機(jī)械加工中的振動問題分析及其控制措施探討

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1、機(jī)械加工中的振動問題分析及其控制措施探討作者：賈國棟摘要：機(jī)械加工中往往出現(xiàn)振動問題，而振動會對機(jī)械制造產(chǎn)生不同程度的負(fù)面影響，不利于機(jī)械加工生產(chǎn)，也可以說振動屬于不利于機(jī)械加工的物理現(xiàn)彖,因此，我國不少加工制造企業(yè)通常會將機(jī)械加工屮的振動問題作為重耍防范問題來研究?；诖?，本文將從機(jī)械加工振動的原因和振動特性著手進(jìn)行分析，ZJH針對機(jī)械加工屮如何減少振動現(xiàn)象提出有效措施，對我國制造企業(yè)零件生產(chǎn)質(zhì)量的提升以及生產(chǎn)效率的提升有一定指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；振動問題；控制防范；有效措施制造企業(yè)在進(jìn)行零件的機(jī)械加工屮往往會

2、遇到不同程度的振動問題，振動問題對機(jī)械加工的影響程度大小不一，但是都會對加工生產(chǎn)的產(chǎn)品及生產(chǎn)效率產(chǎn)生不良影響，制造企業(yè)一般將機(jī)械加工定義為有害于加丁質(zhì)量的現(xiàn)象。假如機(jī)械加工中出現(xiàn)了振動問題，加工工件與刀具都會發(fā)生不同程度的位移，位移導(dǎo)致零件表面的劃痕，大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和性能；機(jī)械加工屮出現(xiàn)的振動也會使刀具受到振動帶來的附加壓力，導(dǎo)致刀具磨損程度加深，嚴(yán)重時則會出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象；機(jī)械加工中出現(xiàn)的振動也會使生產(chǎn)加工的夾具、機(jī)床等工具發(fā)生結(jié)構(gòu)松動，增加工具構(gòu)件之間的空隙，一定程度上減輕生產(chǎn)精度和剛度，減少工具的應(yīng)用生命，

3、嚴(yán)重情況下的振動問題會導(dǎo)致切削加工停止；機(jī)械加工中出現(xiàn)的振動還會對技術(shù)人員造成不同程度的身體傷害。為了避免機(jī)械加工屮振動問題的出現(xiàn)，制造企業(yè)很多情況下選擇減輕切削量，延長了加工生產(chǎn)的工期，降低了零件的生產(chǎn)效率。針對上述問題，機(jī)械加工中的振動問題分析及其控制措施探討顯得十分必耍。一、機(jī)械加工振動類型常見的機(jī)械加工振動有三種，即自由振動、受迫振動、自激振動。自由振動比較容易理解，一般是由于外界干擾力發(fā)生的振動，外界干擾力將系統(tǒng)的平衡力破壞，就會出現(xiàn)不同程度的彈性造成的振動。制造金業(yè)的機(jī)械加工系統(tǒng)白身具有一定阻尼，因此，自由

4、振動會相對減弱，不會對機(jī)械加工產(chǎn)生過多的負(fù)面影響，屈于機(jī)械加工振動屮影響最小的-?種振動。而不同于自由振動，受迫振動和自激振動本身不能靠系統(tǒng)自身減弱振動，相反會對機(jī)械加丄產(chǎn)生嚴(yán)重影響，本文接下來將對受迫振動及減振措施和自激振動及減振措施進(jìn)行詳細(xì)的分析和探討。二、受迫振動及減振措施2.1受迫振動產(chǎn)生的原因機(jī)械加工中受迫振動產(chǎn)生是因為加工系統(tǒng)在周期性的干擾力干擾下產(chǎn)生的一種持續(xù)性振動現(xiàn)象。這里說的周期性干擾力可以是來口于系統(tǒng)內(nèi)部，也可以來自于外部。比如系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的周期性干擾力有以下：因為加工運(yùn)動屮的斷續(xù)切削及反復(fù)慣性運(yùn)動

5、產(chǎn)生的沖擊力引發(fā)的振動，齒輪、砂輪等高速回轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量不過關(guān)引發(fā)不同程度的離心力帶來的振動等。系統(tǒng)外部的周期性干擾力有以下：由于地基對正在進(jìn)行加工的機(jī)械的影響造成的振動，系統(tǒng)周圍其他正在運(yùn)行的機(jī)械帶動的振動，機(jī)械加工中出現(xiàn)的不可抗拒兇素帶來的振動等。受迫振動產(chǎn)生的原因-?般有以上，還有些因素也會引起受迫振動的產(chǎn)生，但不是主要影響因素，本文不作詳細(xì)闡述。2.2受迫振動的特性首先，受迫振動屬于穩(wěn)態(tài)過程，同時也屈于間歇過程，交變激振力發(fā)生時就會產(chǎn)生振動，當(dāng)交變激振力消失時，振動也會停止。其次，受迫振動產(chǎn)生的振動頻率與受到外界

6、因素影響時產(chǎn)生的激振力頻率是一致的，兩種頻率與系統(tǒng)本身的頻率都沒有任何聯(lián)系。再次，受迫振動的振幅程度與激振力的振幅程度有聯(lián)系，此外，還與機(jī)械加工采用的工藝系統(tǒng)口身的動態(tài)性能有一定聯(lián)系。2.3減少受迫振動的有效措施受迫振動多數(shù)是由于外界的周期干擾力影響才會產(chǎn)生，若耍減輕受迫振動就應(yīng)該從根源著手尋找振源，并采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行振動控制。首先，應(yīng)減少激振力。對于卡盤、刀盤、砂輪及電動機(jī)轉(zhuǎn)子這些高速運(yùn)行零件，需要調(diào)整平衡來減少振動。還耍提高齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和具余傳動設(shè)備的平穩(wěn)性，比如用完整的無接頭膠合平皮帶，并H將直

7、齒輪換成人字齒輪或者斜齒輪，采用合理抬施降低加工運(yùn)行的速度，將加工的機(jī)床主體和動力分開放置。其次，調(diào)整振頻源頻率。機(jī)械加丁過程中會進(jìn)行轉(zhuǎn)速選擇，此時需耍避免由電機(jī)轉(zhuǎn)速頻率引起的受迫振動與系統(tǒng)頻率產(chǎn)生共同振動。再次，提高機(jī)械工藝剛度和阻尼。作為減少受迫振動的一項基本措施，將加工工藝系統(tǒng)剛度和阻尼進(jìn)行提高是制造企業(yè)必須要做到的。比如將連接部位的剛度進(jìn)行提高，將滾動軸承之間的空間縮小，并且盡量用阻尼大的材料進(jìn)行零件的制造，以擁有更好性能。最后，采用隔振措施。隔振措施的原理是運(yùn)用具有彈性的隔振設(shè)施將進(jìn)行機(jī)械加工的機(jī)床同振源隔離

8、開，緩解加工進(jìn)行中產(chǎn)生的振動，比如采用常用的橡膠渠將進(jìn)行機(jī)械加工的機(jī)床同振源隔離開，機(jī)床周邊挖掘減振的隔振溝，在溝內(nèi)部填充軟木、木屑等，將液壓站、電機(jī)等放在離機(jī)床較遠(yuǎn)地方。除此Z外，述有減震裝置的利用，即上述方式不能起到減振的n好效果時，就可以將減震裝置安置在加工工藝系統(tǒng)中，用以實現(xiàn)減振的fl的。三、自激振動及減振措施3.1口激振