机械加工过程中的振动及其影响
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种常见的现象，其原因主要包括以下几个方面：1.机械结构设计不合理：机械结构设计不合理是机械振动的主要原因之一。
机械结构设计不合理会导致机械的刚度不足、自然频率过低或过高，从而引发振动。
2.工件不平衡：工件不平衡是引起机械振动的常见原因之一。
由于工件质量分布不均匀或制造精度不高，工件在高速旋转时会产生不平衡力，进而引发振动。
3.切削过程中的冲击：切削过程中，由于刀具与工件之间的相对运动，会产生冲击力，进而引发机械振动。
4.材料的弹性变形：在机械加工过程中，材料的弹性变形也会导致机械振动。
当切削力作用在工件上时，材料会发生弹性变形，从而产生振动。
针对机械振动问题，可以采取以下对策来减小或消除振动：1.优化机械结构设计：通过合理设计机械结构，提高机械的刚度、改变自然频率等方式，来减小或消除机械振动的问题。
2.进行动平衡处理：对工件进行动平衡处理，使其质量分布均匀，减小或消除工件不平衡所引起的振动。
3.调节切削参数：通过合理调节切削参数，如切削速度、进给量等，降低切削过程中的冲击力，从而减小机械振动。
4.提高材料刚度：通过选择刚性较高的材料来提高材料的刚度，减小材料的弹性变形，从而减小机械振动的问题。
5.增加阻尼措施：在机械结构中添加一定的阻尼措施，如减振器等，可以有效地抑制机械振动。
机械加工过程中机械振动是一种常见的现象，其原因主要包括机械结构设计不合理、工件不平衡、切削过程中的冲击以及材料的弹性变形等。
针对这些问题，可以通过优化结构设计、进行动平衡处理、调节切削参数、提高材料刚度以及增加阻尼措施等对策来减小或消除机械振动的影响。
机械加工过程中的振动特点及预防措施
机械加工过程中的振动特点及预防措施在进行机械加工的过程中，工件的表面质量尤为关键，直接关系到工件的使用性能，进而影响到工业生产的稳定运行。
在进行机械加工的过程中，由于生产工艺中各项工序的影响会产生振动，由此影响到刀具的加工质量，降低工件的表面质量。
为了保证工件的表面质量，要对引起振动的原因进行分析，从而制定出解决的措施，减少振动的发生几率，提高机械加工的质量。
标签：机械加工；强迫振动；自激振动；预防措施引言在进行机械加工的过程中，如果出现振动，将会产生非常严重的后果，最直接后果就是影响到工件的表面质量。
在正常情况下，刀具与工件之间的距离是按照一定的规范来固定的，如果产生振动，将会对刀具产生附加的动荷载，由此在工件的表面会出现振痕，影响到工件的表面品质以及使用性能。
此外，这种振动会严重的磨损到刀具，从而降低刀具的精度和刚度，缩短刀具的使用寿命。
振动还会导致机床各连接部位的松动，从而加大间隙，严重时可能会影响到加工的持续。
振动所产生的噪声还会影响到工作人员的健康，所以采用相应的措施，减少振动的产生具有重要的意义。
1 机械加工振动的表现和特点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。
干扰力消除，振动停止。
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于 1 时，产生共振，振幅达到最大值。
1.2 自激振动是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0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。
机械加工过程中的振动和防止方法
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 件及薄壁封砂结构 的床身等 ， 增加阻尼， 提高抗振能力。 ⑩隔离外来 机床９＿过程的影响最大。④ 强迫振 动的振 幅与干扰 力， Ｏ＿ Ｔ 系统的刚 振动 的影 响， 采取 隔振措施 ， 如在磨床砂 轮 电动机底座和垫板 之间 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 垫上具有弹性 的木版或硬胶皮 等。 机床 的加工过程影 响也就越大。 ３２ 消减 白激振 动的措施 ：①调 整振 动系统小 刚度主轴 的位 ． １２ 自激振动（ ＿ 颤振 ）由振动系统本身在振动过程 中激 发产生 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 的 交 变力 所 引 起 的 不衰 减 的振 动 ， 是 ０激 振 动 。 即 使 不 受 到 任 何 镗孔时采用 削扁镗杆 ， 就 车外 圆时， 刀反装。② 通过改 变切 削用量 车 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 和刀具几何形状 ， 减小重叠 系数 ， 如采 用直 角偏 刀车外圆。③减 小 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 切削速 度 ， 大进给 、 增 主偏角 、 前角 ； 适 当提 高切 削速度 ； 善被 ④ 改 性选择不当 ， 都会使摩擦力加大 ， 而使 自激振动 加剧。或 由于刀具 加工材料 的可加工性 。⑤增 加切 削阻尼 ； 当减小刀具 的后角 ； 从 适 在 刚性 差 、 刀具 几 何 角度 不正 确 引起 的 振 动 ， 属 于 自激 振 动 。 都 后刀面 上磨 出消振 棱 ； 当增 大钻头 的横刃 ； 当使 刀尖高于 （ 适 适 车
强迫振动 的特点是 ： 强迫振 动本身 不能改变干扰力 ， ① 干扰 力 般与切 削过程无关（ 由切削过程 本身所 引起的强迫振动外 ） 除 。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 ， 它的整倍数 。③干扰 力的频率与 系统的性差 ， 如刀杆尺寸太小或伸出过长， 会 引起刀杆颤动 。 工件刚性差 。 ④ 如加工细长轴等刚性较差工件 ， 会 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 导致工件表面 出现波纹 或锥度 。⑤积屑瘤 的时生时灭 ， 时切削过程 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 中刀具前角及切削层横截面积 不时改变。 ⑥切 削量不合适引起的振 纹状痕迹 ， 使表面光洁度显著下降 ， 会使机床 、 还 夹具 中的连接零件 动 ， 削宽 而 薄 的 切 削 易振 动 。 切 松动 ， 缩短机床使用寿命 ， 响工件在 夹具 中的正确定位。此外 ， 影 由 ３ 防止 和 消 除振 动 的 方 法 于振动 ， 必降低切 削速 度 ， 势 损坏切 削工具 ， 降低生产率 ， 造成 噪声 ３１消减 强迫振 动的措施： 对高速回转（ Ｏ ｒ ｎ以上 ） ． ① ６ Ｏ／ ｍｉ 的零
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一、机械加工过程中振动的危害振动会在工件加工表面出现振纹，降低了工件的加工精度和表面质量，低频振动时会产生波度；振动会引起刀具崩刃打刀现象并加速刀具或砂轮的磨损；振动使机床夹具连接部分松动，影响运动副的工作性能，并导致机床丧失精度；产生噪声污染，危害操作者健康；影响生产效率；二、机械加工过程中振动的类型机械加工过程中振动的类型：自由振动、强迫振动、自激振动。
1.自由振动工艺系统受到初始干扰力而破坏了其平衡状态后，系统仅靠弹性恢复力来维持的振动称为自由振动。
由于系统中存在阻尼，自由振动将逐渐衰弱，对加工影响不大。
2.强迫振动由稳定的外界周期性的干扰力（激振力）作用引起；除了力之外,凡是随时间变化的位移、速度和加速度，也可以激起系统的振动；强迫振动振源：机外＋机内。
机外：其他机床、锻锤、火车、卡车等通过地基把振动传给机床机内：1）回转零部件质量的不平衡（旋转零件的质量偏心）2）机床传动件的制造误差和缺陷（如齿轮啮合时的冲击、皮带轮圆度误差及皮带厚度不均引起的张力变化，滚动轴承的套圈和滚子尺寸及形状误差）3）切削过程中的冲击（如往复部件的冲击；液压传动系统的压力脉动；断续切削时的冲击振动）强迫振动的特征：频率特征：与干扰力的频率相同，或是干扰力频率整倍数幅值特征：与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。
当干扰力频率接近或等于工艺系统某一固有频率时，产生共振相角特征：强迫振动位移的变化在相位上滞后干扰力一个φ角，其值与系统的动态特性及干扰力频率有关强迫振动的运动方程：图示：内圆磨削振动系统a) 模型示意图b）动力学模型c）受力图3.自激振动在没有周期性外力(相对于切削过程)作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性振动；自激振动过程可用传递函数概念说明；切削过程本身能引起某种交变切削力，而振动系统能通过这种力的变化，从不具备交变特性的能源中周期性的获得补充能量，从而维持住这个振动。
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。
机械加工振动对表面质量的影响及其控制
机械加工振动对表面质量的影响及其控制一、机械振动现象及分类1．机械振动现象及其对表面质量的影响在机械加工过程中，工艺系统有时会发生振动（人为地利用振动来进行加工服务的振动车削、振动磨削、振动时效、超声波加工等除外），即在刀具的切削刃与工件上正在切削的表面之间，除了名义上的切削运动之外，还会出现一种周期性的相对运动。
这是一种破坏正常切削运动的极其有害的现象，主要表现在：1）振动使工艺系统的各种成形运动受到干扰和破坏，使加工表面出现振纹，增大表面粗糙度值，恶化加工表面质量；2）振动还可能引起刀刃崩裂，引起机床、夹具连接部分松动，缩短刀具及机床、夹具的使用寿命；3）振动限制了切削用量的进一步提高，降低切削加工的生产效率，严重时甚至还会使切削加工无法继续进行；4）振动所发出的噪声会污染环境，有害工人的身心健康。
研究机械加工过程中振动产生的机理，探讨如何提高工艺系统的抗振性和消除振动的措施，一直是机械加工工艺学的重要课题之一。
2．机械振动的基本类型机械加工过程的振动有三种基本类型：⑴强迫振动强迫振动是指在外界周期性变化的干扰力作用下产生的振动。
磨削加工中主要会产生强迫振动。
⑵自激振动自激振动是指切削过程本身引起切削力周期性变化而产生的振动。
切削加工中主要会产生自激振动。
⑶自由振动自由振动是指由于切削力突然变化或其它外界偶然原因引起的振动。
自由振动的频率就是系统的固有频率，由于工艺系统的阻尼作用，这类振动会在外界干扰力去除后迅速自行衰减，对加工过程影响较小。
机械加工过程中振动主要是强迫振动和自激振动。
据统计，强迫振动约占30%，自激振动约占65%，自由振动所占比重则很小。
二、机械加工中的强迫振动及其控制1．机械加工过程中产生强迫振动的原因机械加工过程中产生的强迫振动，其原因可从机床、刀具和工件三方面去分析。
⑴机床方面机床中某些传动零件的制造精度不高，会使机床产生不均匀运动而引起振动。
例如齿轮的周节误差和周节累积误差，会使齿轮传动的运动不均匀，从而使整个部件产生振动。
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 －
机械加工过程中机械振动的成因及解决方法
机械加工过程中机械振动的成因及解决方法摘要：机械加工过程中机械振动会影响加工的质量，因此在开展机械加工的过程中，需要采取有效控制措施来使机械振动得到降低。
本文对机械加工过程中发生振动的原因和特点进行了介绍，希望能够通过更加有效地方式解决机械振动的问题，从而更好地促进机械加工行业的发展。
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。
机械加工中的振动会使加工刀具在加工的过程中出现位置偏移，从而使加工产品出现瑕疵，影响了加工产品的质量。
同时，机械振动还会使刀具出现磨损现象，影响了刀具的使用寿命，同时对机床整体系统产生影响，使加工系统在振动反作用力的影响下难以正常运行。
在开展机械加工工作的过程中，机械振动的现象通常情况下来源于对机械设备的不合理使用，从而导致机械技工的设备操作不能够符合相应的规范性特点，使机械振动现象对机械加工产生严重影响。
在开展机械加工的过程中，需要提高操作规范性，使机械振动现象能够得到有效改善。
1在机械加工时发生振动的原因和对应特点1.1 自由振动在开展机械加工工作的过程中，经常会出现零部件自由振动的现象，这种振动现象产生的原因也最为简单。
在机械加工零部件的时候，机械切削加工通常会导致操作波动，进而引发整个机械系统的自由振动。
同时，自由振动现象的出现还与外界各种力的因素有关，外力通过对振动力的影响，使振动力能够通过自由振动的方式逐渐衰弱，从而能够在机械振动的过程中确保机械的正常运转，使机械加工自由振动工作能够更好地得以发展。
在出现自由振动之后，由于缺乏外力的补充，使自由振动在发生一段时间后自动减弱。
因此，从整体上来看，自由振动对整个机械加工过程的影响不大。
但是，相关施工人员也要注意在开展机械加工的过程中对自由振动加以控制，避免自激振动的发生。
1.2 强迫振动在开展机械加工的过程中，通常会受到干扰力的影响而出现强迫振动，因此在开展强迫振动消除的过程中，首先要借助一定的技术和方式来消除干扰力。
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。
如何防治机械加工中的振动
如何防治机械加工中的振动摘要：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。
关键词：机械加工振动原因防止方法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。
加工过程中的振动，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，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。
一、振动对机械加工过程的影响机械加工过程中，工艺系统常常会发生振动，即在工件和刀具的切削刃之间，除了名义上的切削运动外，还会出现一种周期性的相对运动。
产生振动时，工艺系统的正常切削过程便受到干扰和破坏，从而降低了零件的加工精度和表面质量。
频率低时产生波度，频率高时产生微观不平度。
强烈的振动会使切削过程无法进行，甚至造成刀具“崩刃”。
为此，常被迫降低切削用量，致使机床、刀具的工作性能得不到充分的发挥，限制生产率的提高。
振动还影响刀具的耐用度和机床的寿命，发出噪声，恶化工作环境，影响工人健康。
振动按其产生的原因来分类有三种：自由振动、受迫振动和自激振动。
据统计，受迫振动约占 30%，自激振动约占 65%，自由振动占比重则很小。
自由振动往往是由于切削力的突然变化或其它外界力的冲击等原因所引起的。
这种振动一般可以迅速衰减，因此对机械加工过程的影响较小。
而受迫振动和自激振动都是不能自然衰减而且危害较大的振动。
下面就这两种振动形式进行简单的分析。
二、机械加工中的受迫振动1、受迫振动产生的原因机械加工中的受迫振功，是一种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。
机械加工中引起工艺系统受迫振动的激振力，主要来自以下几方面：（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、主轴、卡盘和磨床的砂轮等，由于不平衡而产生激振力 f（即离心惯性力）。
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。
机械加工中的振动分析及控制措施
机械加工中的振动分析及控制措施摘要：振动现象在机械加工过程中出现最频繁，如何在加工过程中解决振动的问题，一直是机械制造业研究的课题之一。
随着科技的不断发展，现代化的数控机床成为了机械制造过程中的主要工具，虽然提高了机械制造的效率，但是也会带来诸多的问题。
文章主要分析了振动对机械加工的不良影响，然后对振动的种类和原因进行了阐述，最后对消除振动的方法和途径进行了探讨。
关键词：机械加工；自由振动；受迫振动；自激振动；消除振动一、前言机械加工中的振动对加工表面质量和生产率有很大的影响，是一种十分有害的物理现象。
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。
振动中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，机械振动的类型分为自由振动、受迫振动和自激振动三类。
自由振动是在初始干扰力的作用下破坏了系统的平衡，仅靠弹性恢复力来维持的振动。
由于系统中总存在阻尼，自由振动会迅速衰减，所以对机械加工的影响不大。
受迫振动和自激振动都属于不衰减的振动，对机械加工的影响不容忽视。
二、振动的类型和产生原因导致振动产生的原因有许多方面，主要有3种类型：自由振动、强迫振动、自激振动。
1、对自由振动进行分析如果系统工作中外力消失，机床系统自身会产生衰减运动，称为自由振动。
产生的原因是工艺系统受到部分作用力，例如外界对系统的冲击力、机床传动系统非周期性引起的冲击力和加工工件时产生的冲击力等，会使系统的本身不平衡，需要靠系统本身的弹性恢复力进行恢复，由此产生的振动主要是自由振动。
自由振动的频率同系统自身的频率相同，但是系统会产生阻尼作用力，因此自由振动会慢慢消退。
机械振动对设备性能的影响与控制
机械振动对设备性能的影响与控制机械振动是指机械设备在运行过程中产生的振动现象。
它是由于设备内部运动部件的不平衡、轴承故障、悬挂系统刚度不足等原因引起的。
长期以来，机械振动一直是制约设备性能提高的关键问题之一。
本文将从振动对设备性能的影响和振动控制两个方面进行探讨。
一、振动对设备性能的影响1.1 对设备寿命的影响机械振动会引起设备零件的疲劳损伤和断裂，从而缩短设备的使用寿命。
例如，振动会导致轴承的过早磨损，加速设备的损坏，使得设备更容易发生故障。
1.2 对设备精度的影响振动会导致设备零件的位置偏移或变形，从而使设备的工作精度下降。
特别是对于要求高精度的设备，振动对其性能影响更加显著。
比如在精密加工过程中，振动会导致加工件的尺寸偏差增大，从而影响产品的质量。
1.3 对设备运行安全的影响机械振动会引起设备零件的松动，从而导致设备在运行过程中产生异响或失效，严重时甚至会引发严重的事故。
因此，振动对设备运行安全性具有重要影响，必须引起足够的重视。
二、振动控制2.1 振动控制的方法为了降低机械振动对设备性能的影响，需要采取相应的振动控制措施。
常见的振动控制方法包括以下几种：（1）增加设备结构的刚度：通过增加设备结构的刚度，可以降低振动的幅度和频率，从而减少设备振动对性能的影响。
（2）使用减振器：减振器是用来吸收振动能量的装置，可以降低振动的幅度，减少振动对设备的影响。
常见的减振器包括弹簧减振器、阻尼器等。
（3）改进设备的制造工艺和装配精度：通过改进设备的制造工艺和装配精度，可以减少零部件的不平衡和偏差，从而降低振动的发生和传播。
2.2 振动监测与评估为了有效控制振动，需要对设备的振动进行监测与评估。
振动监测可以通过安装振动传感器，采集设备振动信号，并进行实时监测和分析，以了解设备振动状况。
同时，通过进行振动评估，可以判断设备的振动是否达到安全范围内，以及是否需要采取振动控制措施。
2.3 振动控制的优化设计在设备设计阶段，应充分考虑振动控制的优化设计。
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
机械加工中的机械振动是指在机械加工过程中产生的机械系统的非均匀运动现象。
机械振动的产生原因很多，主要包括以下几个方面：
1.切削力引起的振动：切削力在机床和工件之间传递，当切削力不平衡时，就会引起机床和工件的振动。
2.零件不平衡引起的振动：在机械加工过程中，如果工件本身不平衡，或者夹具装夹不平衡，都会导致机床的振动。
3.切削过程中的共振现象：机械系统有自然振动频率，当切削过程中的振动频率与机械系统的自然频率相近时，就会发生共振现象，从而引起振动。
4.机床刚度不足引起的振动：机床的刚度直接影响着机床的稳定性和阻尼效果，如果机床刚度不足，就会导致振动加剧。
为了应对机械振动，可以采取以下几种措施：
1.提高机械系统的刚度：通过加强机床的结构设计和制造工艺，增加机床的刚度，从而减少机械振动的发生。
2.使用平衡装置：对工件和夹具进行平衡处理，减小零件的不平衡量，从而减少振动。
3.优化切削参数：合理选择切削速度、进给速度和切削深度等切削参数，避免过大或过小的切削力。
4.选用合适的切削工具：选择合适的切削工具，如刀具的刚度、刀具的几何形状等，从而减小切削力和振动。
5.加强润滑和冷却：合理使用润滑剂和冷却剂，保持切削过程中工件和切削工具的表面温度，减少摩擦和热变形，从而减小振动。
机械振动在机械加工中是一个普遍存在的问题，但通过合理的措施可以减少和控制振动，提高机械加工的质量和效率。
机械加工中振动对工件的影响
收稿日期：2018-07-12作者简介：徐延辉（1975—）女，辽宁辽阳人，讲师。
研究方向：机械设计和加工。
在各种科技技术飞速更新的现代社会中，相应的机加工要求以及水平越来越高。
但是在机加工的过程中因为加工振动的出现，会使相应的机械加工精度以及相应工件精度受到影响，在实际加工中，工具与待加工工件之间的运动具有一定周期性，其中加工振动是不可忽视的。
这种振动的存在对于工件是一个严重的危害，在很大程度上影响着工件精度，并且也对实际生产效率有着负面影响。
研究这种加工振动以及分析对于工件的具体影响对提高加工精度是很有帮助的。
1机械加工中加工振动产生的原因以及相关特性根据在实际加工生产中的加工振动的相关特性可以将机械加工中的加工振动分成自由振动、强迫振动以及自激振动。
其中自由振动是由于加工系统在初始综合扰动力的作用下系统的初始平衡受到破坏失衡，在自身弹力的作用下有恢复以前状态的趋势，在扰动力以及自身弹性力综合作用下发生加工振动。
强迫振动是受到外界强烈扰动以后发生的因为外界扰动力而产生的加工振动，而自激振动顾名思义是因为加工系统自身各种应变力引起的在加工过程中一直存在的加工振动。
1.1自由振动产生的相关原因在实际的机加工过程中，自由振动是一种普遍存在的加工振动形式，同时也是机加工振动中形式最简单的一种，在相关振动中占比只有6%左右［1］。
这种振动产生的原因主要有以下几个因素造成：第一是在相关机械设备工作时如果相关加工切削力发生突变，就会产生相应的自由振动。
第二就是在相关设备工作时如果外界环境突然出现冲击力，也会造成一定振动。
如果这些加工中出现的自由振动在没有持续相关能源为其提供能量维持相应振动，则这种自由振动就慢慢衰减直至泯没，所以这种自由振动对实际的加工的工件影响较弱。
1.2强迫振动产生的相关原因在实际的机加工过程中，强迫振动在磨削加工中的存在最为普遍，也是机械加工中振动的主要存在形式［2］。
根据它形成的原因可以分为内因振动以及外因振动。
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◆ 调整振动系统小刚度主轴的位置 （图4-76）
◆ 减小切削或磨削时的重叠系数（图4-77）
bd （切削） b
B fa （磨削） B
（4-34）
式中 bd —— 等效切削宽度，即本次切削实际切到上次切削残留振纹 在垂直于振动方向投影宽度； b —— 本次切削在垂直于振动方向上的切削宽度； B , fa —— 砂轮宽度与轴向进给量。
自激振动机理
◆ 再生机理： 切削 过程，由于偶然干扰， 使加工系统产生振动并 在加工表面上留下振纹 。第二次走刀时，刀具 将在有振纹的表面上切 削，使切削厚度发生变 化，导致切削力周期性 地变化，产生自激振动
φ y0 y 切入 切出 φ a） φ y0 y 切入 切出 c） f 切入 切出 d） f y0 y y0 y 切入 切出 b） f
振动方向XD f ap B
κr
κ r，
a）切削
fa
b）磨削
图4-77 重叠系数
减小重叠系数方法
增加主偏角 增大进给量 ◆ 增加切削阻尼（例采用倒棱车刀，图4-78）
-5°～ -20°
0.1～0.3
2°～ 3° 图4-78 车刀消振棱
改善工艺系统动态特性
◆ 提高工艺系统刚度 ◆ 增大工艺系统阻尼
强迫振动的特征
频率特征：与干扰力的频率相同，或是干扰力频率整倍数 幅值特征：与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。当干 扰力频率接近或等于工艺系统某一固有频率时，产生共振
相角特征：强迫振动位移的变化在相位上滞后干扰力一个 φ角，其值与系统的动态特性及干扰力频率有关。
（三）机械加工过程中自激振动
x1 x2 α2
X β
k2
b c a d
α1
m
◆ 自激振动的产生： F ① k1=k2 ，x1 与 x2 无相位差, 图4-75 车床刀架振型耦合模型 轨迹为直线，无能量输入 ② k1＞k2，x1超前x2 ，轨迹d→c→b→a为一椭圆，切入半周 期内的平均切削厚度比切出半周期内的大，系统无能量输入 ③ k1 ＜ k2 ， x1 滞后于 x2 ，轨迹为一顺时针方向椭圆，即： a→b→c→d。此时，切入半周期内的平均切削厚度比切出半 周期内的小，有能量获得，振动能够维持 。
二、机械加工过程中振动的类型 自由振动 强迫振动
自激振动
（一）自由振动
工艺系统受到初始干扰力而破坏了其平衡状
态后，系统仅靠弹性恢复力来维持的振动称
为自由振动。
由于系统中总存在由阻尼，自由振动将逐渐
衰弱，对加工影响不大。
（二）机械加工过程中强迫振动
强迫振动产生原因
由外界周期性的干扰力（激振力）作用引起 强迫振动振源：机外＋机内。机外：振源均通过地基把 振动传给机床。机内： 1）回转零部件质量的不平衡 2）机床传动件的制造误差和缺陷 3）切削过程中的冲击
自激振动的概念
在没有周期性外力作用 下，由系统内部激发反馈 产生的周期性振动 自激振动过程可用传递 函数概念说明（图4-72）
电动机 (能源) 振动位移 X(t) 机床振动系统 （弹性环节）
调节系统 交变切削力F(t) （切削过程）
图4-72 自激振动闭环系统
能量E E－
自激振动的特征
Q E＋ 自激振动是一种不衰减振动 自激振动的频率等于或接近 于系统的固有频率 自激振动能否产生及振幅的 大小取决于振动系统在每一个 0 A B C 振幅 周期内获得和消耗的能量对比 图4-73 自激振动系统能量关系 情况（图4-73）。
阻尼材料 铸铁环
铸铁套筒
图4-79 零件上加阻尼材料
采用减振装置
动力减振器 摩擦式减振器（图4-80） 冲击式减振器（图4-81）
δ
δ
图4-80 摩擦式减振器
b）减振镗杆
1—飞轮 2—摩擦盘 3—摩擦 垫 4—螺母 5—弹簧
a）减振镗刀
图4-81 冲击式减振镗刀与减振镗杆
1—冲击块 2—紧定螺钉
f
图4-74 再生自激振动原理图
◆ 产生条件（图4-74） ： a）b）c）系统无能量获得； d）y 滞后于y0，即 0＞φ＞-π ，此时切出比切入半周期中的 平均切削厚度大，切出时切削力所作正功（获得能量）大于 切入时所作负功，系统有能量获得，产生自激振动
◆ 振型耦合机理：将车 床刀架简化为两自由度振 动系统，等效质量 m 用相 互垂直的等效刚度分别为 k1、k2两组弹簧支撑（设x1 为低刚度主轴，图4-75）
k1
x1
x2
Hale Waihona Puke 三、机械加工中振动的防治消除或减弱产生强迫振动的条件
减小机内干扰力的幅值 调整振源的频率，一般要求：
fn f 0.25 f
（4-33） x2 1 x1 2 x1 2 β x2 1
式中 f 和 fn 分别为振源频率和 系统固有频率 隔振
图4-76 两种尾座结构
消除或减弱产生自激振动的条件