機械加工過程中產(chǎn)生的振動

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1、西北工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文引言隨著科學(xué)技術(shù)和社會的迅速發(fā)展，整個社會對機械產(chǎn)品的質(zhì)量及其生產(chǎn)效率提出了越來越高的要求。相應(yīng)于此，近年來數(shù)控技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)在機械制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用和迅猛發(fā)展，工程技術(shù)人員及數(shù)控機床編程與操作人員學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)這些技術(shù)已成為一種趨勢。在機械加工過程中，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們需求的提高，工件的精度也在不斷的提高，但是工藝系統(tǒng)常常還是會發(fā)生振動，即在工件和刀具的切削刃之間，除了名義上的切削運動外，還會出現(xiàn)一種周期性的相對運動。產(chǎn)生振動時，工藝系統(tǒng)的正常切削過程便受到干擾和破壞，

2、從而使零件加工表面出現(xiàn)振紋，降低了零件的加工精度和表面質(zhì)量，頻率低時產(chǎn)生波度，頻率高時產(chǎn)生微觀不平度。強烈的振動會使切削過程無法進行，甚至造成刀具“崩刃”。為此，常被迫降低切削用量，致使機床、刀具的工作性能得不到充分的發(fā)揮，限制了生產(chǎn)率的提高。振動還影響刀具的耐用度和機床的壽命，發(fā)出噪聲，惡化工作環(huán)境，影響工人健。本文就是為了降低道具的磨損提高機床的壽命，進一步提高零件加工表面的精度，本文主要以《機械加工過程中產(chǎn)生的振動及解決方法》為題進行分析，并找出原因。從而得到解決。由于我水平有限，文章中難免出現(xiàn)遺漏和錯誤

3、，懇請老師批評指正。第18頁共18頁西北工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文1．振動的概念及危害1.1概述機械加工過程中，工藝系統(tǒng)會發(fā)生振動，即刀具與工件之間產(chǎn)生周期性往復(fù)運動。這種附加在正常切削運動上的周期性運動，會破壞工件與刀具之間的正常的運動軌跡，使加工表面產(chǎn)生振痕，將嚴重影響零件的表面質(zhì)量和使用性能。動態(tài)交變載荷使刀具極易磨損（甚至崩刃），機床連接特性遭到破壞，縮短了刀具和機床的使用壽命。當(dāng)振動嚴重時，使加工過程無法進行。為了減少振動，有時不得不降低切削用量，而使生產(chǎn)率下降。各種切削和磨削過程都可能發(fā)生振動，當(dāng)

4、速度高、金屬切除率大時會產(chǎn)生較強烈的振動。1.2振動的分類工藝系統(tǒng)的振動可分為三種類型：自由振動、受迫振動和自激振動。a自由振動：　當(dāng)系統(tǒng)受到初始干擾力而破壞了其平衡狀態(tài)后，僅靠彈性恢復(fù)力來維持的振動稱為自由振動。在切削過程中，由于材料硬度不均或工件表面有缺陷，工藝系統(tǒng)就會發(fā)生這種振動，但由于阻尼作用，振動會迅速衰減，因而對機械加工的影響不大。b強迫振動：　是一種在工藝系統(tǒng)內(nèi)部或外部周期性干擾力持續(xù)作用下，系統(tǒng)被迫產(chǎn)生的振動。c自激振動：　系統(tǒng)在沒有受到外界周期性干擾力（激振力）作用下產(chǎn)生的持續(xù)振動稱為自激振動

5、。維持這種振動的交變力是由振動系統(tǒng)在自身運動中激發(fā)出來的。1.3機械加工過程中振動的危害（1）影響加工表面粗糙度當(dāng)振動頻率較高時會產(chǎn)生微觀不平度，振動頻率較低時會產(chǎn)生波度。（2）影響生產(chǎn)效率機械加工過程一旦產(chǎn)生振動，就要減小切削用量，使得機床刀具性能得不到充分發(fā)揮，從而限制生產(chǎn)效率的提高。（3）影響刀具壽命振動將使加工系統(tǒng)持續(xù)承受動態(tài)交變載荷作用，刀具易磨損，甚至崩刃，特別像硬質(zhì)合金、陶瓷等韌性差的刀具更是如此。（4）影響機床、夾具的使用壽命振動會使機床、夾具的零部件間的聯(lián)接產(chǎn)生松動，間隙加大，

6、接觸剛度減小，精度降低，使用壽命縮短。（5）產(chǎn)生噪聲污染機械加工中的振動所引起的噪聲有害于操作者的健康。第18頁共18頁西北工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文1.4自由振動的簡述作振動的系統(tǒng)在外力的作用下物體離開平衡位置以后就能自行按其固有頻率振動，而不再需要外力的作用，這種不在外力的作用下的振動稱為自由振動．理想情況下的自由振動叫無阻尼自由振動．自由振動時的周期叫固有周期，自由振動時的頻率叫固有頻率．它們由振動系統(tǒng)自身條件所決定，與振幅無關(guān)．振子通過有時間變化的外界刺激進行振動稱為強迫振動。實際意義上是指所有通

7、過周期性刺激的正弦狀自由振動。這個對振動進行周期性刺激的頻率稱作刺激頻率。另外也有多頻率的刺激。刺激也通過隨機過程隨機振動被研究。在規(guī)律刺激下一個系統(tǒng)同時產(chǎn)生兩種振動：自由振動（一個或多個固有頻率），大小定義自初態(tài)條件并在單位振動時間內(nèi)發(fā)生阻尼狹義上的帶有常數(shù)振幅的刺激頻率的強迫振動。刺激頻率（或多個中的一個）與固有頻率（或多個中的一個）的關(guān)系及振動系統(tǒng)的阻尼可以通過放大函數(shù)定量。在工程力學(xué)中距離刺激，力刺激，不平衡刺激都是重要因子。振幅在共振的條件下達到最大值。在無阻尼和刺激頻率與固有頻率相等時，振幅為無限大

8、。阻尼增大，共振振幅減小。據(jù)統(tǒng)計，強迫振動約占30%，自激振動約占65%，自由振動占比重則很小。自由振動往往是由于切削力的突然變化或其它外界力的沖擊等原因所引起的。這種振動一般可以迅速衰減，因此對機械加工過程的影響較小。而強迫振動和自激振動都是不能自然衰減而且危害較大的振動。下面就這兩種振動形式進行簡單的分析。2.機械加工過程中的強迫振動強迫振動是由工藝系統(tǒng)內(nèi)部或外界周期干擾力持續(xù)作用