大連機(jī)械加工過(guò)程中振動(dòng)對(duì)加工件的影響。
機(jī)械加工過(guò)程中，工藝系統(tǒng)常常會(huì)發(fā)生振動(dòng)，即在工件和刀具的切削刃之間，除了名義上的切削運(yùn)動(dòng)外，還會(huì)出現(xiàn)一種周期性的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，工藝系統(tǒng)的正常切削過(guò)程便受到干擾和破壞，從而使零件加工表面出現(xiàn)振紋，降低了零件的加工精度和表面質(zhì)量，頻率低時(shí)產(chǎn)生波度，頻率高時(shí)產(chǎn)生微觀不平度。強(qiáng)烈的振動(dòng)會(huì)使切削過(guò)程無(wú)法進(jìn)行，甚至造成刀具 “崩刃 ”。為此，常被迫降低切削用量，致使機(jī)床、刀具的工作性能得不到充分的發(fā)揮，限制了生產(chǎn)率的提高。振動(dòng)還影響刀具的耐用度和機(jī)床的壽命，發(fā)出噪聲，惡化工作環(huán)境，影響工人健康。
如采取更換電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或改變主軸的轉(zhuǎn)速來(lái)避開(kāi)共振區(qū)；用提高接觸面精度、降低結(jié)合面的粗糙度；消除間隙、提高接觸剛度等方法，來(lái)提高系統(tǒng)的剛度和固有頻率。采用隔振措施如使機(jī)床的電機(jī)與床身采用柔性聯(lián)接以隔離電機(jī)本身的振動(dòng)；把液壓部分與機(jī)床分開(kāi)；采用液壓緩沖裝置以減少部件換向時(shí)的沖擊；采用厚橡皮、木材將機(jī)床與地基隔離，用防振溝隔開(kāi)設(shè)備的基礎(chǔ)和地面的聯(lián)系，以防止周圍的振源通過(guò)地面和基礎(chǔ)傳給機(jī)床等。
當(dāng)系統(tǒng)受到外界或本身某些偶然的瞬時(shí)的干擾力作用而觸發(fā)自由振動(dòng)時(shí)，由振動(dòng)過(guò)程本身的某種原因使得切削力產(chǎn)生周期性的變化，并由這個(gè)周期性變化的動(dòng)態(tài)力反過(guò)來(lái)加強(qiáng)和維持振動(dòng)，使振動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)充由阻尼作用所消耗的能量，這種類型的振動(dòng)稱為自激振動(dòng)。切削過(guò)程中產(chǎn)生的自激振動(dòng)是頻率較高的強(qiáng)烈振動(dòng)，通常又稱為顫振。振動(dòng)按其產(chǎn)生的原因來(lái)分類有三種：自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，受迫振動(dòng)約占 30%，自激振動(dòng)約占 65%，自由振動(dòng)占比重則很小。自由振動(dòng)往往是由于切削力的突然變化或其它外界力的沖擊等原因所引起的。這種振動(dòng)一般可以迅速衰減，因此對(duì)機(jī)械加工過(guò)程的影響較小。而受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)都是不能自然衰減而且危害較大的振動(dòng)。下面就這兩種振動(dòng)形式進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。
自激振動(dòng)是一種不衰減的振動(dòng)。振動(dòng)過(guò)程本身能引起周期性變化的力，此力可從非交變特性的能源中周期性地獲得能量的補(bǔ)充，以維持這個(gè)振動(dòng)。自激振動(dòng)頻率等于或接近系統(tǒng)的固有頻率，即由系統(tǒng)本身的參數(shù)決定。自激振動(dòng)振幅大小取決于每一振動(dòng)周期內(nèi)系統(tǒng)獲得的能量與消耗能量的比值。當(dāng)獲得的能量大于消耗的能量時(shí)，則振幅將不斷增加，一直到兩者能量相等為止。反之振幅將不斷減小。當(dāng)獲得的能量小于消耗的能量時(shí)，自激振動(dòng)也隨之消失。到目前為止尚無(wú)完全成熟的理論來(lái)解釋各種情況下發(fā)生自激振動(dòng)的原因。目前克服和消除機(jī)械加工中的自激振動(dòng)的途徑，仍是通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)，在設(shè)備、工具和實(shí)際操作等方面解決。
