机械制造技术基础 机械加工中的振动、.ppt

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1、第七章第七章 机械加工中的振动机械加工中的振动2021/9/231学习目的与要求学习目的与要求（1）掌握机械加工表面质量所包含的几个方面）掌握机械加工表面质量所包含的几个方面（2）熟悉加工表面质量对使用性能的影响）熟悉加工表面质量对使用性能的影响（3）熟悉影响加工表面质量的因素）熟悉影响加工表面质量的因素（4）熟悉提高加工表面质量的措施）熟悉提高加工表面质量的措施2021/9/232主要内容主要内容第第7 7章章 机械加工中的振动机械加工中的振动3033037.1 7.1 机械加工中振动的基本概念机械加工中振动的基本概念3033037.1.1 7.1.1 机械加工中振动的基本类型机械加工中振动

2、的基本类型3033037.1.2 7.1.2 工艺系统的动刚度和动柔度工艺系统的动刚度和动柔度3033037.2 7.2 切削过程中的颤振切削过程中的颤振3043047.2.1 7.2.1 再生颤振原理再生颤振原理3053057.2.2 7.2.2 振型耦合颤振原理振型耦合颤振原理3073077.2.3 7.2.3 刀具的高频颤振刀具的高频颤振3093097.3 7.3 减小振动、提高稳定性的工艺途径减小振动、提高稳定性的工艺途径 3093097.3.1 7.3.1 机械加工中的强迫振动及其减小途径机械加工中的强迫振动及其减小途径3093097.3.2 7.3.2 减小或消除切削颤振的工艺途径

3、减小或消除切削颤振的工艺途径 3103107.3.3 7.3.3 提高工艺系统的抗振性和采用减振装置消除振动提高工艺系统的抗振性和采用减振装置消除振动2021/9/233第七章第七章 机械加工中的振动机械加工中的振动 一、机械加工中振动的基本类型一、机械加工中振动的基本类型 自由振动、强迫振动、自激振动自由振动、强迫振动、自激振动二、工艺系统的动刚度和动柔度二、工艺系统的动刚度和动柔度 动刚度：动刚度：动柔度：动柔度：机床工作中场出现的三种振动：机床工作中场出现的三种振动：整机摇晃、接合面处部件间的相对振动、机床零部整机摇晃、接合面处部件间的相对振动、机床零部件的本体振动件的本体振动7-1 机

4、械加工中振动的基本概念机械加工中振动的基本概念2021/9/2347-2 切削过程中的颤振切削过程中的颤振一、再生颤振原理一、再生颤振原理 1、再生颤振的形成过程再生颤振的形成过程 原理：原理：由于切削厚度的变化产生动态切削力，而切由于切削厚度的变化产生动态切削力，而切削厚度的变化又是由前一转振纹与这一转振纹所决定削厚度的变化又是由前一转振纹与这一转振纹所决定2021/9/2352021/9/2362、重叠系数对再生颤振的影响、重叠系数对再生颤振的影响 重叠系数：重叠系数：2021/9/237二、振型耦合颤振原理二、振型耦合颤振原理 1、两自由度工艺系统的动态特性两自由度工艺系统的动态特性 多

5、自由度系统多自由度系统两自由度系统来说明两自由度系统来说明2021/9/2382、从能量观点来分析振型耦合颤振、从能量观点来分析振型耦合颤振（1）刀尖振动轨迹的分析）刀尖振动轨迹的分析 刀尖运动轨迹为一直线刀尖运动轨迹为一直线 刀尖运动轨迹为椭圆，逆时针方向刀尖运动轨迹为椭圆，逆时针方向 轨迹为椭圆，顺时针方向轨迹为椭圆，顺时针方向2021/9/239（2）一个振动循环中能量的输入）一个振动循环中能量的输入刀尖沿椭圆顺时针方向运动，切削力刀尖沿椭圆顺时针方向运动，切削力对系统所做正功大于负功，有可能产生对系统所做正功大于负功，有可能产生颤振；颤振；刀尖沿椭圆逆时针方向，或作直线运刀尖沿椭圆逆时

6、针方向，或作直线运动，没有能量输入，不可能产生颤振动，没有能量输入，不可能产生颤振三、刀具的高频颤振三、刀具的高频颤振 1、刀具后刀面与工件间的摩擦力、刀具后刀面与工件间的摩擦力 摩擦系数与相对速度的关系曲线具有下降特性时，摩擦系数与相对速度的关系曲线具有下降特性时，相对速度大摩擦力小；车刀向下振动时，相对速度小，相对速度大摩擦力小；车刀向下振动时，相对速度小，摩擦力大，产生动态力摩擦力大，产生动态力2021/9/23102、刀具切削时实际前后角的变化、刀具切削时实际前后角的变化3、切削力的下降特性、切削力的下降特性2021/9/23117-3 减小振动、提高稳定性的工艺途径减小振动、提高稳定

7、性的工艺途径一、机械加工中的强迫振动及其减小途径一、机械加工中的强迫振动及其减小途径 1、附近机械传来的振动附近机械传来的振动 精密机床远离产生周期性作用力的机械；对于振动剧精密机床远离产生周期性作用力的机械；对于振动剧烈的机械，应安装在隔振地基上，予以积极隔离烈的机械，应安装在隔振地基上，予以积极隔离2、机床内部的干扰振源、机床内部的干扰振源 回转部件的不平衡回转部件的不平衡 齿轮啮合不良引起振动齿轮啮合不良引起振动 滚动轴承的振动滚动轴承的振动 电动机的振动电动机的振动 传动皮带的振动传动皮带的振动 液压或电气控制系统的振动液压或电气控制系统的振动 3、来自工件和刀具的干扰振源、来自工件和

8、刀具的干扰振源2021/9/2312二、减小或消除切削颤振的工艺途径二、减小或消除切削颤振的工艺途径 1、合理选择切削用量合理选择切削用量 条件许可的情况下，可增大条件许可的情况下，可增大f 或或V2、合理选择刀具的几何参数及采用消振刀具、合理选择刀具的几何参数及采用消振刀具（1 1）刀具几何参数的影响）刀具几何参数的影响 刀具主偏角刀具主偏角 时振幅最小，不易发生振动时振幅最小，不易发生振动 前角前角切削力切削力，振幅小，振幅小 后角后角切削稳定性切削稳定性 带倒棱刀具带倒棱刀具防振防振（2 2）消振刀具）消振刀具2021/9/23132021/9/23142021/9/23152021/9/2316三、提高工艺系统的抗振性和采用减振装置消三、提高工艺系统的抗振性和采用减振装置消除振动除振动 （1）阻尼减振器）阻尼减振器 （2）摩擦阻尼器）摩擦阻尼器 （3）冲击减振器）冲击减振器 （4）动力减振器）动力减振器2021/9/2317