2.2 合理选择刀具几何角度
适当增大前角γ0、主偏角K γ,能减小F y 而减小振动。后角α0可尽量取小,但在精加工中,由于α0较小时,切削刃不容易切入工件,且刀具后刀面与加工表面间的摩擦力过大,反而容易引起颤振。通常在车刀的主后刀面上磨出一段负倒棱,能起到很好的消振作用,这种刀具称为消(防)振车刀。
(a )切削速度v 与振幅A 的关系 (b )进给量f 与振幅A 的关系
图5 两种关系曲线
2.3 提高工艺系统的抗振性
(1)提高机床的抗振性改善机床刚性、合理安排各部件固有频率、增大阻尼以及提高加工和装配的质量等,特别是提高机床中薄弱环节的抗振性。
(2)提高刀具的抗振性改善刀杆的惯性矩、弹性模量和阻尼系数。
(3)提高工件的抗振性主要是提高工件的弯曲刚度,如
车削细长轴时采用中心架、跟刀架等。
2.4 采用减振装置
当采用上述措施仍然达不到消振的目的时,可考虑使用减振装置。减振装置通常都是附加在工艺系统中,用来吸收或消耗振动时的能量,但它并不能提高工艺系统的刚度。减振装置主要有阻尼器和吸振器两种类型。阻尼器常用的有固体摩擦阻尼、液体摩擦阻尼和电磁阻尼等,吸振器常用的有动力式吸振器和冲击式吸振器两种。
2.5 合理调整振型的刚度比
根据振型耦合原理,工艺系统的振动还受到各振型的刚度比及其组合的影响。合理调整它们之间的关系,可以有效地提高系统的抗振性,抑制自激振动。
(下转第34页)
3 加工波纹面的关键技术及程序编制[2]
车波纹面时应注意以下几点:
①切削进给速度一定要合理选择,不能过高或过低,要和刀具材料相匹配;
②尽量使粗车刀和精车刀1次装夹完成加工任务,以减少频繁换刀造成的对刀误差。
波纹面的加工程序如图2。
N026
N3T0303M03
G97S400
G00X90Z10
M08
G01X93Z0F0.3
G01Z-1.4F0.1
G01X91.4F0.07
G02X90.05Z-1.55R1.59 G03X87.35Z-1.55R1.59 G02X84.65Z-1.55R1.59 G03X81.95Z-1.55R1.59 G02X79.25Z-1.55R1.59 G03X76.55Z-1.55R1.59 G02X73.85Z-1.55R1.59G03X71.15Z-1.55R1.59
G02X68.45Z-1.55R1.59
G03X65.75Z-1.55R1.59
G02X63.05Z-1.55R1.59
G03X60.35Z-1.55R1.59
G02X57.65Z-1.55R1.59
G03X54.95Z-1.55R1.59
G02X52.25Z-1.55R1.59
G03X49.55Z-1.55R1.59
G02X46.85Z-1.55R1.59
G03X44.15Z-1.55R1.59
G02X41.45Z-1.55R1.59
G03X38.75Z-1.55R1.59
G02X36.05Z-1.55R1.59
G03X33.35Z-1.55R1.59
G02X30.65Z-1.55R1.59
G03X27.95Z-1.55R1.59
G02X25.25Z-1.55R1.59
G03X22.55Z-1.55R1.59
G02X19.85Z-1.55R1.59
G03X17.15Z-1.55R1.59
G02X14.45Z-1.55R1.59
G03X13.1Z-1.7R1.59
G01X1F0.03
G00Z10
M09
G27
M30
图2 波纹面的加工程序
4 加工<2.5通孔的关键技术
在加工法兰中心<2.5通孔时,由于孔很小,却又很深,所以如果方法掌握不正确,经常会出现钻头折断或卡住。因此加工中应注意:
(1)钻头中心线与机床轴心线尽量重合;
(2)钻头的2个顶角要磨对称;
(3)钻头的切削进给速度要合理选择,一般不超过0.04～0.05mm/r;
(4)尽量使钻头1次装夹完成加工任务,以减少频繁换刀造成的对刀误差。5 总 结
数控技术的发展日新月异,需要我们学习和掌握的东西非常多,而技术工人只局限于操作是远远不够的。企业要发展,就必须融入越来越多的先进制造技术的理念和实践。
参考文献:
[1] 肖诗刚.刀具材料及其合理选择[M].北京.机械工业出版社,
1994.
[2] 于 华.数控机床的编程及实例[M].北京.机械工业出版社,
2002.
(上接第24页)
附图6所示是一种削扁镗杆,其削扁部分厚度a=(0.6
～0.8)d,d为镗杆直径。镗刀2用螺钉3固定在镗杆1上,
其圆周位置可以任意调节。由于镗杆削扁后2个相互垂直的
振型具有不同的刚度k1和k2,所以,通过调节镗刀2的位置,
可以消除振动。
参考文献:
[1] 李 华1机械制造技术[M]1北京:机械工业出版社,19971
[2] 赵志修1机械制造工艺学[M]1北京:机械工业出版社,19851
附图6 削扁镗杆
11镗杆 21螺钉 31镗刀
轴零件的机械加工工艺规程制定
目录 第一章计算生产纲领，确定生产类型 (1) 1.1 计算生产纲领 (1) 1.2 确定生产类型 (1) 第二章审查零件的工艺性 (1) 2.1 零件的作用 (1) 2.2 零件的工艺分析 (1) 第三章选择毛坯件 (2) 第四章工艺过程设计 (2) 4.1 定为基准的选择 (2) 4.2 零件表面加工方法的选择 (2) 4.3 制定工艺路线 (3) 第五章确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 (5) 5.1 确定机械加工余量 (5) 5.2 确定毛坯尺寸 (6) 5.3设计毛坯图 (6) 第六章工序设计 (7) 6.1 选择加工设备和工艺装备 (7) 6.2 确定工序尺寸 (10) 第七章确定切削用量及基本时间 (11) 第八章结论 (18)
第九章参考文献 (19)
第一章．计算生产纲领，确定生产类型。 1.1 计算生产纲领 该产品年产量为10000台，每台中该零件为一件。该零件生产备品率为10%，废品率为1%。 则生产纲领： ()()()()11110 + ? ? + QH N件/年 ? a =b + = % 1 1 % 10 1 1= 1 10000 + 1 由（表1-1）可知该零件应该为大批量生产。 1.2 确定生产类型 由于该产品为轻型机械，该零件年产量为11110件，根据表（1.1-2）机械产品类型与生产纲领的关系，可确定该零件的生产类型为大批生产。 第二章审查零件的工艺性 2.1 零件的作用 该轴是芯轴，轴上的键槽用于周向定位，轴端的螺孔用于轴上零件的轴向定位。 2.2 零件的工艺分析 该轴零件图样的试图正确、完整。尺寸、公差及技术要求齐全。两个Φ30±0.0065外圆面的轴线为设计基准，要求表面粗糙度Ra1.6μm，其它个加工表面均以此基准有圆跳动度要求，各加工表面加工并不困难。 第三章选择毛坯件 该零件所选材料为45钢，形状简单，轮廓尺寸小，在工作过程中传递扭矩，承受交变和冲击载荷。毛坯采用锻造件，以保证零件工作可靠。由于零件为大批量生产，而且尺寸变化不大，故采用模锻以提高生产效率。因此，毛坯形状可以与零件
机械加工过程中振动的影响
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。各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m 1μ,表面粗糙度值m .0以下，而且不允许出现波纹。因此，在切削过程中哪怕出现极Raμ 02 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
动和自激振动三大类，如图1所示。 图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。
机械加工基本知识
机械加工培训教材 技术篇 机械加工基础知识 2011年8 月 第一部分：机械加工基础知识
一、机床 （一）机床概论 机床是工件加工的工作母机? 一个工件或零件从原始的毛胚状态加工成所需的形状和尺寸,都需在机床上完成. 从加工的对象来分类，机床可以分为： ?金属加工机床 ?木材加工机床 ?石材加工机床等等…. 机械加工的对象大多为金属材料，所以,我们以下涉及的机床只针对金属加工机床. 金属加工机床分类： ?锻压机床---通过压力使工件产生塑形变形，例如：压力机、弯板机、剪板机等等。 ?特种机床---通过特种办法加工工件，例如：电火花机床、线切割机床、激光切割机床、水压切割机床等等。 ?金属切削机床---采用刀具、砂轮等工具，除去工件上多余的材料，将其加工成所需的形状和尺寸的机床，主要包括： 车床:工件与主轴一起旋转,刀具作轴向与径向进给运动.主要用于旋转工件、 盘类零件、轴类零件的加工.车床的分类如下： 根据主轴中心线的方向：卧式车床，立式车床. 根据车床的大小：仪表车床、小型车床、普通车床、大型车床。 根据控制方式：普通（手动）车床、简易数控车床、全功能数控车床 根据控制轴数：普通（手动）车床与数控车床（X、Z轴）、车铣中心（X、Z、C 轴）、复合车铣中心（X、Y、Z、C轴） 根据主轴及刀塔数量：单主轴、双主轴、双刀塔车床。 铣____ 床L刀具旋转，工件与工作台一起作轴向运动。主要用于方型及箱体零件加 工。铣床的分类如下： 根据主轴中心线的方向：卧式铣床，立式铣床. 根据控制方式：普通（手动）铣床、数控铣床 根据控制轴数：普通铣床（X、Y、Z轴）、4轴数控铣床（X、丫、Z、A轴）、5 轴数控铣床（X、丫 Z、A、B轴） 根据主轴数量：双主轴铣床。 镗（铣）床：刀具旋转，工件与工作台一起作轴向运动。主要用于铣削与镗孔。一般为卧式。镗床分类如下： 根据镗床大小：台式镗床、大型落地镗铣床。 根据控制方式：普通（手动）镗床、坐标镗床、数控镗床 根据控制轴数：普通镗床（X、丫Z、B轴）、带W tt的数控镗床（W X、丫、Z、B轴）、带平园盘的数控镗床（W X、丫、Z、B、U轴） 钻床L钻孔用机床。有台式、摇背钻之分，也有数控钻床。 攻丝机床：攻丝用机床。一般钻床也有攻丝功能。 加工中心：带刀库及自动换刀系统的数控铣床或镗床。有钻削中心、立式加工中心、卧式加工中心、卧式镗铣加工中心、龙门加工中心、五面体加工中心、落地镗铣加工中
振动理论11(1)-自激振动
自激振动 ●迄今讨论的问题都是自由振动或者受迫振动 ●存在另一类的扰动，称为自激振动 ?通过例子中二者区别的实质 ●普通单缸蒸汽发动机 ?活塞完成一个往复运动，可以看成是一个振动 ?维持这一振动的力来自蒸汽，在活塞的两侧交替推动 ●带失衡圆盘的弹性轴 ?弹性轴承在两个支撑上旋转 ?不平衡质量导致的离心力交替推动圆盘上下运动 2
●蒸汽发动机是自激振动 ?通过约束飞轮限制活塞运动，阀门将停止，不会有交替的蒸汽力作用 在活塞上 ●盘的运动是普通的受迫振动 ?限制盘的振动，例如轴上靠近盘的两侧装两个球轴承，并把球轴承的 外圈附在牢固的基础上，这样就限制了盘的振动，但是转动并未受影响. ?因为失衡旋转继续，交替力一直保留不会消失 3
●于是总结出以下区别： ?在自激振动中，维持运动的交替外力由运动自身产 生或者控制；如果运动停止，交替外力将消失 ?在受迫振动中，交替外力与运动相互独立，即使运 动停止，交替外力仍然存在 4
另一种看待此问题的方法是把自激振动定义成带有负阻尼的自由振动 5
●如下的含负阻尼的单自由度运动微分方程: 其解可以写为 是一个振幅呈指数增加的振动 ●普通的正阻尼力正比于振动速度并与其方向相反 ●负阻尼力也与速度成比例，但是与振动方向相同 ?负阻尼不仅没有减少自由振动的振幅，反而使其增 加 ●不管是正阻尼还是负阻尼，都会随着运动停止而消失6
●系统的动态稳定性质 ?具有正阻尼：动态稳定 ?具有负阻尼：动态不稳定 ●系统的静稳定性质 ?静态稳定:从平衡位置开始的位移所形成的力或力偶倾向 于驱动系统回到平衡位置 ?静不稳定:这样形成的力倾向于增加位移 ?静不稳定性意味着负的弹性常数，或者更一般地说，其 中一个固有频率的值为负 ●动态稳定和静态稳定的区别 ?动稳定性总是以静稳定性为前提的 ?反过来是不成立的：静态稳定的系统也可以是动不稳定 的 7
机械加工基本知识
机械加工培训教材 技术篇 Ⅰ机械加工基础知识 2011年8月 第一部分：机械加工基础知识 一、机床 (一)机床概论 机床是工件加工的工作母机.一个工件或零件从原始的毛胚状态加工成所需的形状和尺寸,都需在机床上完成. 从加工的对象来分类,机床可以分为： ◆金属加工机床 ◆木材加工机床 ◆石材加工机床等等…. 机械加工的对象大多为金属材料,所以,我们以下涉及的机床只针对金属加工机床. 金属加工机床分类: ◆锻压机床---通过压力使工件产生塑形变形，例如：压力机、弯板机、剪板机等等。 ◆特种机床---通过特种办法加工工件，例如：电火花机床、线切割机床、激光切割机床、水压切割机床等等。
◆金属切削机床---采用刀具、砂轮等工具,除去工件上多余的材料, 将其加工成所需的形状和尺寸的机床,主要包括: 车床:工件与主轴一起旋转,刀具作轴向与径向进给运动.主要用于旋转工件、盘类零件、轴类零件的加工.车床的分类如下： 根据主轴中心线的方向：卧式车床,立式车床. 根据车床的大小：仪表车床、小型车床、普通车床、大型车床。 根据控制方式：普通（手动）车床、简易数控车床、全功能数控车床根据控制轴数：普通（手动）车床与数控车床（X、Z轴）、车铣中心（X、Z、C轴）、复合车铣中心（X、Y、Z、C轴） 根据主轴及刀塔数量：单主轴、双主轴、双刀塔车床。 铣床:刀具旋转，工件与工作台一起作轴向运动。主要用于方型及箱体零件加工。铣床的分类如下： 根据主轴中心线的方向：卧式铣床,立式铣床. 根据控制方式：普通（手动）铣床、数控铣床 根据控制轴数：普通铣床（X、Y、Z轴）、4轴数控铣床（X、Y、Z、A 轴）、5轴数控铣床（X、Y、Z、A、B轴） 根据主轴数量:双主轴铣床。 镗（铣）床:刀具旋转，工件与工作台一起作轴向运动。主要用于铣削与镗孔。一般为卧式。镗床分类如下： 根据镗床大小：台式镗床、大型落地镗铣床。 根据控制方式：普通（手动）镗床、坐标镗床、数控镗床
干摩擦自激振动
干摩擦自激振动 摘要：本文对自激振动产生的条件，以及自激振动的特征进行深入的分析，并举了各种生活中和机械加工中自激振动和强迫振动的实例。也提出了解决干摩擦自激振动的办法。 引起的自激振动广泛地存在于工程实际中，且伴随着粘滞运动的产生，所以对具有粘滞特性的动力学系统的研究具有理论和实际意义。虽然干摩擦的非光滑性给系统动力学解析分析带来很大困难，对此类问题的研究主要采用数值分析和实验研究，但在一定条件下，进行解析分析还是必要和可能的 干摩擦自激振动概述即课题的提出：所谓自激振动，是指振动系统通过本身的运动，不断地向振动系统馈送能量，它与外界激励无关，完全依赖自身的运动来激励。自激振动也称为负阻尼振动，因为这时候振动系统的阻尼是负数，由振动物体运动所产生的阻尼力非但不阻止振动，反而进一步激励振动，从而形成并维持振动。自激振动是一种独特而普遍的现象。独特是指其机理，普遍是指这一现象广泛存在于自然界和工程中。能产生自激振动的系统，称为自振系统。【2】自振系统具有以下特点： 自振系统是非保守系统，在自激振动的过程中有能量的补充和耗散 自振系统是自治系统。自激振动是在不承受周期性外力作用下所产生的周期振动，描述系统振动的微分方程不显含时间ｔ，这与一般非线性系统在周期性外力作用下的受迫振动不同，受迫振动的振幅还
与初始条件有关。【5】 自激振动的现象表现为系统在常能源即数学表达式不显含时间t 的能源支持下做固定频率和固定振幅的振动，这一现象不同于在线性振动和一般非线性振动中的一切情况。【4】在这些情况中，保守系统自由振动是一种理想化了的即不考虑能量耗散的振动，所维持的定常振动在实际系统中并不存在。考虑了实际上存在的阻尼之后，自由振动是衰减的。在这些情况中，要维持定常的振动必须有一个显含时间ｔ的干扰力 自激振动的发生需要两个条件：第一，系统在平衡点附近的不稳定性ｔ第二，迫使系统的工作点略为偏离平衡点的外界干扰。由此可见，自激振动并非不需要外界的激励，自激振动的机理就是常能源能够对振动系统的周期运动做正功，补充系统因为实际上存在的阻尼而耗散的能量，从而维持定常的振动 日常生活中的自激振动现象是非常普遍的。各种管乐器、簧乐器、弓弦乐器等，它们的振动都是自激振动。工程中，自激振动也很常见，而且厉害分明。例如车刀的工作是定常的切削，但在某些条件下，切削力可以对工件或刀架车床系统做正功，补充阻尼引起的消耗而维持一个定常自激振动。【6】 机械加工中的强迫振动是由于外界（相对于切削过程而言）周期性干扰力的作用而引起的振动。 强迫振动的振源有来自机床内部的称为机内振源，也有来自机床外部的，称为机外振源。机外振源甚多，但它们都是通过地基传给
机械制造工艺学第三版王先逵 习题解答
机械制造工艺学习题解答 第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267） 5-1机械加工表面质量包括哪些具体内容？ 答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容： A．加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度；⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。 B．表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。 5-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？ 答：（P231）(1)由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。 (2)加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。 5-3车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.40mm/r，车刀刀尖圆弧半径re=3mm，试估算车削后的表面粗糙度。 5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件速度却得到相反的结果？
答：（P224）砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。 5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？ 答：（P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。 5-8为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？ 答：（P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；(2)温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。而进给量增大时，硬化现象增大的原因是随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。但是，这种情况只是在进给量比较大时才是正确的。 5-11什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？ 答：（P243）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化：1)如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度(碳钢的相变温度为720℃，但已超过马氏体的转变温度(中碳钢为300℃，工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体)，这称为回火烧伤。 2)如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体织织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原来的回火
(完整word版)自激振动、自由振动、受迫振动和共振[转]
自激振动、自由振动、受迫振动和共振[转] 自激振动：结构系统受到自身控制的激励作用时所引起的振动。 自由振动：定义1：激励或约束去除后出现的振动。定义2：引起振动的激励除去后，结构系统所保持的振动。自激振动系统为能把固定方向的运动变为往复运动（振动）的装置，它由三部分组成：①能源，用以供给自激振动中的能量消耗；②振动系统；③具有反馈特性的控制和调节系统。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，耗散能量的组成，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。 自由振动：在外力使弹簧振子的小球和单摆的摆球偏离平衡位置后，它们就在系统内部的弹力或重力作用下振动起来，不再需要外力的推动，这种振动叫做自由振动。简单说自激振动初始状态为不动或只有些微的振动，由于外界驱动下可以自发的激励起来某个模式或多个模式，随着耗散和驱动而其中一个或几个模式增长，其他消亡。自激振动的频率一般就是自由振动频率，但是由于要维持振动就
必须有能量的输入，一般说来自激振动是非线性过程。常见的自激振动如机械表、风吹过某腔体而发声等；自由振动指无外加驱动，当系统偏离平衡状态而引起的振动，这个例子很多，如钟摆拉离平衡点引起的摆动，扔块石子在水面后引起的水波自由振动等。 区别：一个有持续或多次能量馈入，有耗散，振动可维持，一般为非线性过程。一个可以称之为只有一次能量馈入，当有耗散时最终振动会停止，自由振动只是与系统自身相关，可能线性也可能非线性。自由振动和自激振动的本质区别在于，自由振动的激励来自外界，并且只在初始受激励；而自激振动的激励来自自身，并一直存在。受迫振动:线性阻尼系统对简谐性激励的长期响应。为了弥补阻尼造成的机械能损失，使振动持续下去，也可以采用其它方式的激励。自激振动就是一种在单方向（即非振动型）的激励作用下，振动系统的响应。自激振动在激励方式上是不同于受迫振动的。并且，由此导致了另外两个不同点：一是受迫振动的长期行为与初始状态无关，而自激振动的形成却依赖于初始振动的存在，因为若没有初始振动，也就没有可以反馈的信号，系统不能“起振”。二是，受迫振动中，系统对外界激励作出的响应就是“服从”，即受迫振动频率等于简谐性驱动力的频率(当受迫振动驱动力频率等于固有频率时，即发生共振)，而自激振动的频率为系统
机械加工过程中的振动特点及预防措施
机械加工过程中的振动特点及预防措施 在进行机械加工的过程中，工件的表面质量尤为关键，直接关系到工件的使用性能，进而影响到工业生产的稳定运行。在进行机械加工的过程中，由于生产工艺中各项工序的影响会产生振动，由此影响到刀具的加工质量，降低工件的表面质量。为了保证工件的表面质量，要对引起振动的原因进行分析，从而制定出解决的措施，减少振动的发生几率，提高机械加工的质量。 标签：机械加工；强迫振动；自激振动；预防措施 引言 在进行机械加工的过程中，如果出现振动，将会产生非常严重的后果，最直接后果就是影响到工件的表面质量。在正常情况下，刀具与工件之间的距离是按照一定的规范来固定的，如果产生振动，将会对刀具产生附加的动荷载，由此在工件的表面会出现振痕，影响到工件的表面品质以及使用性能。此外，这种振动会严重的磨损到刀具，从而降低刀具的精度和刚度，缩短刀具的使用寿命。振动还会导致机床各连接部位的松动，从而加大间隙，严重时可能会影响到加工的持续。振动所产生的噪声还会影响到工作人员的健康，所以采用相应的措施，减少振动的产生具有重要的意义。 1 机械加工振动的表现和特点 1.1 强迫振动 强迫振动是物体受到一个周期变化的外力作用而产生的振动。如在磨削过程中，由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡，三角皮带的厚薄或长短不一致，油泵工作不平稳等，都会引起机床的强迫振动，它将激起机床各部件之间的相对振动幅值，影响机床加工工件的精度，如粗糙度和圆度。对于刀具或做回转运动的机床，振动还会影响回转精度。强迫振动的特点是：①强迫振动本身不能改变干扰力，干扰力一般与切削过程无关。干扰力消除，振动停止。②强迫振动的频率与外界周期干扰力的频率相同，或是它的整倍数。③干扰力的频率与系统的固有频率的比值等于或接近于 1 时，产生共振，振幅达到最大值。 1.2 自激振动 是由振动系统本身在振动过程中激发产生的交变力所引起的不衰减的振动，就是0激振动。即使不受到任何外界周期性干扰力的作用，振动也会发生。如在磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。工件、机床系统刚性差，或砂轮特性选择不当，都会使摩擦力加大，从而使自激振动加剧。自激振动的特点是：①自激振动的频率等于或接近系统的固有频率。按频率的高低可分为高频颤振及低频颤振。②自激振动能否产生及其振幅的大小，决定于每一振动内系统所获得的能量与阻尼消耗能量的对比情况。③由于持续自激振动的干扰力是由振动
机械加工基础知识讲解
机械加工基础知识讲解 机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加工的工件处于的温度状态﹐分为冷加工和热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化﹐称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工﹐会引起工件的化学或物相变化﹐称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理﹐煅造﹐铸造和焊接。另外装配时常常要用到冷热处理。例如：轴承在装配时往往将内圈放入液氮里冷却使其尺寸收缩，将外圈适当加热使其尺寸放大，然后再将其装配在一起。火车的车轮外圈也是用加热的方法将其套在基体上，冷却时即可保证其结合的牢固性（此种方法现在不知道是否还机械制图） 机械加工包括：是灯丝电源绕组、激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接等。 机械加工：广意的机械加工就是凡能用机械手段制造产品的过程；狭意的是用车床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。 PCD的磨削特点与PCD刀具刃磨技术 随着现代科学技术的高速发展，由聚晶金刚石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN）等超硬材料制成的刀具品种越来越丰富，其性能也得到不断发展和提高。刀片磨料粒径从数十微米、几微米到纳米级；金刚石、立方氮化硼的含量分为低含量、中等含量和高含量；结合剂既有金属、非金属也有混合材料；PCD层厚度从毫米级到微米级；PCD层与硬质合金衬底的结合方式有平面、波纹面；PCD层有高耐磨、高韧性、高耐热等不同特性。目前PCD、PCBN刀具的应用范围扩大到汽车、航天航空、精密机械、家电、木材、电子电气等行业，用于制作车刀、镗刀、铣刀和钻头、铰刀、锪刀、锯刀、镂刀、剃刀等。 尽管PCD、PCBN刀具发展如此之快，但因其高硬度导致的刀具刃磨困难一直困扰着大多数用户，刀片的重磨也主要由原刀具生产厂家来完成。不仅刀具价格高，交货期长，而且占用企业流动资金。因此，很有必要认真研究PCD的磨削特点及PCD刀具的刃磨技术。 2 PCD刀具的制造工艺 PCD切削刀具的生产工艺流程一般包括抛光、切割、固接、刃磨、质检等。PCD超硬材料毛坯直径通常有1/2、1、2、3、4英寸，其表面一般较粗糙（Ra2～
轴类零件机械加工工艺规程设计
轴类零件机械加工工艺规程设计 零件图七
摘要 本设计所选的题目是有关轴类零件的设计与加工，通过设计编程，最终用数控机床加工出零件，数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，它是运用数控原理，数控工艺，数控编程，制图软件和数控机床实际操作等专业知识对零件进行设计，是对所学专业知识的一次全面训练。熟悉设计的过程有利于对加工与编程的具体掌握，通过设计会使我们学会相关学科的基本理论，基本知识，进行综合的运用，同时还会对本专业有较完善的系统的认识，从而达到巩固，扩大，深化知识的目的。 此次设计也是我们走出校园之前学校对我们的最后一次全面的检验以及提高我们的素质和能力。毕业设计和完成毕业论文也是我们获得毕业资格的必要条件。 设计是以实践为主，理论与实践相结合的，通过对零件的分析与加工工艺的设计，提高我们对零件图的分析能力和设计能力。达到一个毕业生应有的能力，使我们在学校所学的各项知识得以巩固，以更好的面对今后的各种挑战。 此次设计主要是围绕设计零件图七的加工工艺及操作加工零件来展开的，我们在现有的条件下保证质量，加工精度及以及生产的经济成本来完成，对我们来说具有一定的挑战性。其主要内容有：分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备，确定加工方案及装夹方案，刀具选择，切削用量的选择与计算，数据处理，对刀点和换刀点的确定，加工程序的编辑，加工时的实际操作，加工后的检验工作。撰写参考文献，组织附录等等。 关键词 加工工艺、工序、工步、切削用量：切削速度（m/min）、切削深度（mm）、进给量（mm/n、mm/r）。
机械加工中的强迫振动现象分析
机械加工中的强迫振动现象分析 沈庆玲 (七台河煤碳职业技术培训学院) 摘 要:主要介绍了机械加工中强迫振动产生的原因及减少强迫振动的途径。关键词:机械加工;强迫振动;误差;隔振 中图分类号:U469105 文献标识码:C 文章编号:1008-3383(2004)03-0062-01 机械加工过程中,在工件和刀具之间常产生振 动。产生振动时,工艺系统的正常切削过程便受到干扰和破坏,从而零件加工表面出现振纹,降低了零件的加工精度和表面质量。 机械加工过程中产生的振动,按其产生的原因来分,可分为自由振动、受迫振动和自激振动三大类。自由振动往往是由于切削力的突然变化或其他外力的冲击等原因所引起的。这种振动一般可以迅速衰减,因此对机械加工过程中的影响较小。而受迫振动和自激振动都是不能自然衰减而且危害较大的振动。下面主要对强迫振动进行简单的分析。 1 强迫振动产生的原因 机械加工中的强迫振动,是一种由工艺系统内部或外部周期交变的激振力作用下引起的振动。机械加工中引起工艺系统强迫振动的激振力,主要来自以下几方面。 111 机床上高速回转的零件的不平衡 机床上高速回转零件较多,如电动机转子、带轮、主轴、卡盘和工件、 磨床的砂轮等,由于不平衡而产生激振力F (即离心惯性力)。如图1所示是一个安装在简支梁上的电动机,以ω的角速度旋转时,假如由于电动机转子不平衡而产生离心力F n ,则F n 沿X 方向的分力F x (F x =F n cos ωt )就是该梁的外界周期干扰力。在这一干扰力的作用下,简支梁将作不衰减的振动。 图1 强迫振动力学模型 112 机床传动系统中的误差 机床传动系统中的齿轮,由于制造和装配误差 而产生周期性的激振力。此外,皮带接缝,轴承滚动体尺寸差和液压传动中油液脉动等各种因素均可能引起工艺系统强迫振动。 113 切削过程中本身的不均匀性 切削过程中的间歇特性,如铣削、拉削及车削带有键槽的断续表面等,由于间歇切削而引起切削的周期性变化,从而激起振动。 114 外部振源 由邻近设备(如冲压设备、龙门刨等)工作时的强烈振动通过地基传来,使工艺系统产生相同(或整倍数)频率的强迫振动。 综合上面的讨论,可以看出强迫振动的主要特点有以下几方面。 (1)强迫振动是在外界周期性干扰力的作用下产生的,但振动本身并不能引起干扰力的变化。当干扰力停止时,则工艺系统的振动也随着停止。 (2)不管振动系统本身的固有频率如何,强迫振动的频率总是与外界干扰力的频率相同。 (3)强迫振动的振幅大小在很大程度上决定于干扰力的频率与系统固有频率的比值λ。当比值等于或接近1时,振幅将达到量大值,这种现象通常称为“共振”。 (4)强迫振动的振幅大小还与干扰力、系统刚度及其阻尼系数有关。 2 减小强迫振动的措施和途径 (1)减少或消除振源的激振力:例如精确平衡各回转零件、部件,对电动机的转子和砂轮不但要进行静平衡,而且要进行动平衡。轴承的制造精度以及装配和调试质量常常对减小强迫振动有较大的影响。 (2)隔振:即在振动的路线中安放具有弹性性能的隔振装置,使振源所产生的大部分振动由隔振装置来吸收,以减小振源对加工过程中的干扰。如将机床安置在防振地基上及在振源与刀具和工件之间设置弹簧或橡皮垫片等 。 (3)提高工艺系统的刚度及增大阻尼,其目的是使强迫振动的频率远离系统的固有频率。如使其避开共振区,使在λ≤0或λ≥0的情况下加工,采用刮研接触面来提高部件的刚度。 (4)采用阻尼器:通过阻尼作用,将振动能量转换成热能散失掉,以达到减振目的。 以上分析了机械加工中强迫振动的原因及特点、减小振动的措施和途径,随着科学技术的发展,也将有更好的措施。 收稿日期:2004-01-08 2004年 第3期(总第121期) 黑龙江交通科技 HEI LONG J I ANG J I AOTONG KE J I No.3,2004 (Sum No.121)
机械加工工艺基础知识点总结精编版
机械加工工艺基础知识 点总结 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
机械加工工艺基础知识点总结 一、机械零件的精度 1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准。理解配合制、公差等级及配合种类。掌握极限尺寸、偏差、公差的简单计算和配合性质的判断。 基本术语：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、（尺寸）公差、标准公差及等级（20个公差等级，IT01精度最高；IT18最低）、公差带位置（基本偏差，了解孔、轴各28个基本偏差代号）。 配合制： （1）基孔制、基轴制；配合制选用；会区分孔、轴基本偏差代号。 （2）了解配合制的选用方法。 （3）配合类型：间隙、过渡、过盈配合 （4）会根据给定的孔、轴配合制或尺寸公差带，判断配合类型。 公差与配合的标注 （1）零件尺寸标注 （2）配合尺寸标注 2.了解形状、位置公差、表面粗糙度的基本概念。理解形位公差及公差带。 几何公差概念： 1）形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。 2）位置公差：位置度、同心度、同轴度。作用：控制形状、位置、方向误差。3）方向公差：平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、面轮廓度。 4）跳动公差：圆跳动、全跳动。 几何公差带： 1）几何公差带 2）几何公差形状 3）识读 3.正确选择和熟练使用常用通用量具（如钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺等）及专用量具（如螺纹规、平面样板等），并能对零件进行准确测量。 常用量具： （1）种类：钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺。 （2）识读：刻度，示值大小判断。 （3）调整与使用及注意事项：校对零点，测量力控制。 专用量具： （1）种类：螺纹规、平面角度样板。 （2）调整与使用及注意事项 量具的保养 （1）使用前擦拭干净 （2）精密量具不能量毛坯或运动着的工伯 （3）用力适度，不测高温工件 （4）摆放，不能当工具使用 （5）干量具清理
再谈荡秋千——兼谈自激振动
万方数据
万方数据
再谈荡秋千——兼谈自激振动 作者：刘延柱， LIU Yanzhu 作者单位：上海交通大学工程力学系,上海,200030 刊名： 力学与实践 英文刊名：MECHANICS IN ENGINEERING 年，卷(期)：2007,29(3) 被引用次数：4次 参考文献(6条) 1.武际可从荡秋千说开去--漫话共振[期刊论文]-力学与实践 2003(02) 2.潘百齐全唐诗精华分类鉴赏集成 1989 3.刘延柱;忻鼎亮人体的自激摆动 1985(04) 4.刘延柱;陈文良;陈立群振动力学 1998 5.Barkov B;Steindl A;Troger H A targeting strategy for the deployment of a tethered satellite system 2005 6.Magnus K Schwingungen 1969 本文读者也读过(10条) 1.陈建平.陶秋帆.袁健荡秋千动力学过程的数值模拟[期刊论文]-力学与实践2008,30(2) 2.武际可从荡秋千说开去--漫话共振[期刊论文]-力学与实践2003,25(2) 3.李纯荡秋千能量转换分析[期刊论文]-陕西师范大学学报(自然科学版)2003,31(z1) 4.林毅贞关于荡秋千的功能问题讨论[期刊论文]-青年与社会·中外教育研究2009(2) 5.刘世清秋千非线性参变共振解的简单推导[期刊论文]-大学物理2004,23(2) 6.贺承绪.张可.谈应朝.杨国华.He Chengxu.Zhang Ke.Tan Yingchao.Yang Guohua关于荡秋千的能量分析[期刊论文]-物理与工程2005,15(1) 7.刘延柱漫话踢毽子、羽毛球和射箭[期刊论文]-力学与实践2008,30(3) 8.李烨然.何国敬再谈秋千越摆越高的力学原理[期刊论文]-物理教师2009,30(6) 9.佘守宪.SHE Shou-xian秋千--力学模型,初等分析与参数共振微扰解析解[期刊论文]-大学物理2005,24(5) 10.刘延柱.LIU Yanzhu曾逐东风拂舞筵——再谈自激振动[期刊论文]-力学与实践2007,29(6) 引证文献(4条) 1.刘延柱太空中的单摆[期刊论文]-力学与实践 2013(4) 2.尤明庆关于荡秋千力学原理的一个注记[期刊论文]-力学与实践 2010(3) 3.陈建平.陶秋帆.袁健荡秋千动力学过程的数值模拟[期刊论文]-力学与实践 2008(2) 4.刘延柱曾逐东风拂舞筵——再谈自激振动[期刊论文]-力学与实践 2007(6) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/4a6593357.html,/Periodical_lxysj200703024.aspx
轴类零件机械加工工艺规程制定
轴类零件机械加工工艺规程制定 发表时间：2013-12-03T10:54:32.420Z 来源：《赤子》2013年10月下总第292期供稿作者：江灵智[导读] 对一些适用于特殊场合、对其加工条件及方式存在多种限制的零部件，可对其进行此操作 江灵智 （浙江申林汽车部件有限公司，浙江温岭 317507） 摘要：在机械运动装置传递运动形式中，轴类零件是不可或缺的部件之一。各传动件不仅通过轴类零件传递扭矩带动运动，另外也通过其承受载荷。轴类零件的加工质量决定着它在机械运动中的性能，本文就轴类加工工艺规程予以讨论，以求获得更为完善的产品，提高其利用率，延长使用寿命。 关键词：轴类零件；加工工艺；规程 中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：1671-6035（2013）10-0000-01 轴类零件是机械装置中的典型零件之一。它不仅是传动零部件的载体，还具有扭矩和运动形式传送的作用，实现机械装置间连续运动。轴类零件根据外形的差异，有直轴、曲轴和软轴之分，这里讨论的主要以直轴为主。其包括有光轴、阶梯轴等。由于轴类零件在机械传动中至关重要，其精度、表面粗糙度等需符合使用标准，因而其加工工艺流程必须经过严格的工艺规程。无论是加工光轴、阶梯轴或是空心轴等其他轴类零件，其加工工艺基本上是一致的，针对不同的结构，只需要在细节上做些处理。 一、毛坯及材料的选择 加工轴类零件之前，首先应该挑选使用哪种材料的毛坯。毛坯是否选取适当，将决定后期加工难度和工作量。轴类毛坯根据轴类现场使用场合、加工制造分类、加工预期成本、现有加工车床的限制等而定，一般常使用棒料、锻件等，棒料适用于阶梯不太明显趋近于光轴的轴类零件，相反地，若是外圆间变化较大的阶梯轴或是起到关键作用的轴类，通常是选取锻件毛坯。另在选择毛坯时，优先选择外形形状和大小贴近于制造零件的毛坯，这样可减少零件加工所需的冗余工作，提高生产效率，同时也降低了生产成本。毛坯材料的选择需根据实际使用中轴类零件工作而定，如其支承的传动件的重量，其传递的扭矩等。因而，在选择毛坯材料时，其抗变形能力、抗弯曲能力、耐磨度等是重要参数，并需经过不同的热处理来强化这些参数。[1] 二、定位及装夹方式的确定 待选定使用哪种毛坯后，需通过定位和装夹装置标记最优的加工点。基准表面及装夹方式的确定，决定着零件经过车削后其大小和切削位置与理论上的偏移程度。在选择参考平面用作基准时，主要有粗基准和精基准类型，根据零件各位置不同功能而定的误差范围值，选取合适的基准。一般粗基准使用可加工范围广、表面平滑、较为重要的未加工表面；优先使用已加工处理的表面作为精基准的参考面，尤其是其他未进行修改的面都能以此为准的表面。在一些情况下，也可采用互为基准和自为基准等方式确定基准面。[2] 毛坯零件的装夹方式根据待加工零件的形状而定，针对矩形的零件，使用合适的平口钳夹住固定；针对圆状零件，使用三爪卡盘压在铣床床面上；针对特殊形状的零件，可制作专用的铣床夹具。 三、加工工艺分析 轴类零件加工遵循的原则与其他加工类似，切削工艺安排严格按照“先攻基准、先粗后精、先主后次、先面后孔”的原则执行。使用数控车床车削误差变化范围较小的零件时，起始位置点选择为轴的最右端。 1.首先分析零件样图。 零件图样中给出的一些使用参数，以及表面粗糙度、平行度、同心度等数值要求，是我们在作加工工艺的指导依据。 2.加工路线的拟定。 对零件图分析后，可确定零件的定位基准。根据加工工序中“基准先行”的规则要求，在设计中作为基准使用的外围面需优先进行，方便其他表面的加工。此加工可采用外圆车削的方式，包括有粗车、半粗车、精车等阶段；其次，根据“先主后次”的原则，优先处理尺寸接近于理想状态约束较多的零件外围部分。而轴上的矩形键槽、花型键槽及螺孔等在外围表面加工到某个精度后执行；再次，当零件要求钻孔时，需先加工端面，然后再钻孔，这样就可确保一些情况下指定的同心度、平行度等条件，提高孔的加工精度。 四、工艺过程 确定了轴类零件的主要基准面和实施方案，待毛坯正确地装上和固定时，其操作流程可开始执行。轴类零件常用的加工方法为车削和磨削。前者适用于粗加工场合，相反地，后者则在精加工上占有优势。零件成型历时三种时期，即预加工处理、半精加工处理、精加工处理时期，若是对零件的尺寸等有更严格限制，可再加上光整加工工序。[3] 1.毛坯的预加工。 在选择毛坯时，其与成品是有差别的，通过粗加工切除毛坯上的多余存量，使得毛坯的形状和大小接近于成品，为后续加工提供便利，节约生产成本。预加工主要包括有对毛坯的校正，主要针对毛坯在各种条件下产生的变形弯曲等情况；另有当使用棒料时，应切除毛坯与实际成品相比的多余部分；当一些零件需要钻孔时，需先切端面然后钻孔；若是使用锻件或是尺寸较大的铸件，还需拉荒处理，除去其表面的氧化层，减少加工余量。 2.轴类零件的半精加工。 半精加工方案实施在粗加工之后，进一步缩小与理论上的差距，使成品更接近于要求。在使用半精方式加工前，需添加一道工序，即对零件实行调质，改变物理结构，进而改善其抗弯曲和抗变形能力。 3.精加工。 零件经过半精加工后还会存在较小范围的误差，此时需要通过精加工处理零件，以符合零件图样中的指标。同样地，在进行精加工前，其物理结构也需改变，对零件的一些部分需进行加热升温处理；并通过对外圆表面和一些锥面进行精磨，以确保主轴中最重要表面的精度要求。精加工一般选择使用磨具，其对零件的切除操作影响甚微，可实现趋近与理想状态下的成品。 4.光整加工。 对一些适用于特殊场合、对其加工条件及方式存在多种限制的零部件，可对其进行此操作。
机械加工材料基本知识
Q195 、Q215 ，用于铆钉、开口销等及冲压零件和焊接构件。 Q235 、Q255 ，用于螺栓、螺母、拉杆、连杆及建筑、桥梁结 构件。 Q275 ，用于强度较高转轴、心轴、齿轮等。 Q345 ，用于船舶、桥梁、车辆、大型钢结构。 08 钢，含碳量低，塑性好，主要用于制造冷冲压零件。 10、20 钢，常用于制造冲压件和焊接件。也常用于制造渗碳件。 35、40、45、50 钢属中碳钢，经热处理后可获得良好的综合力学性能，主要用制造齿轮、套筒、轴类零件等。这几种钢在机械制造中应用非常广泛。 T7、T8 钢，用于制造具有较高韧性的工具，如冲头、凿子等。 T9、T10、T11 钢，用作要求中等韧性、高硬度的刃具，如钻头、 丝锥、锯条等。 T12、T13 钢，用于要求更高硬度、高耐磨性的锉刀、拉丝模具 等。 （二）合金钢 合金钢的分类方法有多种，常见的有以下两种。 （1）按用途分类? 分为三类：
合金结构钢，用于制造各种性能要求更高的机械零件和工程构 件； 合金结构钢，用于制造各种性能要求更高的刃具、量具和模具； 特殊性能钢，具有特殊物理和化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、 耐磨钢等。 （2）铵合金元素总含量多少分类? 分为三类： 低合金钢，合金元素总含量小于5%； 中合金钢，合金元素总含量为5%- 10%; 高合金钢，合金元素总含量大于10%。 2．合金钢牌号的表示方法 合金钢是按钢材的含碳量以及所含合金元素的种类和数量编号 的。 ①钢号首部是表示含碳量以及所含合金结构钢与碳素结构钢相同，以万分之一的碳作为单位，如首部数字为45，则表示平均含碳量为%；合金工具钢以千分之一的碳作为单位，如首部数字为 5，则表示平均含碳量为%。 ②在表示含碳量的数字后面，用元素的化学符号表示出所含的 合金元素。合金元素的含量以百分之几表示，当平均含量小于%时，只标明元素符号，不标含量。如25Mn2V表示平均含碳量为%含
机械加工自激振动的研究
机械加工自激振动的研究Ξ 徐 伟1,雷盛开2 (1.广东技术师范学院,广东广州 510655;2.三峡大学职业技术学院,湖北宜昌 447002)) 摘 要:探讨机械加工中自激振动的产生机理,简述减少自激振动的途径,通过合理选择切削用量,提高工艺系统的抗振性等措施,可取得较好效果。 关键词:机械加工;自激振动;机理;途径 中图分类号:TH113.1 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2004)03-0023-02 在机械加工过程中,工艺系统的振动会破坏刀具与工件之间正常的运动轨迹,给机械加工带来较大的危害,具体表现在以下几个方面:①影响加工表面质量,频率低时产生波纹,频率高时产生微观不平度;②降低生产效率,加工中的振动制约了切削用量的提高,严重时甚至使切削不能正常进行;③缩短刀具、机床等的使用寿命;④振动产生的噪声污染了环境。 据统计,机械加工过程中的振动以自激振动为主,约占总数的70%以上。为了保证零件的加工质量,在机械加工过程中,必须采取相应的工艺措施对自激振动加以控制。 1 产生自激振动的机理[1] 切削过程中产生的自激振动是一种频率较高的强烈振动,通常又称为颤振。对于它的产生机理,虽然从20世纪50年代以来进行了许多研究,但尚无完全成熟的理论,还不能用一种理论来阐明各种状况下的切削(磨削)自激振动。目前运用较多的主要有再生颤振原理、振型耦合颤振原理两种系统理论。 1.1 再生颤振原理 (1)再生颤振现象的产生 在稳定的切削过程中,由于偶然的扰动(材料的硬疵点,加工余量不均匀,或其他原因的冲击等),工艺系统会产生1次自由振动,并在加工表面上留下相应的振纹。当工件转至下1转时,由于切削到重叠部分的振纹使切削厚度发生改变,引起切削力的变化,使系统再一次振动,并在本转加工表面上产生新的振纹,这个振纹又会影响到下一圈的切削,从而造成持续的振动。这种后续切削中重复再生的振动,形成了再生颤振。 由此可见,再生颤振来源于切削厚度改变所引起的动态切削力,但并非动态切削力存在就一定会导致再生颤振,这还要取决于工艺系统的各种组合条件。 (2)再生颤振产生的必要条件 再生颤振的产生必须同时具备以下3个必要条件: ①重叠切削系数μ>0 如图1所示为磨削加工示意图,当砂轮宽度B大于工件每转进给量f时,工件后1转的磨削区和前1转的磨削区具有重叠部分,其大小可用重叠切削系数μ表示: μ=B-f B 从重叠切削系数μ的表达式中,可以分析出在纵向加工(如纵车、纵磨等)中,0<μ<1;在径向切入加工(如切槽、横磨、钻削等)中,μ=1;而在车(磨)螺纹或纵车螺纹外圆时,μ=0。 从再生颤振理论上讲,只有μ>0,加工中才有重叠切削,才可能产生颤振。而实际上,当μ=0时,却有可能发生颤振(而理论上应该是不会发生的), 这说明了再生颤振理论的局限性。 图1 磨削加工示意图 ②相邻两振纹的相位差Ψ满足0>Ψ>-π 首先,我们假设;系统连续发生频率为f的颤振,其工件转速为n;颤振状态下的振纹(即切削轨迹)为正弦曲线;只考虑刀具沿工件径向方向上的振动位移。 根据上述假设,可推导出工件一转间残留在表面上的振纹数为 J= 60f n =J0(整数)+ε(小数) (-0.5<ε<0.5)因为1个振纹周期相当于360°的相位角,所以相邻两振纹间的相位差为Ψ=2πε。显然,ε和Ψ均是f和n的函数,只要f和n中任何1个有微小变化,ε和Ψ就有很大的变化。 图2所示是在1个振纹周期内相邻两振纹的四种相位差情况,实线表示前1振纹,虚线表示后1振纹。在图2(d)(0>Ψ>-π)中的1个振纹周期内,在前半周ab段(切入),振动位移与刀具受力方向相反,此时动态切削力起抑制作用;而在后半周bc段(切出),振动位移与刀具受力方向相同,此时动态切削力起促进作用。就整个周期而言,bc段的平均切削厚度大于ab段,所以,由动态切削力产生的促进作用大于抑制作用,即动态切削力所作的正功大于负功,从而系统发生持续颤振。 ? 3 2 ? Ξ收稿日期:2003-10-14 作者简介:徐 伟(1967-),男,江苏南通人,副教授,研究方向为机械CAD/CAM、数控加工等。
