大連機(jī)械加工過程中振動對加工件的影響。
機(jī)械加工過程中，工藝系統(tǒng)常常會發(fā)生振動，即在工件和刀具的切削刃之間，除了名義上的切削運(yùn)動外，還會出現(xiàn)一種周期性的相對運(yùn)動。產(chǎn)生振動時，工藝系統(tǒng)的正常切削過程便受到干擾和破壞，從而使零件加工表面出現(xiàn)振紋，降低了零件的加工精度和表面質(zhì)量，頻率低時產(chǎn)生波度，頻率高時產(chǎn)生微觀不平度。強(qiáng)烈的振動會使切削過程無法進(jìn)行，甚至造成刀具 “崩刃 ”。為此，常被迫降低切削用量，致使機(jī)床、刀具的工作性能得不到充分的發(fā)揮，限制了生產(chǎn)率的提高。振動還影響刀具的耐用度和機(jī)床的壽命，發(fā)出噪聲，惡化工作環(huán)境，影響工人健康。
如采取更換電動機(jī)的轉(zhuǎn)速或改變主軸的轉(zhuǎn)速來避開共振區(qū)；用提高接觸面精度、降低結(jié)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。采用隔振措施如使機(jī)床的電機(jī)與床身采用柔性聯(lián)接以隔離電機(jī)本身的振動；把液壓部分與機(jī)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、木材將機(jī)床與地基隔離，用防振溝隔開設(shè)備的基礎(chǔ)和地面的聯(lián)系，以防止周圍的振源通過地面和基礎(chǔ)傳給機(jī)床等。
當(dāng)系統(tǒng)受到外界或本身某些偶然的瞬時的干擾力作用而觸發(fā)自由振動時，由振動過程本身的某種原因使得切削力產(chǎn)生周期性的變化，并由這個周期性變化的動態(tài)力反過來加強(qiáng)和維持振動，使振動系統(tǒng)補(bǔ)充由阻尼作用所消耗的能量，這種類型的振動稱為自激振動。切削過程中產(chǎn)生的自激振動是頻率較高的強(qiáng)烈振動，通常又稱為顫振。振動按其產(chǎn)生的原因來分類有三種：自由振動、受迫振動和自激振動。據(jù)統(tǒng)計，受迫振動約占 30%，自激振動約占 65%，自由振動占比重則很小。自由振動往往是由于切削力的突然變化或其它外界力的沖擊等原因所引起的。這種振動一般可以迅速衰減，因此對機(jī)械加工過程的影響較小。而受迫振動和自激振動都是不能自然衰減而且危害較大的振動。下面就這兩種振動形式進(jìn)行簡單的分析。
自激振動是一種不衰減的振動。振動過程本身能引起周期性變化的力，此力可從非交變特性的能源中周期性地獲得能量的補(bǔ)充，以維持這個振動。自激振動頻率等于或接近系統(tǒng)的固有頻率，即由系統(tǒng)本身的參數(shù)決定。自激振動振幅大小取決于每一振動周期內(nèi)系統(tǒng)獲得的能量與消耗能量的比值。當(dāng)獲得的能量大于消耗的能量時，則振幅將不斷增加，一直到兩者能量相等為止。反之振幅將不斷減小。當(dāng)獲得的能量小于消耗的能量時，自激振動也隨之消失。到目前為止尚無完全成熟的理論來解釋各種情況下發(fā)生自激振動的原因。目前克服和消除機(jī)械加工中的自激振動的途徑，仍是通過各種實(shí)驗(yàn)，在設(shè)備、工具和實(shí)際操作等方面解決。
