机械加工过程中振动的影响

发布时间:1714214413

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3、振动对工件表面质量的影响及其控制
3.1振动对工件表面质量的影响
机械加工中产生的振动,一般说来是一种破坏正常切削过程的有害现象。种切削和磨削过程都可能发生振动,当速度高、切削金属量大时常会产生较强烈的振动。
切削过程中的振动,会影响加工质量和生产率,严重时甚至会使切削不能继续进行,因此通常都是对切削加工不利的,主要表现在以下几个方面。
(1影响加工的表而粗糙度。振动频率低时会产生波度,频率高时会产生微观不平度。
(2影响生产率。加工中产生振动,会限制切削用量的进一步提高,严重时甚至会使切削不能继续进行。
(3影响刀具寿命。切削过程中的振动可能使刀尖刀刃崩碎,特别是韧性差的刀具材料,如硬质合金、陶瓷等,要注意消振问题。
(4对机床、夹具等不利。振动使机床、夹具等的零件连接部分松动,间隙增大,刚度和精度降低,同时使用寿命缩短。
此外,强烈的振动及伴随而来的噪声,还会污染环境,危省操作者的身心健康。
对于精密零件的精密加工和超精密加工,其尺寸精度要求多小于1m,表面粗糙度值Ra0.02m以下,而且不允许出现波纹。因此,在切削过程中哪怕出现极其微小的振动,也会导致被加工零件达不到设计的质量要求。
振动对机械加工有不利的一面,但又可以利用振动来更好地切削,如振动磨削、振动研抛、超声波加工等都是利用振动来提高表面质量或生产率的。
机械加工中产生的振动,根据其产生的原因,大体可分为自由振动、强迫振
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动和自激振动三大类,如图1所示。

1切削加工中振动的类型
3.2自由振动
自由振动是当系统所受的外界干扰力去除后系统本身的衰减振动。由于工艺系统受一些偶然因素的作用(如外界传来的冲击力、机床传动系统中产生的非周期性冲击力、加工材料的局部硬点等引起的冲击力等,系统的平衡被破坏,只靠其弹性恢复力来维持的振动属于自由振动。
在机械加工中,自由振动是最简单的振动,所占振动比率仅5%左右。振动的频率就是系统的固有频率。由于工艺系统的阻尼作用,这类振动会很快衰减。可见,自由振动对机械加工过程影响较小,但是自由振动在一定条件下会诱发产生自激振动。
3.3强迫振动
强迫振动是由外界周期性的干扰力所支持的不衰减振动。
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机械加工过程中振动的影响

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