机械加工过程中振动的影响
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机械振动在机械工程中的应用成晓(江苏师范大学,江苏连云港 222000)摘要:本文综述了机械振动在机械工程中的应用。
首先分析了机械振动的危害;然后提出了控制或减小振动的主要途径;最后举例说明机械振动在机械工程中的应用。
关键词:机械振动;机械工程;振动筛Mechanical vibration and its applications in mechanicalengineeringCheng Xiao(Jiangsu Normal University ,Jiangsu, Lianyungang 222002)Abstract: This paper intends to elaborate the applications of mechanical vibration in mechanical engineering. Firstly, the reasons of mechanical vibration are analyzed. Secondly, the main methods to control and decrease the vibration are presented in detail. Finally, examples are present to show the application of mechanical vibration in Mechanical EngineeringKeywords: Mechanical vibration; mechanical engineering ; oscillating screen一机械振动机械振动也简称为振动,物理学上是这样给它定义的:物体在平衡位置附近做往复运动的运动。
在现实生活中我们能看到很多机械都是运用机械振动这一学说理论来建造出来的。
比如筛分设备、输送设备、给料设备、粉碎设备等等机械设备都是将理论运用到现实生活中的结果。
第1篇一、引言槽刀振刀是数控机床加工过程中常见的一种加工缺陷,严重影响加工精度和表面质量。
本文针对槽刀振刀问题,分析了其产生的原因,并提出了一系列解决方案,旨在提高加工效率和产品质量。
二、槽刀振刀产生的原因1. 机床方面(1)机床刚性不足:机床主轴、立柱、工作台等部件刚性不足,容易产生振动。
(2)机床精度不高:机床导轨、轴承、齿轮等部件精度不高,导致加工过程中出现振动。
(3)机床装配不当:机床装配过程中,各部件间隙过大或过小,影响机床的整体刚性。
2. 加工参数方面(1)切削速度过高:切削速度过高,刀具与工件之间的摩擦力增大,容易产生振动。
(2)进给量过大:进给量过大,刀具与工件之间的切削力增大,导致振动加剧。
(3)切削深度过大:切削深度过大,刀具与工件之间的切削力增大,容易产生振动。
3. 刀具方面(1)刀具刃口磨损:刀具刃口磨损,切削力增大,容易产生振动。
(2)刀具刚性不足:刀具刚性不足,容易在切削过程中产生振动。
(3)刀具安装不当:刀具安装不当,导致刀具与机床主轴之间的间隙过大或过小,影响切削稳定性。
4. 工件方面(1)工件材料硬度不均匀:工件材料硬度不均匀,导致切削力不均匀,容易产生振动。
(2)工件表面质量差:工件表面质量差,如存在毛刺、划痕等,影响切削稳定性。
(3)工件尺寸不稳定:工件尺寸不稳定,导致加工过程中切削力不均匀,容易产生振动。
三、槽刀振刀解决方案1. 机床方面(1)提高机床刚性:选用高刚性的机床,提高机床主轴、立柱、工作台等部件的刚性。
(2)提高机床精度:选用高精度的机床,确保机床导轨、轴承、齿轮等部件的精度。
(3)优化机床装配:合理调整机床各部件间隙,提高机床整体刚性。
2. 加工参数方面(1)合理选择切削速度:根据工件材料、刀具和机床性能,选择合适的切削速度。
(2)合理选择进给量:根据工件材料、刀具和机床性能,选择合适的进给量。
(3)合理选择切削深度:根据工件材料、刀具和机床性能,选择合适的切削深度。
机械振动研究机械振动的原因特性和控制方法机械振动研究:机械振动的原因、特性和控制方法机械振动是指机械装置在工作过程中产生的波动现象,它会影响机械设备的正常运行和寿命。
本文将探讨机械振动的原因、特性以及一些常用的控制方法。
一、机械振动的原因1. 不平衡:机械设备中存在的不平衡质量会导致振动。
比如旋转部件的质量分布不均匀,转子中心轴偏离几何中心等。
2. 轴承问题:轴承的损坏、磨损或不良安装都可能引起机械振动。
轴承的故障会导致旋转部件的不规则运动,进而引起振动。
3. 动力装置问题:能源输入装置(如电机)的问题可能导致机械振动。
比如电机在转子动平衡或接线不良的情况下会引发振动。
4. 摩擦与间隙:摩擦力和间隙会导致机械部件的不稳定运动,产生振动。
此外,润滑不良也可能触发机械振动。
5. 外界激励:机械设备所处的工作环境也可能成为外界激励的源头。
例如,设备周围的振动源、流体力学问题或地震等都可引发机械振动。
二、机械振动的特性1. 振动的频率:振动的频率是指单位时间内振动的次数。
机械振动的频率通常以赫兹(Hz)为单位进行测量。
2. 振动的幅值:振动的幅值是指振动过程中的最大偏移距离或最大速度。
它可以用来描述振动的强度。
3. 振动的相位:振动的相位是指振动过程中的位置关系。
它可以描述不同振动源的相对运动状态。
4. 振动的频谱:机械振动的频谱是指将振动信号在频域上的表示方法。
通过分析振动频谱可以得到振动源的特性和故障信息。
三、机械振动的控制方法1. 动平衡技术:对于不平衡产生的振动问题,可以通过动平衡技术来解决。
动平衡是利用平衡机或振动仪等设备,在设备运行时进行动态平衡调整,使设备达到平衡状态。
2. 轴承维护与保养:定期对轴承进行维护和保养,包括润滑、紧固、检修等,可以减少机械振动的发生。
3. 振动隔离技术:通过使用减振器、隔振垫等装置来减小振动的传导和辐射,降低机械设备对周围环境的振动影响。
4. 减少摩擦与间隙:优化机械组件的设计和加工工艺,减小摩擦力和间隙,从根本上减少振动产生。
振动力学论文题目:自激振动形成及分析院系:新科学院机械工程系专业年级:机制104姓名:王岩军学号:2010200417摘要:机械加工过程中产生的的自激振动主要分强迫振动与自激振动。
本文主要讲述关于工艺系统中自激振动产生的原因,对其进行全面分析,最后得到控制的方法。
关键词:强迫振动,自激振动,强迫振动的特征,自激振动产生的原理,产生自激振动的条件,自激振动的激振机理,解决方法。
序言:振动是在机械加工过程中,因机床工件或刀具发生周期性的跳动。
加工过程中如发生振动,会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状痕迹,使表面光洁度显著下降,还会使机床、夹具中的连接零件松动,缩短机床使用寿命,影响工件在夹具中的正确定位。
此外,由于振动,势必降低切削速度,损坏切削工具,降低生产率,造成噪声污染。
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。
【1】1、机械加工过程中的强迫振动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。
1.1强迫振动产生的原因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床的,可以通过加设隔振地基加以消除。
机内振源主要有机床旋转件的不平衡、机床传动机构的缺陷、往复运动部件的惯性力以及切削过程中的冲击等。
【2】1.2强迫振动的特征机械加工中的强迫振动与一般机械振动中的强迫振动没有本质上的区别:在机械加工中产生的强迫振动,其振动频率与干扰力的频率相同,或是干扰力频率的整数倍。
强迫振动的幅值既与干扰力的幅值有关,又与工艺系统的动态特性有关:在干扰力源频率不变的情况下,干扰力的幅值越大,强迫振动的幅值将随之增大。
机械加工振动产生的原因及消除方法摘要:众所周知,在机械加工的过程中,存在着一个普遍的现象那就是机械振动,其实,机械振动是由多方面的因素造成的。
本文主要对机械加工过程中,机械振动的分类和特点进行了阐述,对机械振动的成因和影响展开了分析,同时对如何更好的解决机械振动产生的不利影响进行了深入的研究。
关键词:机械加工;振动产生;原因;消除方法引言机械加工是一项长期、循环往复的过程,由于长时间的运行,刀具和工件往往会受到很大的影响,因而不可避免的出现机械振动的情况。
在振动现象的影响下,加工部件的精度大大被降低,这对生产率的提高是非常不利的。
所以,应根据机械加工中出现的振动类型和产生的原因加以分析,采取有效的手段来降低或消除振动,从而提高机械生产的效率和质量。
1 机械加工振动类型在长时间的分析和实践中,按照机械振动产生的原因来分可以分为三类:自由振动、强迫振动和自激振动。
在机械运转时如果振动系统受到激振力的作用时会破坏机械的平衡状态,把能约束激振力的方式叫做自由振动,制造企业的机械加工系统自身具有一定阻尼,因此,自由振动会相对减弱,不会对机械加工产生过多的负面影响,属于机械加工振动中影响最小的一种振动。
而不同于自由振动,受迫振动和自激振动本身不能靠系统自身减弱振动,相反会对机械加工产生严重影响,本文接下来将对受迫振动及减振措施和自激振动及减振措施进行详细的分析和探讨。
2 振动产生的原因分析2.1自由振动产生的原因发生自动振动形式的主要原因是由于机械系统自身的弹力、重力作用下形成的,而没有任何外力参与。
因为组你和内耗都是振动系统中的一部分,比如简谐振动等,因此产生自由振动的原因是由于弹性元件或者惯性元件引发的。
2.2强迫振动产生的原因2.2.1高速回转出现不平衡状态,机械机床中高速回转的零件非常多,其中包括主轴、电机、皮带、磨床中的砂轮等等,就是由于出现不平衡状态导致出现离心惯性作用。
2.2.2机床传动零件缺陷所引起的周期性变化的传动力。
车削加工中振动产生原因及消除措施摘要:工作人员在进行车削加工时不难发现会导致一定的振动,这种振动使正常的加工系统受到影响,影响正常的工作甚至加工产品的外表,因为振动系统受损后导致外观模型变样。
一旦发生这种情况,还会导致整个车削加工加床和刀片的受损,从而大大降低工作效率,影响工作人员的工作情绪。
如果降低一定的噪音,则可以提升工作效率,所以掌握车削加工中导致产生振动的原因十分重要。
关键词:车削加工;振动;原因引言在进行车削加工过程中,导致振动的现象有很多,文章主要针对产生原因,根据不同振动现象提出了相应的改善建议和改进措施。
希望能够对车削加工提供一定的帮助,大大减少车削加工过程中所产的噪音和振动,从而提高加工效率,减轻工作人员的烦躁情绪,使加工人员能够更好地投入到工作中。
1振动的类型在机械加工中产生的振动,按产生的原因来分类,都具有自由振动、受迫振动和自激振动,与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
自由振动是当振动系统的平衡被破坏,由弹性力来维持系统的振动。
是切削力的突然变化或其它外力冲击引起的。
可快速衰减,对车床加工影响非常小,可忽略不计。
受迫振动产生的原因是由系统外部或内部周期变化的激振力(也叫振源)的作用下而产生的振动,共振是受迫振动中的一个特例。
此振动主要由以下几方面原因产生高速回转存在不不衡,例如卡盘和工件、主轴、电动机转子、带轮等。
就是因为零件的不平衡而产生激振力F(也叫离心惯性力),车床传动存在误差,车床传动当中的齿轮组,由于制造误差、装配误差产生了周期变化的激振力;液压传动中油液脉动、轴承滚动体尺寸差、皮带接缝等因素。
自激振动是在没有外激励作用的情况下由系统自身激发所产生的一种振动,特点是一种不衰减的振动过程本身能引起周期性变化的力,此力可从非交变特性的能源中周期性地获得能量的补充,以维持这个振动。
主要是车削过程中工件系统的弯曲振动(低频振动)和车刀的变形产生的弯曲振动(高频振动)。
机械加工中机械振动的原因解析与应对机械加工中的振动是指在加工过程中机械设备出现的不规则摆动或颤动现象。
机械振动的原因包括以下几个方面:设备结构、不平衡、装配误差、松动和磨损、切削力、介质、自激振动等。
针对这些原因,我们需要采取相应的措施来应对机械振动,以保证加工质量和设备的正常运行。
设备结构是机械振动的一个重要原因。
设计和制造中应充分考虑结构的优化,减小设备的固有振动频率,增强刚度和稳定性。
合理的结构设计能够减少振动的产生和传播。
不平衡是机械振动的常见原因之一。
不平衡可以分为静不平衡和动不平衡两种。
静不平衡是指设备在静止状态下由于部件质量分布不均匀而导致的不平衡现象;动不平衡则是设备在运动状态下由于转子不平衡而引起的振动。
针对不平衡问题,我们可以通过动平衡调整和静平衡校正来解决。
动平衡调整是通过添加或去除适量的平衡块,使设备在运转时转子靠近平衡状态。
静平衡校正则是通过重心位移或样件加工去除杂质等方法来消除设备的静不平衡。
装配误差也是机械振动的一个常见原因。
当设备的组装间隙过大或过小,或者由于安装标准不正确而导致的装配误差,都会引起设备的振动。
为了解决装配误差带来的振动问题,我们应该严格按照技术标准进行设备的组装和安装,确保装配精度,避免装配误差的产生。
松动和磨损也会导致机械振动。
当设备的连接件松动或部件磨损严重时,会引起设备的振动。
为了解决这个问题,我们需要定期检查和维护设备,及时发现并修复松动和磨损的部件,确保设备的正常运行。
切削力也是机械振动的一个重要原因。
当设备在加工过程中承受切削力时,会产生振动。
为了降低切削力对设备的影响,可以采取一些措施,如合理选择加工参数,增加切削液的冷却和润滑效果,使用合适的刀具和切削液等。
在机械加工中,介质的振动也不可忽视。
当机械设备与介质接触时,会产生介质振动。
为了减小介质振动的影响,可以采取一些方法,如增加结构的隔振措施,使用减振材料等。
自激振动也是机械振动的一个重要原因。
数控机床加工过程中振刀的原因及处理措施随着数控机床技术的不断进展,数控机床在高精度、高速度、高稳定、高效率上也有了很大的进步。
但在加工过程中,刀具和工件之间在不间断的运动,机床的振动是不可避开。
但通过合理的措施,可以避开由于振动现象导致振刀现象的发生。
下面昆山渡扬数控就来和你共享数控机床加工过程中振刀的原因并提出相应的处理措施。
一、数控机床产生振刀问题的原因1.机床在加工过程中产生共振共振是一种常见的物理现象。
机床工作中,受到周期性驱动力的频率与其自生的自激振动频率相同时,将会发生共振现象。
发生共振现象会导致振动幅度加大,因而会对机床的加工质量产生很大的影响。
共振造成振幅过大,会导致刀具和工件运行轨迹发生变化,引起位置偏移,这样会降低加工表面的质量和尺寸精度,加添工件表面粗糙,显现振纹。
2.机床导轨部件“爬行”现象机床爬行是机床运行部件显现低速运动或者小量位移时,做非匀速运动,在进给和调整运动会显现时快时慢现象。
产生爬行的原因是摩擦阻力的变化。
在机床运行中,运行的速度地域某一数值即临界值速度时会产生爬行。
此时加工的工件表面会产生震颤,产生振纹。
3.工件刚性差机械加工过程中,对修长轴型的外圆车削加工,工件在转动过程中,会产生弯曲变形从而产生摇摆,这样会导致打刀、振刀等问题。
同时,薄壁零件的外圆车削时,简单发生装夹变形,也简单显现打刀或者振刀问题。
在车削加工不规定零件过程中,驱动力往往不是作用在工件重心上,在高速切削条件下,会引起主轴变形,从而导致机床振动和振刀现象的发生。
4.刀具安装刚性差例如刀杆尺寸太小或伸出过长,会引起刀杆颤抖。
数控车床车刀垫铁不平整,或者锁紧螺母没有压紧时,同样会导致刀具的振动。
5.切削力变化大切削过程中,切削层金属内显现夹杂、晶粒粗大等问题;或者加工表面不规定时,切削时宽时窄时厚时薄等,这些由于切削力的变化会引起机床振动以及振刀现象。
二、数控机床产生振刀问题的解决措施1.除去机床共振的措施数控机床的静刚度和动刚度取决于机床制造商的设计和制造工艺,一台安装好的机床其固有频率是固定的。
机械制造加工业职业危害及预防模版机械制造加工业是一个重要的制造领域,为工业发展提供了关键的支持。
然而,这个行业也存在着一些职业危害,对工人的健康和安全构成了威胁。
为了保障工人的权益和安全,预防职业危害是至关重要的。
本文将介绍机械制造加工业的常见职业危害及相应的预防措施。
一、机械制造加工业的职业危害1. 机械伤害:机械制造加工业中的机床操作和维修过程中,工人常常面临机械伤害的风险,如碰撞、夹伤、切割等。
这些伤害可能导致严重的创伤和失能。
2. 噪声:机械制造加工过程中产生的噪声,如机床噪声、压缩空气噪声等,对工人的听力造成损害。
长期暴露于高噪声环境中会导致噪聋。
3. 粉尘:在切削、磨削等加工过程中,会产生大量的金属切屑和粉尘。
呼吸这些粉尘会对工人的呼吸系统造成危害,如导致鼻炎、支气管炎等呼吸道疾病。
4. 化学品危害:机械制造加工过程中使用的润滑油、冷却液和清洗剂等化学品,可能对工人的皮肤、呼吸系统和消化系统造成损害。
长期接触这些化学品可能导致皮肤炎症、过敏性疾病、呼吸系统疾病等。
5. 高温和高压:在机械制造加工过程中,涉及到高温和高压的操作,如熔炉、压力容器等。
这些操作如果不正确进行可能导致烧伤、爆炸等事故。
二、预防职业危害的措施1. 个体防护装备的使用:工人应根据工作环境和任务特点正确使用个体防护装备,如安全帽、护目镜、防噪耳塞、防尘口罩等。
2. 学习和培训:雇主应为工人提供必要的安全培训,包括机床操作、维护技能、职业危害防护知识等。
工人应接受培训并熟悉公司的安全政策和程序。
3. 环境控制:雇主应采取措施控制工作环境中的职业危害,如安装噪音隔离设备、通风系统、粉尘收集装置等。
4. 定期体检:关键职业危害的工人应定期接受身体检查,以及特定的职业病筛查,如听力检测、呼吸功能检测等。
5. 工作台和工具的合理设计:雇主应为工人提供符合人体工程学原理的工作台、工具和设备,减少工作负荷和人体损伤的风险。
6. 应急预案和救急设施:雇主应编制完善的应急预案,并设立救急设施,如急救室、消防设备等,以应对突发事态。
镗削加工中的自激振动与消振作者:刘春英来源:《中国高新技术企业》2015年第21期摘要:在镗削加工过程中会产生自激振动,当振动量超过允许的范围时振动会加剧,影响机床的工作性能,使机床的零部件产生附加动载荷,减少零件的寿命。
通过加深对自激振动有关理论的分析,可以合理改善刀具镗杆结构,设计带有撞击块的刀杆,起到消振器的作用,稳定切削区加工零件,能够有效避免镗削加工中的有害自激振动。
关键词:镗削加工;自激振动;不稳定区;撞击块;衰减速度文献标识码:A中图分类号:TG53 文章编号:1009-2374(2015)22-0062-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.22.031自激振动又称为欠阻尼振动,是由振动本身运动所产生的阻尼力非但不阻止运动,反而将进一步加剧这种振动,在没有外激励作用的情况下,只在特定的系统产生由自身激发所产生的一种振动且振动即能保持下去,简称自振。
镗削加工中的自激振动来自于切削过程中刀具与工件之间的一种相对振动。
产生的振动直接影响零件表面质量、劳动生产率以及机床本身和刀具的寿命,当振源的频率与机床的固有频率或其倍数相等时,机床将发生共振,使振幅增加。
严重时甚至会使运动件损坏,产生强烈的噪声。
1 镗削加工中产生自激振动的主要原因主振模态耦合原理是目前解释产生自激振动的主要理论。
该理论认为刀具与工件相对振动运动,是以质量耦合的形式在两个方向上相互关联的振动组合(两个自由度方向的振动)振动时,刀具与工件相对运动的轨迹是顺时针方向的椭圆形状;维持振动能量(即切削力的变动)仅取决于切削截面的大小变化,而与振动速度无关。
推演振动过程表示,切削速度为V,刀尖受力为P,设定刀具与工件相对运动的轨迹是顺时针方向的椭圆形,有四个象限点,分别是刀尖A点,依次顺时针为C点、B点和D点。
刀尖由A点经C点到B点,再由B点经D点到A点,切入时为A→C→B,切深较小;切出时为B→D→A,切深较大。
机床切削加工及切削颤振摘要随之工业化进程的加快,机械制造业对经济发展的推动作用毋庸置疑。
机床切削加工是机械使用的一个重要部分,影响着机械制造的效率和经济效益。
在机床切削加工中切削颤振不可避免,然而切削颤振在一定程度上存在着弊端。
刀具是进行切削加工最关键的部分,通过分析机床切削加工中刀具发挥的重要作用及研究切削颤振产生的原理和解决办法,能够尽可能的提高生产效率,促进国民经济的发展。
关键字机床切削;刀具;切削颤振1 切削加工的重要作用与刀具1.1 切削加工的重要作用机械制造过程中最关键的步骤是零件的制作。
制作毛坯时一般采用成形制造的方法,通过铸造、焊接、锻造等方式手段加工完成。
精确成形工艺,又称净成形工艺,是近些年来出现的新工艺,加工半成品或成品时一般采用精确成形工艺,通过精铸、精锻的方式加工完成。
制造模型或经书零件时一般采用快速原型制造工艺。
切削、磨削是传统的加工制造方式,除此之外机床切削加工方式还包括激光束加工、电子束加工、电化学加工等工艺。
现今,传统加工方式中切削工艺是最重要的加工方式,在未来的几年内还将在零件加工领域发挥越来越重要的作用。
1.2 刀具的重要作用性能好的刀具能够提升机床的生产效率,保证加工出的产品质量。
因此,提高刀具的性能对机械制造业的生产水平和经济效益的提高起着至关重要的作用。
金属切削加工出的产品在外观形状、尺寸大小、表面的光滑程度和产品质量有严格的要求,因此,在使用刀具切除工件上多余的金属材料时,要重视生产过程中加工的每个步骤。
特别是使用刀具分离工具表层时,刀具和零件的表面会产生一个相互作用的力,即刀具的切削作用和工件的反切削作用,这是机床切削加工过程中首要矛盾。
随着工具加工行业的迅猛发展,相关企业越来越重视切削刀具在生产加工过程中发挥的重要作用。
新产品和新科技的使用加速了刀具切削工艺的革新进程,数控机床等高性能的加工刀具技术开始投放生产使高速切削和超高速切削成为了可能。
高速切削和超高速切削工艺对生产加工的要求程度更高,要求切削的稳定性高,精准程度更加精确,刀具能够实现快速更换,甚至是自动更换。
机械加工过程中机械振动的成因分析摘要:随着科学技术的飞速发展,机械加工水平也不断提高。
在加工过程中经常出现机械振动就会对机械加工造成不利的影响,因此有必要对机械加工过程中机械振动的成因进行深入研究,以便更好的保证工件的表面质量,并结合具体原因制定解决方案,减少振动的发生,提高加工质量。
关键词:机械加工;机械振动;成因分析1 机械加工中机械振动的分类1.1 强迫振动强迫振动是机械加工过程中较为常见的振动类型之一,产生这一振动的主要原因是由于在机械加工过程中受到外界周期性干扰的影响,进而导致设备系统出现强迫振动现象。
同时由于外界力量所产生的干扰具有周期性的特点,因此可以提供持续的动力机械振动。
也就是说,只要有外力干扰,振动将不会停止。
其中强迫振动的特点主要有:一是干扰力不会受到强迫振动的影响而改变;二是强迫振动的频率与外界周期干扰力的频率具有一定关系,频率相同或者存在整倍数关系;三是当外界干扰力的频率与系统固有频率的比值等于或接近时,机械系统则会产生共振,并且在这种情况下,所产生的振幅将达到最大值。
1.2 自激振动自激振动是在机械加工过程中所出现的交替周期振动,是在一定相互作用下产生的。
其中自激振动表现的特点主要有:一是自激振动的频率与系统固有频率具有一定关第,通常会表现为处于等于或接近的状态;二是自激振动的产生及其振幅受到多种因素影响,通常会取决于系统所获得的能量与阻尼消耗能量的对比情况;三是因为持续自激振动的干扰力是由振动过程本身激发的,所以当外界振动中止,其干扰力及能量补充过程也就会立即消失。
2 产生机械加工振动的原因分析2.1 产生强迫振动的原因在加工过程中容易出现的强迫振动,产生强迫振动有内部因素和外部因素,但主要受到内部因素的影响,主要表现在以下几个方面:一是机床上回转件不平衡影响了机械整体离心力发生周期性变化。
这一状况通常会由电机或卡盘、皮带轮回转不平衡引起。
二是因为机床传动零件的缺陷情况导致周传动力的期性变化。
振动技术在工程中的应用一、引言振动技术是一种非常重要的工程技术,在机械、建筑、航空、地震等领域都有广泛的应用。
振动技术可以帮助我们解决许多问题,例如减少噪音、提高机器效率等。
本文将介绍振动技术在工程中的应用。
二、振动技术的基本原理振动是物体沿某一方向周期性运动的现象,其基本特点是周期性和可重复性。
振动的基本参数包括频率、幅值和相位。
频率指单位时间内振动完成的周期数,单位为赫兹(Hz);幅值指物体在振动过程中偏离平衡位置的最大距离;相位指物体在某一时刻相对于平衡位置所处的位置。
三、机械领域中的应用1. 振动筛分振动筛分是利用振荡器产生机械振动,使筛网产生高频微小摆动,从而使物料在筛面上快速分层分离的过程。
这种方法可以有效地提高筛分效率,并且可以适用于各种不同颗粒大小和形状的物料。
2. 振动加工振动加工是利用振动器产生机械振动,使加工件在加工过程中得到有效的冲击和摩擦力,从而提高加工效率和质量。
振动加工可以适用于各种材料的加工,例如金属、陶瓷、塑料等。
四、建筑领域中的应用1. 振动隔离振动隔离是一种通过改变建筑物结构或使用隔震装置来减少地震、风力等外部因素对建筑物造成的影响的方法。
这种方法可以有效地保护建筑物和其中的人员财产安全。
2. 声学优化振动技术可以帮助我们优化建筑声学效果,例如减少噪音、提高声音品质等。
通过在建筑结构中添加吸音材料或使用特殊设计的墙面和天花板,可以有效地降低室内噪音水平。
五、航空领域中的应用1. 振动测试振动测试是一种通过对航空器进行机械振动测试来检测其结构是否牢固、是否存在缺陷等问题的方法。
这种方法可以帮助我们保证航空器的安全性和可靠性。
2. 振动控制振动控制是一种通过在航空器结构中添加振动控制系统来减少其在飞行过程中受到的机械振动影响的方法。
这种方法可以有效地提高航空器的稳定性和安全性。
六、地震领域中的应用1. 地震预测振动技术可以帮助我们对地震进行预测,例如通过对地表振动信号进行分析来判断地震是否即将发生。
机械加工振动产生的原因及消除方法随着计划生育政策的深入,我国社会上独生子女所占的比例与日俱增。
独生子女社会化教育已成为我国当前重要的社会问题之一。
所谓儿童的社会化,是指儿童学习社会生活技能和行为规范,以便成为他生存为社会的合格成员的过程。
独生子女能否健康地、顺利地发展和成长,所涉及的就是独生子女的社会化过程及其后果的问题。
因此,如何全面认识独生子女问题,如何发挥独生子女教育中的积极效益,促进其社会化,就成为迫在眉睫的问题。
一、独生子女的特点独生子女的主要特点是一个“独”字,独生子女有优势,同时也有弱点。
独生子女聪明伶俐、思维活跃、感情丰富,更易于获得学业上的成功。
他们能得到更优越的受教育机会。
他们经多识广,智能很高。
自我意识很强,具有自重和进取精神。
独生子女家庭家长望子成龙心切,不惜血本为孩子成才创造条件。
以孩子为中心,这种氛围给孩子的心灵打下了唯我独尊的烙印。
如果引导得当,就会增强孩子的自我意识。
在学习上好学上进;在集体活动中勇于竞争。
独生子女家庭也有其突出的问题——没有兄弟姐妹,就少了教育的重要因素“儿童伙伴”关系,缺乏模仿的对象,一切品行靠大人“灌输”。
这样既容易使孩子思想”早熟”,又容易使孩子发展起难于同他人获得良好人际关系的性格。
不利于养成平等互助的个性,往往自我中心意识较强。
独生子女有“唯我独尊”、“以我为中心”的优越感,导致其性格自私、任性,独立生活能力差。
二、独生子女社会化程度低的表现及原因独生子女的特殊环境易于成为个人社会化的障碍,但独生子女特殊环境本身也对孩子社会化具有有利的一面。
关键是我们如何利用有利因素对孩子进行正确教育,完成社会化。
独生子女社会化方面的表现是:在观念上以耻为荣,是非不分;在生活上好逸恶劳;在集体生活中以自我为中心;在性格方面,孤僻、脆弱、不合群;缺乏与周围人交往的能力,缺乏在社会环境中应变的能力,出现早熟倾向等等。
究其原因是由于:(一)儿童成长中的“保护特区”我国独生子女家庭教育中存在的一个普遍问题是“教育过度”,即生活上过度照顾和包办;学习上过多要求和期望;行为上过多限制和涉;需求上过多满足和“给予”。
. . 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m1,表面粗糙度值mRa02.0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。 . . 3.3.1切削加工中产生强迫振动的原因 工艺系统内部因素造成强迫振动的原因可从机床、刀具和工件3方面来分析。 1)机床中某些零件的制造精度不高,会使机床产生不均匀运动而引起振动。例如,齿轮的周节误差和周节累积误差,会使齿轮传动的运动不均匀,从而使整个部件产生振动。主轴与轴承之间的间隙过大、主轴轴颈的椭圆度、轴承制造精度不够,都会引起主轴箱以及整个机床的振动。另外,皮带接头太粗而使皮带传动的转速不均匀,也会产生振动。至于某些零件的缺陷,使机床产生振动则更是明显。 2)在刀具方面,多刃、多齿刀具切削时,由于刃口高度的误差,容易产生振动,如铣刀等。断续切削的刀具,如铣刀、拉刀和滚刀,切削时也很容易引起振动。 3)被切削的工件表面上有断续表面或表面余量不均、硬度不一等,都会在加工中产生振动。例如,车削或磨削有键槽的外圆表面就会产生强迫振动。 当然,在工艺系统外部也有许多原因会造成切削加工的振动。例如,相邻机床之间就会有相互影响,一台磨床和一台重型机床相邻,这台磨床就会受重型机床工作的影响而产生振动,影响其加工工件表面的粗糙度。此外,具有往复运动部件的机械加工设备在加工过程中,液压系统中液压件的冲击现象,运动部件进行换向时产生的惯性力也会引起强迫振动。
3.3.2消除强迫振动的途径 机械加工中产生的强迫振动是由周期性激振力引起,强迫振动的频率总是与 . . 干扰力的频率相等或是其倍数,因此消除或者减少这种振动的首要问题是找出振动源。 (1)消振与隔振。消除强迫振动最有效的办法是找出外界的干扰力(振源)并将其去除。如果不能去除,则可以采用隔绝的方法。例如,机床采用防振地基,可以隔绝相邻机床的振动影响。精密机械、仪器采用空气垫等也是很有效的隔振措施。 (2)消除回转零件的不平衡。机床和其他机械的振动,大多数是由于回转零件的不平衡所引起的,因此对于高速回转的零件要注意其平衡问题,在可能的条件下能做动平衡最好。例如对砂轮、电动机转子及刀盘等min/600rad以上的高速回转元件进行静平衡与动平衡,或者设置自动平衡装置。另外,还要提高传动装置的稳定性,如采用机械加工设备所用的传动皮带长短一致、无接头或者少接头、尽量用斜齿轮代替直齿轮、在主轴上安装飞轮、高精度与小功率加工设备使其动力源与机床脱离等措施。 (3)提高传动件的稳定性和制造精度。改善以联轴器相联的各轴轴心线间的同轴度,从高速轴或主轴上除去带动润滑油泵的凸轮,同时提高传动件的制造精度和装配质量。 (4)提高系统刚度,增加阻尼。提高机床、工件、刀具的刚度都会增加系统的抗振性。增大阻尼是提高动刚度和振动稳定性的有效措施,主要方法是在机床主轴上加装电流变液阻尼器、对滚动轴承适当预紧、将型砂或混凝土等阻尼材料填充在支承件的零部件臂中,在机械加工系统中的承受弯曲振动的支承件的表面喷涂一层有高内阻和较高弹性模量的黏性材料等。 (5)调整振源频率。 由强迫振动的特性可知,当激振力的频率接近系统固有 . . 频率时,会发生共振。因此,在机械加工过程中,合理安排加工系统的固有频率,能够有效预防共振现象的发生,其主要措施如下:一是为有效避开系统的固有频率,可以调节激振力频率。二是在设计机械加工设备的结构时,让工艺系统各个部件的固有频率远远大于或者远远小于共振区频率。三是对机械加工设备中的轴承与镶条等部件的间隙加以调整,使其偏离激振频率。四是调节机械加工系统的一些运动参数,有效避免可能产生的强迫振动的振源频率,远离机械加工设备中薄弱模态的固有频率。
3.4自激振动 机械加工过程中,还常常出现一种与强迫振动完全不同形式的强烈振动。这种振动是由振动过程本身引起某种切削力的周期性变化,又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持振动,使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量,这种类型的振动被称为自激振动。切削过程中产生的自激振动是频率较高的强烈振动,通常又称为颤振,常常是影响加工表面质量和限制机床生产率提高的主要障碍。磨削过程中,砂轮磨钝以后产生的振动也往往是自激振动。
3.4.1自激振动的原理 金属切削过程中自激振动的原理如图2所示。它具有两个基本部分:切削过程产生交变力P,激励工艺系统;工艺系统产生振动位移Y,再反馈给切削过程。维持振动的能量来源于机床的能源。 .
. 图2 机床自激振动系统 自激振动的形成和持续,是由于加工过程本身产生的激振和反馈作用,所以
若停止切削(或磨削)过程,即使机床仍继续空运转,自激振动也就停止了,这也是与强迫振动的区别之处。
3.4.2消除自激振动的途径 (1)减小重叠系数 重叠系数对系统再生效应的大小影响很大。重叠系数值由加工方式、刀具的几何形状以及切削用量来决定。图3是两种加工方式的值。加工螺纹工件时,0,工艺系统不会有再生型自激振动产生。而切断工件时,1,所产生的
再生效应最大。对于一般外圆,纵向车削时,为1~0,因此通过改变切削用量和刀具几何形状,尽量减小值,可提高切削的稳定性。
(a)加工螺纹工件时,0 (b)切断工件时,1 图3 两种加工方式的值 (2)合理选择与切削过程有关的参数
根据图2,自激振动的形成是与切削过程本身是密切相关的,所以可以通过合理地选择切削用量、刀具几何角度和工件材料的可切削性等途径来抑制自激振 . . 动。 ①合理选择切削用量。图4所示是车削时切削速度cv与振幅A的关系曲线。
cv在min/70~20m范围内时,很容易产生自振,而cv高于或低于此范围时,振动逐渐减弱。
图4 切削速度c
v与振幅A的关系
图5所示是进给量f与振幅A的关系曲线,f较小时A较大,随着f的增大A反而减小。图 6所示是切削深度与振幅A的关系曲线,切削深度越大,A也越大。
图5 进给量f与振幅A的关系 图 6 切削深度与振幅A的关系 ②合理选择刀具的几何参数。主要影响参数为主偏角和前角。如图7所示,当90时振幅最小,此时切削力在y方向上最小、x方向上最大。由于一般工艺系统的刚度在x方向比y方向上好得多,因此不易起振。由图8可见,在相同切削速度v时,随前角的增大,切削力减小,振幅也减小。因此通常采用双前角消振刀(见图9)以减小切削力,可取得很好的减振效果。减小后角有利于减振。一般后角取3~2为宜,必要时在后刀而上磨出带负后角的消振棱, . . 形成倒棱减振车刀(如图10所示)。其特点是刀尖不易切入金属,且后角小,有减振作用,切削时稳定性好。
图7 主偏角对振动的影响 图8 前角的影响 图9 双前角消振刀 图10 倒棱减振车刀 另外,实际生产中用油石使新刃磨的刃口稍稍钝化,也很有效。关于刀尖圆
弧半径,它本来就和加工表面粗糙度有关,对加工中的振动而言,一般不要取得太大。如果车削中刀尖圆弧半径与切深近似相等,切削力就会很大,容易振动。车削时装刀位置过低或镗孔时装刀位置过高,都易于产生自激振动。
使用“油”性非常高的润滑剂也是加工中经常使用的一种防振办法。 (3)提高工艺系统本身的抗振性