机床的振动及防治措施
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一
作者简 介 ： 陈家元（ ９ ８ ） 男 ， １５ 一 ， 安徽人 ， 工程 师 ， 大专学历 ， 研究方 向为地质机械 。
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ １ ｎ ｆ ｃｒ ｇＴｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ９， ０ ２ ｉ
自激振动的特征主要有下列几种 ： 是 ，自激振动产生的频率与系统的固有频率 相同或者接近。通常情况下 ， 自激振动根据频率的高 低分为两种 ， 即高频颤振与低频颤振 。频率在 ５ ０ ０～ ５ ０ ｚ ，规定为高频颤振 ，频率为 ５ ０ 的 ０ Ｈ ０—５０Ｈ ０ ｚ 的， 规定为低频颤振 ； 二是 ，由于机床在运行时所产生的 自激振动的 干扰力来源子机床本身 ， 因此 ， 当机床 的 自 激振动停 止后 ， 其干扰力及能量补充过程随之消失； 三是 。 自激振动具备再生机理 ， 机床在切 削过程 中，由于偶然 的干扰 ，机床的加工系统便会发生振 动， 同时在加工部件上产生振纹 ， 而机床往返下一次 流程时 ， 刀具不可避免的会在振纹的表面上切 削 ， 这 样部件 的切削厚度就会 产生变化 ，造成机床切削力 周期性发生变化 ， 产生 自激振动。
不断分析和 总结， 才能采取相对应 的措施 ， 弱或者消除机床 的振动现 象。 减 关 键 词 ： 床 ； 动 ； 源 ； 制 措 施 机 振 振 控
中圈分类号 ： Ｇ ０ ．４ Ｔ ５ ２１
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ０ — ０ ７ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ２）９ ０ ９ － ２
《 装备制造技术）０ ２ ２ １ 年第 ９ 期
机 床 的 振 动 及 防治 措 施
陈家元
（ 安徽省六安市三一三地质 队， 安徽 六安 ２７ １ ） ３ ００
摘 要： 了解机床振 动的原 因并得 出防治措施 。通过对机床振动振 源的类别及其特征 的分析 ， 出机床振 动的原 因。 得 并
根据其特征提 出防治措 施。通过对机床提致机床在运行过程 中 产生振动 的原 因繁 多而复杂 ， 要提 高机床 加 工部件精度 与品质 ， 必须根据 大量的 实践 经验 ， 对机床发生振动的原 因进行
在机床加工部件 时， 时常会发生振动现象 ， 这种 振动危 害很大 ，会使机床 的刀具 与加工部件之间产 生位 移 ， 致 加工 部 件 产 生振 痕 ， 而严 重 影 响加 工 导 从 部件 的品质以及性能 。同时 ， 这些振动会让机床的刀 具遭受 附加性 的动载荷 ， 导致刀具磨损加剧 ， 并且振 动 所产 生 的噪声对操 作者 的身体 健康 也造 成 了影 响。笔 者在分析与研究机床在运行时 的产生振动原 因和根据振动特性 ，采取相应 的措施减弱其振动性 能 ， 根据其特征提出相关 的防治措施。 并
１ 车床 振动振源 的类别及其特征
车床振动振源按其产生 的原 因大致可 以分为三 种类型 ， 自由振动、 即 受迫振动及 自 激振动。 １１ 自 由振 动 ． 自由振动 ， 是工艺系统 自发产生的振动。其是在 自身 的固有频率受到初始干扰力后 ，破坏 了其平衡 状态 ， 而只靠弹性恢复力来维持的振动。由于系统 中 总存 在阻尼 ， 自由振动将逐渐衰弱 ， 因此 ， 种振动 这 对机床加工部件的影响很小 。 １３ 自激 振 动 ． １ 受迪振动 ． ２ 自激振动 ， 就是在没有周期性外力作 用下 ， 由系 受追振动 ，是 由于受外界周期性干扰力 的作用 统 内部激发所反馈 出的不衰减周期性振动 ，简单 的 而引起 的振动 。受迫振动 的振源来源于机 内或者机 说， 自激振动就是 自发振动 ， 就是在没有任何外界周 期性干扰力对其发生作用时 ， 身所发生的振动 。譬 自 如机床在磨削时 ，机床中的砂轮对工件产生摩擦 ， 自 平衡 、机床传动件 的制造存有误差或者缺 陷和在切 割过程 中的冲击三种 。 譬如机床在磨削时 ， 电动机或 激振动现象就很容易产生 。再如机床所加工 的部件 ， 或者机床的砂轮选择不符合标准 者皮带 轮 出现不平衡现象 ，传动所用的三角 皮带 的 如果刚性相对较差 ， 时， 摩擦力都会加大 ， 激振动就会增强 。此外 ， 自 引起 厚薄程度 与长短不相 同，机床油泵不能稳定运行 等 机床 状况 ， 都是机床发生受迫振动重要原 因。 机床 的受迫 自激振动的原因还有机床所用的刀具刚性较弱 ， 振动 害处很大 ，往往能够引发起机床 中各个 部件相 的刀具在安置时其几何角度不对或者偏置过大等。
收 稿 日期 ：０ ２－６ １ ２ １－ － ２ ０
互之间的振动幅值 ， 对部件精度造成损伤 ， 而对于做 往返运行的机床 ， 或者做 回转运动的机床 ， 回转 的 其 精度很难达到相关要求 。 受迫 振 动 的特征 大致 有 以下 几 点 ： 是， 受迫振动本身改变不了干扰力 。通常情况 下干扰力与切削过程没有关系 ，振动随着干扰力消 除而停止 。 如外界振源产生的干扰力 ， 譬 只要振源停 止， 就没有了振动的干扰力 ； 二是 ， 受迫振动具有频率特征。就是说机床在运 行 中受到外界周期 的干扰力与其 自身发生 的受迫振 动频 率是 基 本相 同的 ， 或与 干扰 力成 倍 数关 系 ； 三是 ， 受迫振动具备幅值特征。即机床受到的干 扰力频率与系统本身 的固有频率相 比较 ，如果其 比 值相等或者接近相等 ， 这时就会发生共振 ， 此时振幅 呈现为最大值状态 ； 四是 ，受 迫 振 动 的振 幅 与 干扰 力 在 正 常情 况 时 成正 比例关系 ， 刚度及阻尼与振幅成反 比例关 系 ； 五是 ， 受迫振动具备相角特征 ， 受迫振动位移 的 变化在相位上 ， 滞后干扰力一个 角 ， 其值与系统 的 动态特性以及干扰力频率有关 。
作者简 介 ： 陈家元（ ９ ８ ） 男 ， １５ 一 ， 安徽人 ， 工程 师 ， 大专学历 ， 研究方 向为地质机械 。
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ １ ｎ ｆ ｃｒ ｇＴｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ９， ０ ２ ｉ
自激振动的特征主要有下列几种 ： 是 ，自激振动产生的频率与系统的固有频率 相同或者接近。通常情况下 ， 自激振动根据频率的高 低分为两种 ， 即高频颤振与低频颤振 。频率在 ５ ０ ０～ ５ ０ ｚ ，规定为高频颤振 ，频率为 ５ ０ 的 ０ Ｈ ０—５０Ｈ ０ ｚ 的， 规定为低频颤振 ； 二是 ，由于机床在运行时所产生的 自激振动的 干扰力来源子机床本身 ， 因此 ， 当机床 的 自 激振动停 止后 ， 其干扰力及能量补充过程随之消失； 三是 。 自激振动具备再生机理 ， 机床在切 削过程 中，由于偶然 的干扰 ，机床的加工系统便会发生振 动， 同时在加工部件上产生振纹 ， 而机床往返下一次 流程时 ， 刀具不可避免的会在振纹的表面上切 削 ， 这 样部件 的切削厚度就会 产生变化 ，造成机床切削力 周期性发生变化 ， 产生 自激振动。
不断分析和 总结， 才能采取相对应 的措施 ， 弱或者消除机床 的振动现 象。 减 关 键 词 ： 床 ； 动 ； 源 ； 制 措 施 机 振 振 控
中圈分类号 ： Ｇ ０ ．４ Ｔ ５ ２１
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ０ — ０ ７ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ２）９ ０ ９ － ２
《 装备制造技术）０ ２ ２ １ 年第 ９ 期
机 床 的 振 动 及 防治 措 施
陈家元
（ 安徽省六安市三一三地质 队， 安徽 六安 ２７ １ ） ３ ００
摘 要： 了解机床振 动的原 因并得 出防治措施 。通过对机床振动振 源的类别及其特征 的分析 ， 出机床振 动的原 因。 得 并
根据其特征提 出防治措 施。通过对机床提致机床在运行过程 中 产生振动 的原 因繁 多而复杂 ， 要提 高机床 加 工部件精度 与品质 ， 必须根据 大量的 实践 经验 ， 对机床发生振动的原 因进行
在机床加工部件 时， 时常会发生振动现象 ， 这种 振动危 害很大 ，会使机床 的刀具 与加工部件之间产 生位 移 ， 致 加工 部 件 产 生振 痕 ， 而严 重 影 响加 工 导 从 部件 的品质以及性能 。同时 ， 这些振动会让机床的刀 具遭受 附加性 的动载荷 ， 导致刀具磨损加剧 ， 并且振 动 所产 生 的噪声对操 作者 的身体 健康 也造 成 了影 响。笔 者在分析与研究机床在运行时 的产生振动原 因和根据振动特性 ，采取相应 的措施减弱其振动性 能 ， 根据其特征提出相关 的防治措施。 并
１ 车床 振动振源 的类别及其特征
车床振动振源按其产生 的原 因大致可 以分为三 种类型 ， 自由振动、 即 受迫振动及 自 激振动。 １１ 自 由振 动 ． 自由振动 ， 是工艺系统 自发产生的振动。其是在 自身 的固有频率受到初始干扰力后 ，破坏 了其平衡 状态 ， 而只靠弹性恢复力来维持的振动。由于系统 中 总存 在阻尼 ， 自由振动将逐渐衰弱 ， 因此 ， 种振动 这 对机床加工部件的影响很小 。 １３ 自激 振 动 ． １ 受迪振动 ． ２ 自激振动 ， 就是在没有周期性外力作 用下 ， 由系 受追振动 ，是 由于受外界周期性干扰力 的作用 统 内部激发所反馈 出的不衰减周期性振动 ，简单 的 而引起 的振动 。受迫振动 的振源来源于机 内或者机 说， 自激振动就是 自发振动 ， 就是在没有任何外界周 期性干扰力对其发生作用时 ， 身所发生的振动 。譬 自 如机床在磨削时 ，机床中的砂轮对工件产生摩擦 ， 自 平衡 、机床传动件 的制造存有误差或者缺 陷和在切 割过程 中的冲击三种 。 譬如机床在磨削时 ， 电动机或 激振动现象就很容易产生 。再如机床所加工 的部件 ， 或者机床的砂轮选择不符合标准 者皮带 轮 出现不平衡现象 ，传动所用的三角 皮带 的 如果刚性相对较差 ， 时， 摩擦力都会加大 ， 激振动就会增强 。此外 ， 自 引起 厚薄程度 与长短不相 同，机床油泵不能稳定运行 等 机床 状况 ， 都是机床发生受迫振动重要原 因。 机床 的受迫 自激振动的原因还有机床所用的刀具刚性较弱 ， 振动 害处很大 ，往往能够引发起机床 中各个 部件相 的刀具在安置时其几何角度不对或者偏置过大等。
收 稿 日期 ：０ ２－６ １ ２ １－ － ２ ０
互之间的振动幅值 ， 对部件精度造成损伤 ， 而对于做 往返运行的机床 ， 或者做 回转运动的机床 ， 回转 的 其 精度很难达到相关要求 。 受迫 振 动 的特征 大致 有 以下 几 点 ： 是， 受迫振动本身改变不了干扰力 。通常情况 下干扰力与切削过程没有关系 ，振动随着干扰力消 除而停止 。 如外界振源产生的干扰力 ， 譬 只要振源停 止， 就没有了振动的干扰力 ； 二是 ， 受迫振动具有频率特征。就是说机床在运 行 中受到外界周期 的干扰力与其 自身发生 的受迫振 动频 率是 基 本相 同的 ， 或与 干扰 力成 倍 数关 系 ； 三是 ， 受迫振动具备幅值特征。即机床受到的干 扰力频率与系统本身 的固有频率相 比较 ，如果其 比 值相等或者接近相等 ， 这时就会发生共振 ， 此时振幅 呈现为最大值状态 ； 四是 ，受 迫 振 动 的振 幅 与 干扰 力 在 正 常情 况 时 成正 比例关系 ， 刚度及阻尼与振幅成反 比例关 系 ； 五是 ， 受迫振动具备相角特征 ， 受迫振动位移 的 变化在相位上 ， 滞后干扰力一个 角 ， 其值与系统 的 动态特性以及干扰力频率有关 。