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1、機械加工中振動特點及振動控制技術摘要：機械加工中振動會使加工表面質(zhì)量下降，影響加工精度和效率。本文介紹機械加工中振動的主要兩種類型，強迫振動和自己振動，分析產(chǎn)生兩種振動的原因。根據(jù)實際給出幾種預防振動的措施。并簡要介紹了在科學研究和工程實際中用到的主要振動控制技術中的主動隔振技術。關鍵詞：振動主動控制技術主動隔振技術在機械加工中，振動對加工表面和加工品質(zhì)有很大影響，是一種有害的物理現(xiàn)象。如果在加工中產(chǎn)生振動，刀具與工件Z間將會產(chǎn)生相對位移，是工件表而產(chǎn)生振紋，降低了零件的表面加工質(zhì)量和加工精度；振動可能是刀具崩碎，特別是駛質(zhì)合金
2、、金剛石、陶瓷和立方氮化硼等韌性差的刀具，影響刀具壽命；會使機床、夾具零件連接松動，增大間隙，降低剛度和精度，縮短機床的使用壽命;振動會限制切削用量的進一步提高，影響了切削效率。1?機械加工中振動的分類1.1強迫振動強迫振動是指在外部周期性的干擾下，系統(tǒng)受迫產(chǎn)生的振動。出于冇持續(xù)性干擾存在，振動不會因為系統(tǒng)阻尼而停止，只要干擾存在就會一直持續(xù)下去。振動的頻率為等于外界周期性干擾的頻率或它的整數(shù)倍。1.2自激振動口激振動是由系統(tǒng)本身在振動過程中激發(fā)產(chǎn)生的交變力所引起的不衰減振動。即使沒冇外界的干擾，振動也會產(chǎn)生。如在磨削過程中，砂
3、輪對工件產(chǎn)生的摩擦力會使工件產(chǎn)生口己振動。機床系統(tǒng)剛度羌、砂輪選擇不當都會使摩擦力加大，從而使自激振動加劇?；蛘哂捎诘毒邉傂圆?，刀具幾何角度不正確引起的振動都叫做自激振動。2?振動產(chǎn)生的原因2.1強迫振動產(chǎn)生的原因(1).機床上回轉件的不平衡所引起的周期性的離心變化力。如由丁?電機回轉不平衡。(1).機床傳動零件缺陷所引起的周期性變化的傳動力。如由于主軸軸承等機床部件或齒輪等傳動部件制作誤差而引起的周期性振動。(2).切削過程本身的不均勻性引起的周期性變化的切削力。如在車削多邊形或表面不平整的工件是產(chǎn)生的振動。(3).由外界其它
4、振源傳來的干擾力。如其它及其的振動引起的振動，甚至是共振。2.2自激振動產(chǎn)生的原因(1).切削過程中，切屑與刀具、刀具與工件之間摩擦力的變化。(2).切削層金屈內(nèi)部硬度不均勻。⑶刀貝的安裝剛性差，若刀桿尺寸太小或身處太長，會引起刀桿顫動。(4).切屑瘤時冇時無，引起刀具實際工作角度發(fā)生變化。3.振動預防措施3.1控制強迫振動的途徑強迫振動是由于外界周期性干擾力引起的，因此消除強迫振動，需要先找出振源，然后采取合適的措施加以控制。⑴.減小或消除振源的激振力。對轉速在600r/min以上的零件，如砂輪、卡盤、電機等必須經(jīng)過平衡，特別
5、是轉速特別高的零件，更要進行精確的平衡。提高齒輪的加工精度和安裝精度，捉高工作的平穩(wěn)性，減少周期性沖擊引起的振動;提高滾動軸承的制造和裝配精度，減少因軸承的缺陷而引起的振動。(2).調(diào)整振源頻率。避免激振力的頻率與系統(tǒng)的固冇頻率接近，防止共振。采取改變電動機的轉速或主軸的轉速來避開共振區(qū)；用提高接觸面精度，降低結合面的粗糙度、消除間隙、提高接觸剛度等方法來提高系統(tǒng)的剛度和固有頻率。(3).采取隔振措施。機床的電機與機床本身采用柔性連接器來隔離電機的振動;把液壓部分與機床分開；采用液壓緩沖裝置以減少部件換向時的沖擊；采用厚橡皮、木
6、材將機床地基格力，防止周圍的振源通過地面和基礎傳給機床等。3.2控制自激振動的途徑(1).合理選用刀具的幾何參數(shù)。實驗和理論研究表明，刀具的幾何參數(shù)中，對振動影響最大的是主偏角和前角。選擇合理的主偏角可以減少振動。(2)提高工藝系統(tǒng)抗振性。工藝系統(tǒng)本身的抗振性能是影響顫振的主要因素Z-o應設法捉高工藝系統(tǒng)的接觸剛度。(1).采用減振裝置。減振裝置通常都是附加在工藝系統(tǒng)中，用來吸收或消耗振動時的能量，達到減振的目的。它對一致強迫振動和顫振同樣冇效，是捉高工藝系統(tǒng)抗振性的一個重要途徑。3.振動主動控制與主動隔振振動被動控制是傳統(tǒng)的振
7、動控制方法，通常由彈簧和阻尼構成，由丁?被動控制裝置存在系統(tǒng)特征值為定值等缺點，所以被動控制方法已經(jīng)越來越不適應高精度、快響應的振動控制要求。隨著計算機和控制技術的飛速發(fā)展，以及振動理論和控制理論的交叉滲透，振動主動控制技術作為一門跨學科的力學分支開始在工程領威得到應用。主動控制技術具冇快速性、穩(wěn)定性和智能性等特點。主動隔振技術屈于振動控制技術的分支Z—，它的原理也是在受控系統(tǒng)和振源之間插入原件來削弱振源對受控系統(tǒng)的影響，只不過它所依賴的隔振元件不再是彈簧和阻尼，而是主動驅(qū)動器。主動驅(qū)動器可以按照設計者的要求，不同的驅(qū)動器具有不
8、同的特點，共同點是在控制系統(tǒng)的作用下，能產(chǎn)生較被動隔振元件變現(xiàn)力的變化規(guī)律復雜得多的控制力，其適應性和可調(diào)節(jié)性大大超過了被動隔振系統(tǒng)。因此主動隔振技術是當前研究的熱點，是極具發(fā)展?jié)摿Φ母粽窦夹g。目前，國內(nèi)外對主動隔振技術的研究主要有一下幾個方面：4.1主動隔振技
