研究机械加工过程中机械振动的原因及处理措施

发布时间:2021-12-07 08:30:11

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 研究机械加工过程中机械振动的原因及处理 措施 作者:李文超 来源:《山东工业技术》2017 年第 09 期 摘 要:机械振动是机械加工过程中比较常见的现象之一,由于机械振动的影响,对导致 机械加工生产的效率的下降,同时也会造成加工产品表面质量不达标,加速机械工具的过度耗 损以及噪音污染等一系列问题的发生。本文主要对机械加工过程中,机械振动的分类和特点进 行了阐述,对机械振动的成因和影响展开了分析,同时对如何更好的解决机械振动产生的不利 影响进行了深入的研究。 关键词:机械加工;机械振动;原因;特点;处理措施 DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.048 在机械加工过程中,机械振动是一种非常普遍 的问题,它是一种物理现象所导致的。由于机械振动会给机械加工生产产生一定的影响,在生 产中如果振动规模较大,超出一定范围,就会影响机械生产的质量和工具的使用寿命,机械振 动一方面会造成机械加工不能达标,另一方面会导致机械工具的损坏,同时过度振动,会产生 较为严重的噪音,对生产一线工人的身体健康产生较为严重的影响。但是如果振动幅度过小, 也会造成低频大波度的发生,影响机械加工的准确度。因此在机械加工生产过程中,如何更好 的管理和控制机械振动,对机械加工正常开展起着至关重要的作用。 1 机械振动的分类概述 机械振动按照振动形式的不同分为三大类,分别为自激振动、强迫振动以及自由振动。 1.1 自激振动形式 自激振动是一种非线性运动,它是依靠自身产生的激励作用来保持振动的不断进行,也被 简称为自振。它是产生于一种特定环境下的振动,是不受外界激励而产生的振动形式,比如在 磨削过程中,砂轮与工件通过相互摩擦发生作用,发生的振动形式就是自激振动。当工件的刚 性越低劣,产生的作用力就越大,由此产生的振动也就越大了。 自激振动主要有以下特点,首先,自激振动的振动频率与振动系统中的固有频率基本一 样,分为高频自激振动和低频自激振动。其次,自激振动的大小是由系统获得能量的大小所决 定。此外,自激振动的干扰力伴随这振动停止而随之停止。 1.2 强迫振动形式 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 强迫振动是指在具有一定规律外力驱动的作用下产生的机械振动,例如在机械磨削时,皮 带与电动机之间发生作用,由于皮带的长度和厚度存在差异,就会引发振动,这种振动作用会 造成机械加工的准确度,造成产品质量的下降,出现加工的工件粗糙或者达不到要求的标准水 *。强迫振动的特点主要由以下三点,振动无法改变外界作用力,随外界作用力的停止而消 失,振动的频率与外界作用力频率基本相同,或成倍数增长。如果外界作用力的频率与振动频 率一样,则会出现共振。 1.3 自由振动形式 自由振动主要是指当将所有激励作用和强迫作用都取消后,机械系统产生的一种振动形 式。自由振动是依靠弹性恢复力保持振动的延续,直到受到阻尼作用,振动才会逐渐停止。机 械系统决定了自由振动运动频率的大小,是系统一种自身固有的频率。 2 机械振动的原因分析 2.1 自激振动形式产生的原因 发生自激振动形式主要是由以下三个方面原因产生的:第一个方面,磨削过程中,切削工 具与工件之间产生的作用力发生了变化,产生的振动。第二个方面,由于金属工件硬度不尽相 同,造成产生机械振动,比方工件的表面与硬度过大时,会发生机床共振现象。第三个方面, 在安装切削工具时,当工具杆过小,或者伸出过长,均会造成切削刀具的自激振动。 2.2 强迫振动形式产生的原因 发生强迫振动形式主要是由以下三个方面原因产生的:第一个方面,高速回转出现不*衡 状态,机械机床中高速回转的零件非常多,其中包括主轴、电机、皮带、磨床中的砂轮等等, 就是由于出现不*衡状态导致出现离心惯性作用。第二个方面,机床在转动过程中出现一定的 偏差。例如机床转动过程中齿轮组因为自身存在偏差,导致发生额周期性的离心惯性作用。第 三个方面,切削时出现不均匀现象,切削属于间歇性进行一种操作,车削、拉削等操作就属于 切削的一种形式,这种周期性变化的切削形式会造成强迫性振动。 2.3 自由振动形式产生的原因 发生自动振动形式的主要原因是由于机械系统自身的弹力、重力作用下形成的,而没有任 何外力参与。因为组你和内耗都是振动系统中的一部分,比如简谐振动等,因此产生自由振动 的原因是由于弹性元件或者惯性元件引发的。 3 机械振动解决的处理措施 3.1 自激振动解决处理措施 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 首先,应当正确、合理的选择机械刀具的参数设置,通过研究证实,机械刀具所选择的参 数设定与振动有着很密切的关系。因此在对机械刀具进行选择时,应首先确定其几何参数。例 如机械刀具的前角与机械振动具有反比例关系,主偏角与振动具有正比例关系,因此,选择机 械刀具的参数能够有效的控制振动的大小。其次,加强机械系统的防振能力。对于机械系统抗 振能力对颤振的强弱起到关键性影响,所以,要降低颤振就需要提高抗振能力。第三,正确设 定匹配加工的参数。机械加工过程中,应选择合理的进刀范围,走刀范围以及机床的转动速 度,从而降低工件颤纹,加强表面的光洁度发挥了非常关键的作用。 3.2 强迫振动的解决处理措施 首先,对外部环境的振动源进行有效的控制,当机械工具转速较高时,使用时需要对机械 工具的*衡情况进行检测。例如,砂轮,因为其本身沙粒呈现不均匀的分布,所以在转动时会 出现不均匀的磨损,导致*整度较差,砂轮转动时出现振动问题,对主轴造成一定的破坏,因 此要采取*衡检测,确保砂轮转动时的*稳,此外正确的选择传动带也能钩降低振动和噪音 等。第二,对振动的原因进行研究,简谐振动是造成强迫振动的主要原因,因此作用力就会导 致振动的发生。 3.3 自由振动的解决处理措施 自由振动是机械加工过程中永远存在的一种振动形式,自由振动属于非外力作用下产生的 振动,其造成的

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