機械加工中振動及其控制

1、5-4 機械加工中的振動及控制一、機械加工中的振動及分類自由振動：由切削力突然變化、沖擊引起，一般可迅速衰減，危害較??；強迫振動：在外界周期力作用下產生，維持一定振幅，危害大；自激振動：由系統內部激發(fā)反饋產生的周期振動，危害大。二、機械加工中的強迫振動及其控制措施（一）強迫振動的數學描述物體受力分析：外力 Px=Po sint 彈性力 kx 阻尼力 cx 運動方程：其中第一項代表有阻尼自由振動，振幅衰減，為一瞬態(tài)過程；第二項代表等幅強迫振動，為一穩(wěn)態(tài)過程：最終得：（二）強迫振動的特征1、為等幅周期振動；2、振動頻率與干擾力頻率相等；3、當頻率比接近1時，=/o1，產生共振；4、振幅與各參數之間

2、的關系： 干擾力幅值PoA2 彈簧系數k A2 阻尼系數c A2 （三）強迫振動產生的原因及診斷1、機加工中強迫振動振源 機內振源：電機、回轉件、齒輪嚙合沖擊 機外振源：可通過隔振地基消除2、強迫振動診斷 比較振動頻率與振源頻率（四）消除強迫振動的措施1、減小Po，消除振源激振力2、隔振，尤其是外界振源3、提高阻尼系數c，變化頻率比，使其遠離1。三、機械加工中的自激振動及控制（一）自激振動的產生：自激振動的產生：無周期外力，由系統內部激發(fā)反饋產生的周期振動，其振動頻率與系統固有頻率接近。只開機不切削，工藝系統無自激振動。自激振動系統包含四個環(huán)節(jié)：自激振動系統包含四個環(huán)節(jié)：不變（非振）的能源機構

3、；控制進入振動系統能量的調節(jié)系統；振動系統；振動系統對于調節(jié)系統的反饋，控制進入系統能量的大小。例：皮帶勻速運動，物體受摩擦力和彈簧力作用。1、物體在A點時，運動速度v0 彈簧力等于摩擦力：F=Fo2、物體與皮帶的摩擦特性：vFv , v Fv 3、當物體受偶然力作用，在BC間運動時，有： B C 時 vFo C B 時 vv0 F C B Fo4、摩擦功： B A區(qū)間，同向加速 v v0 v F A C區(qū)間，同向減速 vv0 v F A B區(qū)間，反向減速 vv0 v F B C：摩擦力作正功， 為B1C下的面積。C B：摩擦力作負功， 為B2C下的面積。物體運動一個周期，摩擦力作的功為正。（

4、二）自激振動的特點：1、自激振動為不衰減的振動，外部干擾只起初始作用；2、自激振動的頻率等于或接近于系統固有頻率；3、自激振動能否產生、振動大小，取決于每一振動周期內輸入與消耗能量的對比情況。（三）產生自激振動的幾種學說1、負摩擦自振原理刀具物體，切屑皮帶，機床、刀架彈簧徑向切削分力Fy隨切削速度的增大先增后減，在曲線下降區(qū)域容易出現自激振動。2、再生效應自振原理外圓磨削：砂輪寬度B，每轉進給量f，重疊系數定義為：=（B-f）/B 0 1縱車縱磨時 1切槽、切斷、橫磨鉆削等 =1一般情況下 0 鑄鐵阻尼焊接鋼件阻尼機床床身常采用鑄鐵；也可在零件上加阻尼材料。B、摩擦阻尼對于活動結合面可施加預緊力，增大摩擦阻尼。C、附加阻尼可在振動系統上附加阻尼減振器。3、采用各種消振、減振裝置A、阻尼減振器：利用固體或液體摩擦阻尼消耗振動能量B、摩擦