机械加工中振动的产生机理以及防治措施

一、机械加工过程中振动的危害

振动会在工件加工表面出现振纹，降低了工件的加工精度和表面质量，低频振动时会产生波度；

振动会引起刀具崩刃打刀现象并加速刀具或砂轮的磨损；

振动使机床夹具连接部分松动，影响运动副的工作性能，并导致机床丧失精度；

产生噪声污染，危害操作者健康；

影响生产效率；

二、机械加工过程中振动的类型

机械加工过程中振动的类型：自由振动、强迫振动、自激振动。

1．自由振动

工艺系统受到初始干扰力而破坏了其平衡状态后，系统仅靠弹性恢复力来维持的振动称为自由振动。由于系统中存在阻尼，自由振动将逐渐衰弱，对加工影响不大。

2．强迫振动

由稳定的外界周期性的干扰力（激振力）作用引起；

除了力之外，凡是随时间变化的位移、速度和加速度，也可以激起系统的振动；

强迫振动振源：机外＋机内。

机外：其他机床、锻锤、火车、卡车等通过地基把振动传给机床

机内：

1）回转零部件质量的不平衡（旋转零件的质量偏心）

2）机床传动件的制造误差和缺陷（如齿轮啮合时的冲击、皮带轮圆度误差及皮带厚度不均引起的张力变化，滚动轴承的套圈和滚子尺寸及形状误差）

3）切削过程中的冲击（如往复部件的冲击；液压传动系统的压力脉动；断续切削时的冲击振动）

强迫振动的特征：

频率特征：与干扰力的频率相同，或是干扰力频率整倍数

幅值特征：与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。当干扰力频率接近或等于工艺系统某一固有频率时，产生共振

相角特征：强迫振动位移的变化在相位上滞后干扰力一个φ角，其值与系统的动态特性及干扰力频率有关

强迫振动的运动方程：

图示：内圆磨削振动系统

a） 模型示意图 b）动力学模型c）受力图