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  • 支座机械加工中振动的影响

    作者 澳门新葡8455最新网站 浏览 发布时间 2012/11/23

       支座机械加工中,工艺系统经常会产生振动,使各种成形运动受到干扰和破坏,从而影响工件表面质量和生产率,严重时甚至使加工无法继续进行。因此,研究机械加工中的振动、弄清产生振动的原因及发展规律,是一项十分重要的工作。
        按照作用力的来源,加工过程中工艺系统的振动可分为强迫振动和自激振动两种。
        I.强迫振动
        强迫振动是在外界周期性干扰力的作用下产生的一种振动。其振动本身不会引起干扰力的变化,且振动频率总是与外界干扰力的频率相同。此外,强迫振动的振幅除受干扰力和系统刚度及阻尼的影响外,在很大程度上取决于干扰力频率与系统自然频率的比值。当比值等于或接近1时,振幅将达到最大值。这种现象通常称为共振。
        产生强迫振动的原因可分为工艺系统内部和外部两个方面。工艺系统内部的因素包括以下几点:
    (1)由离心惯性力所引起的振动。
        (2)由传动机构的缺陷而引起的振动,如传动皮带的接头等。
        (3)切削过程的间歇特性,如切削力的周期变化等。
        滑动支座工艺系统的外部因素包括以下几点:
        (1)由临近设备和通道运输设备所引起的振动。
        (2)楼板、土壤和建筑物承载结构的简谐振动等,通过地基传给机床,引起工艺系统产生振动。
        减小或消除强迫振动,可通过减小干扰力和提高工艺系统刚度及阻尼等措施,使振幅减小或消失。另外,通过消振、隔振及调节振源频率等方法也可使振动减弱或消失。
        2.自激振动
        自激振动是切削加工中经常遇到的另一种类型的振动。它是由切削过程本身某种原因使切削力产生周期性变化,并由这个周期性变化的动态力反过来对系统做功(输人能量)来补偿系统由于阻尼作用所消耗的能量,以加强和维持这种振动。自激振动的频率较高,通常又称为颤振。颤振常常又是影响加工表面质量及生产率的重要因素。
        关于切削加工中产生自激振动的原因,虽经长期研究,但至今尚无一种能阐明各种情况下产生自激振动的理论。为了说明问题,下面以生活中常见的电铃工作原理来加以说明.当按下按钮7时.电流通过5, 4, 2元件与电池构成通路,电磁铁2产生磁力吸衔铁6,带动小锤敲击铃碗3。当弹簧片4被电磁铁吸引时,触点5处断电,电磁铁2失去磁力,小锤靠弹簧片的弹力弹回原位,于是又重复刚才所述的过程而形成振动。综上所
    述不难看出,这个振动过程显然不存在外来周期性干扰力,所以不是强迫振动.它是由一个悬臂的弹簧片和小锤组成振动元件,由衔铁、电磁铁及电路组成调节元件。工作时调节元件产生交变力,交变力使振动元件产生振动,同时振动元件又对调节元件产生反馈作用,以使产生的交变力能够持续下去。小锤打击铃碗的频率是由弹簧片、小锤及衔铁本身的参数所决定的,而阻尼和运动摩擦所消耗的能量由系统本身的电池供应。这个过程就是自激振动.
        切削过程的自激振动也是由上述两个基本部分组成的。切削过程产生交变切削力.激励工艺系统产生位移,再反馈给切削过程。维持振动的能量来源于机床的能源。
        由以上分析可知,自激振动的产生与切削过程本身以及工艺系统的抗振性有关,所以抑制自激振动的墓本途径是减小内激振力和提高工艺系统的抗振性。