加工中振动产生原因及消除措施
车削加工中振动产生原因及消除措施作者：黄建国来源：《中国教育技术装备》2011年第28期1 振动的类型一般来讲，在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动，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，主要是车削过程中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 振动原因分析在车床安装时加设隔振地基、传动系统无缺陷以及切削过程中无冲击存在的情况下，车削振动的主要类型是不随车削速度变化而变化的自激振动，其主要原因是加工过程中工件及刀架系统变形而产生的低频振动以及因车刀的变形而产生的高频振动（其频率接近车刀的固有频率）。
这类振动常常使机床尾座、刀架松动并使硬质合金刀片碎裂，且在工件切削表面留下较细密的痕迹。
车削中的低频振动通常是工件、刀架都在振动，它们时而相离（振出），时而趋近（振入），产生大小相等、方向相反的作用力与反作用力（即切削力Fy和弹性恢复力F 弹）。
刀架的振出运动是在切削力Fy作用下产生的，对振动系统而言，Fy是外力。
在振动过程中，当工件与刀架作振出运动时，切削力F振出与工件位移方向相同，对振动系统做正功，振动系统则从切削过程中吸收一部分能量W振出储存在振动系统中；刀架的振入运动则是在弹性恢复力F弹作用下产生的。
当刀架振入时，F振入与工件位移方向相反，振动系统对切削过程做功，即振动系统要消耗能量W振入。
由于切削力周期性变化，使得W振出＞W振入或F振出＞F振入，从而使工件或刀具获得了能量补充产生低频的自激振动。
此时，在力和位移的关系图中，振出过程曲线处在振入过程曲线的上部。
而高频振动产生的原因是在某速度区段内，刀具后刀面与切屑之间的摩擦，使切削力Fy随切削速度V的增加而减小，即具有下降特性，造成F振出＞F振入，故加工系统有自激振动产生。
普通车床螺纹车削常见故障及解决方法（三篇）
普通车床螺纹车削常见故障及解决方法1. 放松刀夹：在车削过程中，如果刀夹没有固定好，会导致刀具松动或者偏位，从而造成螺纹不良。
解决方法是检查刀夹固定螺母是否紧固，如果松动则重新固定。
2. 刀具磨损：长时间使用刀具会磨损，导致刀尖变钝，从而无法进行正常的车削。
解决方法是更换刀具，保持刀具的锐利度。
3. 机床不稳定：如果机床本身存在不稳定的问题，例如床身变形、主轴不平衡等，会导致螺纹加工时产生偏差。
解决方法是定期检测和调整机床，确保其稳定性。
4. 刀具与工件匹配不良：在螺纹车削过程中，刀具与工件的匹配也非常重要。
如果选用的刀具尺寸不合适，就会导致螺纹加工结果不理想。
解决方法是选择合适尺寸的刀具，确保刀具与工件的配合良好。
5. 刀具进给速度不恰当：刀具进给速度过快或者过慢都会影响螺纹加工的质量。
解决方法是根据不同的工件材料和螺纹规格，调整刀具的进给速度，确保加工的质量。
6. 冷却液不适用：在螺纹车削过程中，适当使用冷却液可以降低温度，减少摩擦，提高切削润滑效果，从而改善加工质量。
如果使用的冷却液性质不合适，也会影响螺纹加工结果。
解决方法是选择合适的冷却液，根据加工工件的要求进行选择。
7. 机床刚度不足：机床刚度不足会导致在螺纹车削过程中产生振动和共振，造成螺纹不良。
解决方法是增加机床的刚度，例如加强机床床身的结构，增加加工时的稳定性。
8. 机床零件磨损：长时间使用机床，有些零部件会磨损，例如导轨、导向轨等，会导致加工误差。
解决方法是定期检查和更换机床零部件，保证机床的准确性和稳定性。
总之，普通车床螺纹车削常见故障的解决方法就是：确保刀具的固定和锐利度，稳定机床的结构和性能，选择合适尺寸和质量的刀具，调整进给速度和冷却液的使用，定期检查和维护机床零部件，确保加工质量和效果。
普通车床螺纹车削常见故障及解决方法（二）车床螺纹车削是机械加工中常见的一种加工方式，常用于制作螺纹零件。
然而，在车削过程中，可能会遇到一些常见的故障。
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。
铣削加工中的加工变形机理
铣削加工中的加工变形机理随着制造业的发展，铣削加工成为了重要的加工方法之一。
在铣削加工中，加工变形是一种不可避免的机理，会影响加工质量，造成加工精度不高或者零件变形。
因此，深入了解铣削加工中的加工变形机理是非常必要的。
一、铣削加工中的加工变形机理铣削加工中的加工变形是由多种因素共同作用产生的。
其中，切削力是影响铣削加工变形的主要因素。
在铣削加工中，刀具切削材料时会受到切削力的作用，使工件发生变形。
在切削力的作用下，工件会产生弹性变形和塑性变形两种形式。
其次，材料的物理力学性能也是影响铣削加工变形的重要因素。
材料的强度、韧性和塑性等性质会影响加工变形的程度和形式。
通常来说，材料的韧性和塑性越高，加工变形的程度也就越大。
此外，机床的刚度和精度也会影响铣削加工的加工变形。
机床的刚度越高，承受的切削力就越大，加工变形也就越小。
机床的精度越高，对加工变形的控制就越精准。
因此，在进行铣削加工时，必须选择适合加工工件的机床以及合适的刀具。
最后，切削液的选择和使用也会对加工变形产生影响。
如果使用的切削液不合适，会使刀具与工件之间的摩擦增大，导致加工变形加剧。
二、解决铣削加工中的加工变形问题针对铣削加工中的加工变形问题，有很多的解决方法。
其中，一些常用的方法如下：1. 选择合适的刀具。
选择合适的刀具可以有效降低切削力，控制加工变形。
在选择刀具时，应注意刀具的材料、形状和齿数等因素。
2. 增加机床刚度。
增加机床刚度可以有效减少机床振动，保证加工精度。
3. 优化加工工艺。
针对不同的工件，需要制定不同的加工工艺，包括切削参数、加工顺序、加工表面形状等。
4. 使用适合的切削液。
使用适合的切削液可以减轻切削力，降低工件和刀具的摩擦，有效控制加工变形。
5. 加工中加强测量。
在加工过程中加强测量可以及时发现加工变形的问题，采取相应的调整措施。
三、总结铣削加工中的加工变形是一种普遍存在的机理，可以通过合适的刀具、机床、工艺和切削液等多种因素来控制。
机床切削时的振动分析及预防措施
机床切削时的振动分析及预防措施摘 要：切削时机床产生的振动对加工过程和工件的加工质量以及机床连接特性都有很大影响，而且还会影响生产效率。
因此，减少机床振动的产生，对控制产品的质量非常关键。
本文对机床切削加工时产生振动的各种原因进行了归纳，分析了机床振动对产品加工质量造成的影响，提出了防止和减小机床振动的各种有力措施。
关键词：机床切削 振动 分析1、振动产生的原因产品切削加工过程中机床所发生的振动是非常复杂的，引起振动的原因是多方面的，经分析，主要有以下几个方面：（1）工件的外形复杂而装夹部位选择不合适：工件外形结构不规则，没有好的基准面，不方便装夹，工件夹不紧，容易在加工时产生松动，随着切削力的变化而发生相应振动。
（2）工件内部组织不均匀：铸造毛坯件局部有气孔、砂眼、疏松等缺陷，晶粒粗大或者夹有杂质等情况。
切削时铸件软硬不均匀，刀具受力不均匀，使得切削力不稳定，易使机床产生震动，有时还会造成打刀，工件的加工质量也很难控制。
（3）刀具选择不合理：刀体材料不合适，刚性差，是引起振动的主要原因之一。
若选错了刀具，有时会使刀具磨损加剧或引起切屑瘤、拉毛工件表面或出现打刀引起振动而影响产品质量。
（4）切削用量和机床转速的选择不合适：① 切削速度1000ωωπn d v =。
切削速度与工件待加工表面直径、工件转速成正比，当ωd 一定时，转速越快，切削速度越快，引起振动的可能性越大； ②进给量f 越大，刀尖受力越大，越容易引起振动：③切削深度p a 切削深度越大，受到的剪应力越大越引起对刀尖的阻力增大而引起振动。
（5）机床自身状况的影响机床本身的精度不够也是振动产生的一个方面。
机床主轴箱内各啮合齿轮、轴承等配合精度低，导轨的磨损，各夹紧装置的不可靠等，在切削中都可能产生振动。
（6）机床周围环境的影响附近有产生振动的大型设备，或有重型车辆在行驶，引起地基振动，并传递到床身．易造成共振。
2、振动对加工质量的影响振动对加工质量的影响是非常大的，主要表现在以下几个方面：（1）加工过程中的振动降低了加工表面的质量，引起加工表面的振动波纹，表面粗糙度值大。
机床的刚度与振动
所谓刚度，是指造成弹性体单位变形量时所需要的作用力，即刚度=作用力/变形量，有时也用他的反义词柔度来表示，柔度=变形量/作用力。
刚度又可分为静刚度与动刚度两种形式。
如果引起弹性变形的作用力是静力，则由此力和变形关系所决定的刚度，称为静刚度；如果引起弹性变形的作用力是交变力，则此时由该作用力和变形关系所确定的刚度，称为动刚度。
若机床的刚度（包括静刚度与动刚度）不足，那么机床在重力.切削力.夹紧力和摩擦力的作用下，就会产生变形.振动或爬行，从而影响到机床的使用性能。
所以在机床设计中必须考虑机床应具有一定的刚度。
机床的静刚度，有时也简称为刚度。
静刚度主要分为结构钢度（本身刚度）.接触刚度和综合刚度三个方面。
静刚度差，机床变形大，则加工精度低，输入信号与加工出来的零件之间有较大的误差。
一般来说，机床的结构刚度取决于构件本身的材料性质.几何形状和尺寸，所以有时也称为本身刚度。
不同的材料，其强度不一样，不同的几何截面形状及尺寸，就有不同的截面惯性矩，它们抵抗变形的能力也就不一样。
总的来看，空心截面比实心截面的惯性矩要大，所以加大尺寸，减小壁厚，可增加刚度；方形截面比圆形截面的抗弯惯性矩要大；封闭的截面比不封闭截面的刚度要大。
另外合理地布置筋板，也是增加刚度有效办法。
接触刚度的影响因素较多。
它不但与接触材料.接触的几何形状（平面.圆柱面.球面）和硬度有关，两个平面接触，由于两个面都不是理想平面，而是存在一定宏观不平度，因而实际接触面积只是名义接触面积的一部分，即两个面真正接触的只是一些突起的高点。
实际接触的高点越多，接触刚度也就越大。
当零件表面粗糙度低时，接触面积就大，其接触刚度相应增大。
当接触面之间有较大的预紧力时，接触点也会产生弹塑性变形，增大实际接触面积，增大接触刚度。
例如，接触面的刮研质量不同，可使其接触刚度相差三倍之多，导轨平面性误差为10~15微米时，导轨的接触刚度要下降50~60%。
有资料介绍，机床零部件接触面之间的接触变形有时竟达机床总变形量的85~90%，可见接触刚度在机床综合刚度中的重要地位。
机床的振动原因及防治措施
[2] 储 开 滚 . 浅 议 机 床 振 动 的 原 因 及 控 制 技 术 [J]. 河 南 科 技 ,
大、机床所用的刀具刚性不足等。 自激振动的特征如下：第一，自 2013(7):91.
作者简介：魏敬刚，男，1973 年出生，四川巴中人，大专，高级技
[3]李艳生,张延恒,孙汉旭等.机床自动换刀机构振动源确定
关键词：机床；振动原因；防治措施
机床的振动原因及防治措施
重庆工业职业技术学院 魏敬刚
在机床加工部件的过程中，机床振动现象比较常见，其所产 激振动所具有的频率与系统固有频率接近或相同；第二，机床自
生的危害比较大， 通常会导致加工部件与机床刀具之间出现移 激振动结束后，能量补充及干扰过程随即消失；第三，自激振动
师，研究方向：数控技术。
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2018 年第 10 期
55
对工件产生的摩擦，就很容易产生自激振动。 机床加工过程中，
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将会增加其摩擦力，从而诱发自激振动。 实际上，诱发自激振动 97~98+120.
的影响因素比较多， 常见的有在安置时机床刀具的几何角度过
动，诱发加工部件出现裂痕，对加工部件的品质及性能产生不利 存在再生机理。
影响，同时，振动还有可能进一步提高加床刀具的动载荷，加快
2 机床振动的防治措施
刀具的磨损速度。 尤其对于硬质合金、陶瓷等脆性刀具，磨损现
2.1 受迫振动的防治措施
象更为严重。 此外，振动产生的噪音还会影响车间工作人员，污
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。
提高数控机床系统的刚度的措施
提高数控机床系统的刚度，可以采取以下措施：
1.合理选择材料和结构：选择高强度、高刚性的材料和结构，如采用更坚固和稳定的材料，增加结构件的截面尺寸或厚度，增加连接件的数量和质
量等，以增强机床的刚性。
2.优化机床组件设计：对机床组件进行优化设计，包括减轻运动部件的重量、优化润滑和冷却系统、提高传动系统的精度和刚性等，以减小运动过
程中的惯性和阻力，提高机床的动态刚度。
3.加强部件之间的接触刚度：改善部件之间的接触条件，如增加接触面积、提高接触表面的粗糙度和平整度、采用预应力等措施，以增加部件之间
的接触刚度。
4.提高控制系统性能：优化控制系统的算法和参数，提高控制系统的响应速度和精度，以减小运动过程中的动态误差，从而提高机床的加工精度和
刚度。
5.加强维护和保养：定期对机床进行检查和维护，保持机床的清洁和润滑，及时更换磨损严重的部件，以保持机床的良好状态，提高其刚度和使用
寿命。
6.采用先进的加工技术和工艺：采用先进的加工技术和工艺，如高速切削、超精密切削、激光加工等，可以减小切削力和热变形对机床刚度的影响，
提高机床的加工质量和效率。
7.加强机床地基和安装基础：确保机床地基和安装基础的稳定性和刚性，采用合适的隔震和减震措施，以减小外部振动对机床的影响，提高机床的
稳定性和刚度。
总之，提高数控机床系统的刚度需要从多个方面入手，综合考虑材料、结构、控制系统、维护保养等多个方面的因素，采取综合性的措施来实现。
浅析机床切削中的自激振动
浅析机床切削中的自激振动谢翠红康健(兖州煤业股份有限公司南屯煤矿，山东邹城273515)＼瓶萼黎氓液春绫奄『一芰媳逶劫惫崤西餐謦鬣舐聱撩劫誊鹋嘲蕊至碡蘩馘浦诵整；蕊誊熊薯挚肇强灏婚霸磷惫姣羡篱撩淀黛京确乇美瓠聱狐减是一种不以外部激励为必要奈件，而主_要_I哇】j|系统本身的动蕊张巨所瑰定的运动善蒸髯重点分溺积。
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i l i l在普通切削中，切削是靠刀具与工件的相对运动来完成的。
切屑制，自激振动是由外部激振力的偶然触发而产生的一种不衰减运动，但和已加工表面的形成过程，本质上是工件材料受到刀具的挤压，产生弹性变形和塑性变形，使切屑与母体分离的过程。
伴随着切屑的形成，由于切屑与刀具之间的挤压和摩擦作用，将不可避免地产生较大的切削力，较高的切削温度，使刀具磨损和产生切削振动等有害现象。
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，分析金属切削加工中的振动原因并掌握控制振动的途径是很有必要的。
1机床切削自激振动产生的条件和特性切削加工时，在没有周期性外力作用的情况下，有B,-J：TJ具与工件之间也会产生强烈的相对振动，并在工件的加工表面上残留下明显的、有规律的振纹，这种由振动系统本身产生的交变力激发和维持的振动称为自激振动，通常将自激振动看成是由振动系统(工艺系统)和调节系统(切削过程)两个环节组成的一个闭环系统。
如图1所示，自激振动系统是一个闭环反馈自控系统，调节系统把持续工作的能源能量转变为交变力对振动系统进行激振，振动系统的振动又控制切削过程产生激振力，以反馈制约进入振动系统的能量。
zJ一≮姜／多乱．L，二饔、／i拶o≮／／1K，P摹图1机床切削自j屁下冠j圣I由此可见，自激振动系统，简称自振系统，是由三个部分组成的：1)能源，用来供给自激振动中消耗的能量；2)振动系统是具有振动体和弹性原件的系统；3)控制及调节系统是一种具有反馈特性的系统。
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机床的静刚度与零部件的结构设计和制造装配质量都有关系，它不仅影响加工精度，也影响机床的动刚度。
所谓刚度，是指造成弹性体单位变形量时所需要的作用力，即刚度=作用力/变形量，有时也用他的反义词柔度来表示，柔度=变形量/作用力。
刚度又可分为静刚度与动刚度两种形式。
如果引起弹性变形的作用力是静力，则由此力和变形关系所决定的刚度，称为静刚度；如果引起弹性变形的作用力是交变力，则此时由该作用力和变形关系所确定的刚度，称为动刚度。
若机床的刚度（包括静刚度与动刚度）不足，那么机床在重力.切削力.夹紧力和摩擦力的作用下，就会产生变形.振动或爬行，从而影响到机床的使用性能。
所以在机床设计中必须考虑机床应具有一定的刚度。
机床的静刚度，有时也简称为刚度。
静刚度主要分为结构钢度（本身刚度）.接触刚度和综合刚度三个方面。
静刚度差，机床变形大，则加工精度低，输入信号与加工出来的零件之间有较大的误差。
一般来说，机床的结构刚度取决于构件本身的材料性质.几何形状和尺寸，所以有时也称为本身刚度。
不同的材料，其强度不一样，不同的几何截面形状及尺寸，就有不同的截面惯性矩，它们抵抗变形的能力也就不一样。
总的来看，空心截面比实心截面的惯性矩要大，所以加大尺寸，减小壁厚，可增加刚度；方形截面比圆形截面的抗弯惯性矩要大；封闭的截面比不封闭截面的刚度要大。
另外合理地布置筋板，也是增加刚度有效办法。
接触刚度的影响因素较多。
它不但与接触材料.接触的几何形状（平面.圆柱面.球面）和硬度有关，两个平面接触，由于两个面都不是理想平面，而是存在一定宏观不平度，因而实际接触面积只是名义接触面积的一部分，即两个面真正接触的只是一些突起的高点。
实际接触的高点越多，接触刚度也就越大。
当零件表面粗糙度低时，接触面积就大，其接触刚度相应增大。
当接触面之间有较大的预紧力时，接触点也会产生弹塑性变形，增大实际接触面积，增大接触刚度。
例如，接触面的刮研质量不同，可使其接触刚度相差三倍之多，导轨平面性误差为10~15微米时，导轨的接触刚度要下降50~60%。
有资料介绍，机床零部件接触面之间的接触变形有时竟达机床总变形量的85~90%，可见接触刚度在机床综合刚度中的重要地位。
由于机床不是一个完全刚体，在外力作用下存在弹塑性变形，当外力为交变力时，可使机床产生振荡位移。
其位移幅值A可由下式计算：
A =
其中 P----- 激振力
M-----系统的当量质量
n w ------系统的固有频率
W-------激振源的交变频率
δ--------阻尼系数
根据刚度的定义，系统在交变作用下的作用下的动刚度Kd 应为：
d p A K K ==式中 Ks-------静刚度（Ks=
2n w .M ） λ-------作用力的交变频率与系统固有频率之比，即n w w λ=
ξ--------阻尼比，ξ=n
w δ
由上式可见，系统的动刚度不是一个常数，它与作用力的交变频率及系统固有频率之比λ有关。
当λ=1时，动刚度最小。
最小动刚度Kdmin 可用下式计算：
min 22d n Ks M k w ξδ==
所以，系统的最小刚度值不仅与系统的静刚度Ks 及阻尼比ξ有关，而且与系统的质量分布M 和固有频率有关n w 有关。
并且Ks. ξ.n w 三个值越大，则系统的动刚度也就越大。
机床必须有足够的刚度，才有可能使其对各种频率的扰动力不敏感，否则，将导致机床工作的不稳定。
一旦机床发生振动，要采取办法消除是比较麻烦的事情。
一般可借各种测振仪器对机床振动进行谐振分析，找出振源并采取相应的措施。
如平衡回转体，在换向机构上加缓冲器，在地基上采用隔振措施，适当改变转速以避开工艺系统的共振区，或安装不同形式的消振器等。
综合起来，提高机床抗振性能有以下几个主要途径：
1）。
提高系统的固有频率
n w 。
通过提高系统的静刚度Ks ，同时减少系统的当量质量
M
2）。
提高系统的阻尼能力，这是直接有效的方法。
比如，铸铁比刚的阻尼大，用于中小机床；而结构合理地焊接和冲压件阻尼比铸铁大，可用于大型机床；选择适当的表面粗糙度，表面粗糙度低接触刚度好，但阻尼能力差；液压油缸传动的刚性和阻尼性能比丝杆螺母副传动好;静压螺母丝杆传动副的刚性和阻尼都好，但价格昂贵，实用性差；滚珠丝杆传动虽阻尼性能差，但刚性好，结构紧凑，精度高，使用比较普遍。
3）采用各种消振器和阻尼器。
按工作原理分，阻尼器分为四种：阻尼消振器.冲击阻尼器，粘性阻尼器和自动阻尼器。