机床振动频率【探讨机床的振动与防治】

时间：2019-04-16 03:25:40　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：大家知道振动对加工零件的精度及粗糙度有很大的影响，本文就机床振动原因及类型，以及消除机床振动的各种方法做一个简单的探讨。　　关键词：机床震动；震动原因；防治
　　
　　众所周知机床工作时产生的振动，震动不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量，而且还能降低生产效率和刀具的耐用度，振动剧烈时甚至会降低机床的使用性能，伴随振动所发出的噪音会影响机床工人的健康。随着我国机床工业的飞速发展，机床的振动问题也就更加引起人们的重视。
　　1 一般情况下，机床工作时所产生的振动基本上有两大类
　　1.1 受迫振动；受迫振动也称强迫振动．在外来周期性力的持续作用下，振动系统发生的振动称为受迫振动．这个“外来的周期性力”叫驱动力(或强迫力)．物体的受迫振动达到稳定状态时，其振动的频率与驱动力频率相同，而与物体的固有频率无关．
　　1.2 自激振动。自激振动是由静能源的能量产生的持续而稳定的周期振动。在振幅小的期间，振动能量可平均地得到补充；在振幅增大期间，耗散的能量组成，被包含在振动系统中，此时补充的能量与耗散的能量达到平衡而接近一定振幅的振动。心脏的搏动、颤抖、性周期等一些在生物中所看到的周期现象，有许多是自激振动。例如在车床、铣床和磨床上，经常见到回转主轴系统的受迫振动，其频率取决于回转主轴系统的转速（在铣削时还与铣刀的齿数有关）。在机床上发生的自激振动类型较多，例如有回转主轴（或与工件、或与刀具联系）系统的扭转或弯曲自激振动；机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或扭摆自激振动；还有工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动（通称爬行）等等。通常把金属切削过程中表现为刀具与工件之间强烈的相对振动的这种自激振动称为“颤振”。机床工作时发生振动是常见的。机床振动不仅歪曲了工件的几何形状和尺寸，而且还将在已加工表面上留下振纹，降低了精度和表面光洁度，加剧了金属表面层的冷硬情况，振动时刀具的耐用度也将急剧下降，甚至导致刀刃的崩坏，这个问题对于性质较脆的硬质合金刀具和陶瓷刀具来说尤为严重。机床发生振动后，往往迫使操作工人降低切削用量，因而限制了机床的生产率。
　　2 减小受迫振动的措施
　　受迫振动是由周期性变化的激振力所引起的，其振动频率等于激振力的频率（或为激振力频率的倍数），可根据振动频率找出振源，并采取适当的措施加以消除。主要途径包括：
　　①减少激振力；②调整振源频率；③提高工艺系统的刚度和阻尼；④采取隔振措施；⑤采用减振装置
　　3 通常来说，提高工艺系统抗振性
　　防止振动的最普遍方法是增强“机床-刀具-工件”工艺弹性系统的刚度，它是任何情况都可用来防止受迫振动和自激振动。因此，为了提高整个工艺系统的刚度，增强工艺系统各环节特别是切削力传递路线上最薄弱环节的刚度，显然是很重要的。当减轻零件的重量既不会降低系统的刚度，也不会使系统特性发生其他不利的变化时，减轻主振系统的质量同提高系统刚度的作用一样，都能提高系统的固有振动频率，从而减小了振动的振幅，即起到了提高系统抗振性的作用。当振动发生以后，为了减小激发振动时的激振力，即减小受迫振动时的外激振力，或自激振动式的内激振力，往往是必须采取的消振措施，对于前者例如可减少迴转零件的不平衡所引起的离心力、断续切削所产生的冲击力等等，为此必须做到：
　　3.1 对于转速在600转/min以上的零件必须予以平衡，磨床上的砂轮应予仔细平衡，并经常修正以保持其正确的外形，也可采取自动平衡装置。机床上使用的卡盘、刀盘等均要予以平衡；
　　3.2 提高皮带传动、链传动、齿轮传动及其他传动装置的稳定性。
　　3.3 改善以联轴节相连的各轴的轴心线间的不同轴度，从高速轴和主轴上去除带动油泵的凸轮；对于后者则借助于改变切削条件方法，如：（1）选择防震切削用量。在任何情况下都应该避免切除宽而薄的切屑（即在大切削深度和小走刀量下切下的切屑）；切削速度应该在容易发生振动的范围以外，即采用较低的速度和较高的速度来工作；（2）合理选择刀具的几何参数。主偏角和副偏角尽可能选的大些。前角对振动的影响很大，前角愈大，切削过程愈平稳，故应采用正前角。后角应尽可能取得小些，但不要太小，以致刀具后刀面与加工面之间发生强烈的摩擦，特别是对于走刀量较小的情形；（3）采用抗振刀具等。以上的防止和消除机床振动的方法只是一般方向，并不可能完全概括所有可能的消振措施，总之，通过机床在使用过程中所暴露出的抗振性能方面的缺陷，采取相应的措施以提高其抗振性能，保证工件的加工精度。

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