研究機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的原因及處理措施

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1、研究機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的原因及處理措施  摘要:機(jī)械振動(dòng)是機(jī)械加工過程中比較常見的現(xiàn)象之一,由于機(jī)械振動(dòng)的影響,對(duì)導(dǎo)致機(jī)械加工生產(chǎn)的效率的下降,同時(shí)也會(huì)造成加工產(chǎn)品表面質(zhì)量不達(dá)標(biāo),加速機(jī)械工具的過度耗損以及噪音污染等一系列問題的發(fā)生。本文主要對(duì)機(jī)械加工過程中,機(jī)械振動(dòng)的分類和特點(diǎn)進(jìn)行了闡述,對(duì)機(jī)械振動(dòng)的成因和影響展開了分析,同時(shí)對(duì)如何更好的解決機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的不利影響進(jìn)行了深入的研究?! £P(guān)鍵詞:機(jī)械加工;機(jī)械振動(dòng);原因;特點(diǎn);處理措施  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.048在機(jī)械加工過程中,機(jī)械振動(dòng)是一種非常普遍的問題,它是一種

2、物理現(xiàn)象所導(dǎo)致的。由于機(jī)械振動(dòng)會(huì)給機(jī)械加工生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響,在生產(chǎn)中如果振動(dòng)規(guī)模較大,超出一定范圍,就會(huì)影響機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量和工具的使用壽命,機(jī)械振動(dòng)一方面會(huì)造成機(jī)械加工不能達(dá)標(biāo),另一方面會(huì)導(dǎo)致機(jī)械工具的損壞,同時(shí)過度振動(dòng),會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的噪音,對(duì)生產(chǎn)一線工人的身體健康產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。但是如果振動(dòng)幅度過小,也會(huì)造成低頻大波度的發(fā)生,影響機(jī)械加工的準(zhǔn)確度。因此在機(jī)械加工生產(chǎn)過程中,如何更好的管理和控制機(jī)械振動(dòng),對(duì)機(jī)械加工正常開展起著至關(guān)重要的作用?! ?機(jī)械振動(dòng)的分類概述  機(jī)械振動(dòng)按照振動(dòng)形式的不同分為三大類,分別為自激振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)以及自由振動(dòng)。  1.1自激振動(dòng)形式  

3、自激振動(dòng)是一種非線性運(yùn)動(dòng),它是依靠自身產(chǎn)生的激勵(lì)作用來保持振動(dòng)的不斷進(jìn)行,也被簡(jiǎn)稱為自振。它是產(chǎn)生于一種特定環(huán)境下的振動(dòng),是不受外界激勵(lì)而產(chǎn)生的振動(dòng)形式,比如在磨削過程中,砂輪與工件通過相互摩擦發(fā)生作用,發(fā)生的振動(dòng)形式就是自激振動(dòng)。當(dāng)工件的剛性越低劣,產(chǎn)生的作用力就越大,由此產(chǎn)生的振動(dòng)也就越大了?! ∽约ふ駝?dòng)主要有以下特點(diǎn),首先,自激振動(dòng)的振動(dòng)頻率與振動(dòng)系統(tǒng)中的固有頻率基本一樣,分為高頻自激振動(dòng)和低頻自激振動(dòng)。其次,自激振動(dòng)的大小是由系統(tǒng)獲得能量的大小所決定。此外,自激振動(dòng)的干擾力伴隨這振動(dòng)停止而隨之停止?! ?.2強(qiáng)迫振動(dòng)形式  強(qiáng)迫振動(dòng)是指在具有一定規(guī)律外力驅(qū)動(dòng)的作用下產(chǎn)生

4、的機(jī)械振動(dòng),例如在機(jī)械磨削時(shí),皮帶與電動(dòng)機(jī)之間發(fā)生作用,由于皮帶的長(zhǎng)度和厚度存在差異,就會(huì)引發(fā)振動(dòng),這種振動(dòng)作用會(huì)造成機(jī)械加工的準(zhǔn)確度,造成產(chǎn)品質(zhì)量的下降,出現(xiàn)加工的工件粗糙或者達(dá)不到要求的標(biāo)準(zhǔn)水平。強(qiáng)迫振動(dòng)的特點(diǎn)主要由以下三點(diǎn),振動(dòng)無法改變外界作用力,隨外界作用力的停止而消失,振動(dòng)的頻率與外界作用力頻率基本相同,或成倍數(shù)增長(zhǎng)。如果外界作用力的頻率與振動(dòng)頻率一樣,則會(huì)出現(xiàn)共振。  1.3自由振動(dòng)形式  自由振動(dòng)主要是指當(dāng)將所有激勵(lì)作用和強(qiáng)迫作用都取消后,機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生的一種振動(dòng)形式。自由振動(dòng)是依靠彈性恢復(fù)力保持振動(dòng)的延續(xù),直到受到阻尼作用,振動(dòng)才會(huì)逐漸停止。機(jī)械系統(tǒng)決定了自由振動(dòng)

5、運(yùn)動(dòng)頻率的大小,是系統(tǒng)一種自身固有的頻率?! ?機(jī)械振動(dòng)的原因分析  2.1自激振動(dòng)形式產(chǎn)生的原因  發(fā)生自激振動(dòng)形式主要是由以下三個(gè)方面原因產(chǎn)生的:第一個(gè)方面,磨削過程中,切削工具與工件之間產(chǎn)生的作用力發(fā)生了變化,產(chǎn)生的振動(dòng)。第二個(gè)方面,由于金屬工件硬度不盡相同,造成產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),比方工件的表面與硬度過大時(shí),會(huì)發(fā)生機(jī)床共振現(xiàn)象。第三個(gè)方面,在安裝切削工具時(shí),當(dāng)工具桿過小,或者伸出過長(zhǎng),均會(huì)造成切削刀具的自激振動(dòng)?! ?.2強(qiáng)迫振動(dòng)形式產(chǎn)生的原因  發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)形式主要是由以下三個(gè)方面原因產(chǎn)生的:第一個(gè)方面,高速回轉(zhuǎn)出現(xiàn)不平衡狀態(tài),機(jī)械機(jī)床中高速回轉(zhuǎn)的零件非常多,其中包括主軸、

6、電機(jī)、皮帶、磨床中的砂輪等等,就是由于出現(xiàn)不平衡狀態(tài)導(dǎo)致出現(xiàn)離心慣性作用。第二個(gè)方面,機(jī)床在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中出現(xiàn)一定的偏差。例如機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)過程中齒輪組因?yàn)樽陨泶嬖谄?,?dǎo)致發(fā)生額周期性的離心慣性作用。第三個(gè)方面,切削時(shí)出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,切削屬于間歇性進(jìn)行一種操作,車削、拉削等操作就?儆誶邢韉囊恢中問劍?這種周期性變化的切削形式會(huì)造成強(qiáng)迫性振動(dòng)?! ?.3自由振動(dòng)形式產(chǎn)生的原因  發(fā)生自動(dòng)振動(dòng)形式的主要原因是由于機(jī)械系統(tǒng)自身的彈力、重力作用下形成的,而沒有任何外力參與。因?yàn)榻M你和內(nèi)耗都是振動(dòng)系統(tǒng)中的一部分,比如簡(jiǎn)諧振動(dòng)等,因此產(chǎn)生自由振動(dòng)的原因是由于彈性元件或者慣性元件引發(fā)的?! ?機(jī)械振

7、動(dòng)解決的處理措施  3.1自激振動(dòng)解決處理措施  首先,應(yīng)當(dāng)正確、合理的選擇機(jī)械刀具的參數(shù)設(shè)置,通過研究證實(shí),機(jī)械刀具所選擇的參數(shù)設(shè)定與振動(dòng)有著很密切的關(guān)系。因此在對(duì)機(jī)械刀具進(jìn)行選擇時(shí),應(yīng)首先確定其幾何參數(shù)。例如機(jī)械刀具的前角與機(jī)械振動(dòng)具有反比例關(guān)系,主偏角與振動(dòng)具有正比例關(guān)系,因此,選擇機(jī)械刀具的參數(shù)能夠有效的控制振動(dòng)的大小。其次,加強(qiáng)機(jī)械系統(tǒng)的防振能力。對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)抗振能力對(duì)顫振的強(qiáng)弱起到關(guān)鍵性影響,所以,要降低顫振就需要提高抗振能力。第三,正確設(shè)定匹配加工的參數(shù)。機(jī)械加工過程中,應(yīng)選擇

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