机床的振动及防治措施研究.docx

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1、机床的振动及防治措施研究 【摘 要】通过分析机床振动的类别以及各个特征来削减振动给机床加工带来的影响。由于产生这些振动的缘由极其困难，要保证加工出高质量的零部件，必需通过大量的试验总结出振动的源头，从而削减或消退这些振动。 【关键词】机床；振动；振源；防止措施 机床的母机属性确定了它在机械加工的地位，但由于技术的局限性，在加工过程中往往会产生各种类型的振动，这些振动使机床原本的运动轨迹发生变更，不能加工出符合要求的，高精度的合格产品，同时也会给刀具带来冲击，长此以往会影响刀具的精度以及运用寿命。 机床的振动不能通过某种数学模型来精准表达出来，所以带给刀具以及零部件的损坏程度也无法干脆预料且干脆

2、造成的经济损失更是无法估量。通过探讨振动的缘由来找出减轻或消退的措施，从而降低带来的影响。 一、车床振动振源的类别及其特征 振动根据产生的类型可分为三类，即自由振动、受迫振动和自激振动。自由振动是作振动的系统在外力的作用下离开平衡位置就能按其固有的频率振动，而无需外力的作用，是系统自身产生的振动。受迫振动为全部通过周期性刺激的正弦状简谐振动。振源可来自机内也可来自机外，机外的振源主要通过地基将振动传给机床，机内的产生因素则比较多，比如回转零部件的质量不平衡、机床传动件制造的误差和缺陷以及皮带轮不平衡，比如磨削时电动轮或皮带轮出现的不平衡的现象。受迫振动的危害很大，常对部件的精度造成很大的损伤。

3、自激振动即由静能源的能量产生的持续而稳定的周期振动。是自发的振动，没有周期性外力的作用，比如磨削时砂轮对工件产生的摩擦或者加工部件是刚性较差产生的摩擦力加大。 自由振动的特征 自由振动有固定的频率和周期，只与自身的系统有关而与振幅无关。志向条件下无阻尼。而事实上，由于系统存在阻尼，而呈现出衰减运动。因此，这种振动对机床部件的损失较小， 受迫振动的特征 受迫振动本身不能变更干扰力，干扰力一般与切削过程无关，比如外界振源所产生的干扰力，其振动随着振源的停止而停止。其振动的频率等于驱动力的频率而与自身的频率无关，二者基本相同或者成比例。受迫振動是稳定的过程也是间歇的过程，其幅度与激烈力的振动幅度正常

4、状况下成正比而与阻尼和刚度成反比关系；当干扰力频率与其自身的频率相同或接近是，会产生共振而呈现最大振幅。除此之外振幅还与机械加工所采纳的系统的性能有关。 自激振动的特征 自激振动能量不衰减而与上述两种振动相区分，自激振动产生的频率与系统的固有频率相接近，切削工作的进行与停止伴随着自激振动的进行与停止。自激振动的产生及振幅取决于振动系统内产生的能量与阻尼系统消耗能量的对比。此外，自激振动还具有再朝气理，即在切削时受到干扰而在机床来回一次时在振纹表面上切割，而使切削厚度发生改变继而变更周期而发生自激振动。 二、机床发生振动防治措施 受迫振动的防治措施 磨削的过程中，由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带

5、轮等的不平衡，三角皮带的厚薄或长短不一样，油泵工作不平稳等因素，都会引起机床的受迫振动。受迫振动的防治应当从以下几点入手： 1.削减激振力。对高转速的零件例如砂轮、卡盘、电动机转子等必需经过平衡，尤其是砂轮，由于其自身砂粒分布不匀称与工作时表面磨损不匀称等缘由，简单造成主轴的振动，因此对于新换的砂轮必需进行修整前和修整后的两次平衡。还要提高齿轮传动、带传动、链传动和其余传动设备的平稳性，比如用完整的无接头胶合平皮带，而使其长短一样、厚薄匀称。并且将直齿轮换成人字齿轮或者斜齿轮，以提高制造精度和装配精度，采纳合理措施降低加工运行的速度，将加工的机床主体和动力分开放置。 2.调整振频源频率。机械加

6、工过程中会进行转速的选择，此时须要避开激振力的频率与系统的共振频率相同而产生共振。 3.提高机械工艺刚度和阻尼。这是削减受迫振动的一项基本措施，有以下几种方法：机床的电机与床身采纳柔性联接以隔离电机本身的振动；把液压部分与机床分开；采纳液压缓冲装置以削减部件换向时的冲击；采纳厚橡皮、木材将机床地基隔离，用防振沟隔开设备的基础和地面的联系，以防止四周的振源通过地面和基础传给机床等。 4.采纳隔振措施。隔振措施的原理是应用弹性良好的隔振设备将进行机械加工的机床同振源隔离开，从而缓解加工过程中产生的振动，比如将机床上的液压部分与机床隔离开，或者在液压部分加缓冲装置，也可以用橡胶垫将机床同振源隔离开，

7、详细可以在机床周边挖一个减振的隔振沟，在沟内填加软木、木屑等防振物品，而把液压站、电机等放在离机床较远地方。当上述方法效果不志向时，可以将减震装置放置在加工工艺系统中，以实现减振目的。 5.提高升动装置的稳定性。可以运用以下方法来提高升动装置的稳定性：完善皮带和接头，达到相关技术要求，尽可能缩小刚度和厚度上的改变；多运用三角皮带尽量在刚度和厚度上做到匀称；运用纤维类型三角带，用斜齿轮或人字齿轮代替正齿轮；适当调整三角带的拉力，合理选用长度。 自激振动防护措施 1.合理选用刀具的几何参数和切削量。试验和理论探讨表明，刀具的几何参数中，影响振动的主要因素是主偏角和前角。由于切屑越宽越简单产生振动，

8、而主偏角越小，切削宽度越宽，因此越易产生振动，前角越大，切削力越小，振幅也越小。制造企业在进行机械加工时，在肯定范围内的切削速度会出现自振现象，高于或低于范围都会对振动程度造成肯定影响。在不影响加工效率的前提下合理选用切削量，选用较小切削深度及较大量来减轻自激振动。 2.提高工艺系统的抗振性。工艺系统本身的抗振性能是影响颤振的主要因素之一。应设法大力提高工艺系统的接触刚度，如对接触面进行刮研，减小主轴系统的轴承间隙，对滚动轴承施加肯定的预紧力，提高顶尖孔的研磨质量等。加工瘦长轴时，运用中心架或跟刀架，尽量缩短镗杆和刀具的悬伸量，用死顶尖代活顶尖，采纳弹性刀杆等都能收到较好的减振效果。 3.采纳

9、减振装置。当上述方法无法达到减振效果时，可以运用减振装置，减振装置能够汲取或消耗振动产生时的能量，同时能够减弱强迫振动和振颤，是提高工艺系统抗振性的常用和重要的方法之一，不足之处则是减振装置不能使工艺系统的刚度提高。 4.调整振型的刚度比。机床工艺系统产生的振动大小依据振型耦合原理，还受到各振型的刚度比以及其组合的影响。因此要减小机床振动就要合理调整它们之间的关系，这样可以有效的提高系统的抗振性，抑制自激振动。 三、机床的将来发展 我国的机床行业经过多年的发呈现阶段已初具竞争力，产生一些具有国际竞争性的大企业。国内现在的发展主要还是集中在中低端的产品上，高端产品大多进口，而大多数企业不能做出有

10、效的作战安排。随着现在生产的原材料价格上涨，机械设备生产成本增加，为了保障低价的优势，国内机床不断压缩利润，承受着原材料价格上涨的压力。国内开平机等机床的物美价廉的优势受到打击，而影响到国内外的竞争与销售。我国起步晚，不是单单靠引进就可以解决问题，主要在于开发新的技术。多功能机床摆脱了传统车的车削加工和加工中心的限制，打破沉闷，可以进行铁削、钻削以及其他的操作，并缩短加工工艺和换刀次数。 四、结语 总之，临床上实际产生的振动的缘由多而困难，应针对各种不同的缘由实行不同的方法，以达到消退或限制振动的目的，留意临床总结、对比、分析。保证加工工件的生产质量，提高效率和经济效益，创建一个优越的工作环境。 参考文献 1 陈家元.装备制造技术J.2022. 作者简介：曲铭，男，辽宁大连人，本科，四川高校锦城学院，探讨方向：机械设计及其自动化。 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页