1．油气输送状况 - 武汉理工大学---网络学堂_25713.ppt

§3-3 机械加工振动及抑制振动途径mechanical vibration and controlling ways of vibration 1. 机械加工振动 主要有强迫振动(Forced vibration)与自激振动(self-excited vibration)两大类，前者占30%，后者占65%。 1) 强迫振动 (forced vibration) 由外界的周期性干扰力的作用而引起的振动。 (1)强迫振动特征 ① 在外界干扰力(周期性)作用下产生，振动本身并不引起干扰力的变化； ② 强迫振动频率与干扰力的频率相同或是它的倍数； ③ 受迫振动幅值∝干扰力频率/系统固有频率的比值。 干扰力↑，刚度及阻尼系数↓，则振幅愈↑。 (2)振动原因 （vibrating cause) 机内振源: 高速旋转件不平衡、传动机械缺陷(齿轮、皮带接扣)、切削冲击。 机外振源: 通过地基传动，如冲床。 (3)防治途径与方法 通过频谱分析，从而在工艺系统内外部寻找相同频率(或整数倍的频率)振源来确定干扰源。 措施: ① 消除或减少机内外干扰源 n600r/min 应进行平衡(卡盘、刀具、砂轮、电机)； 　 外干扰力可采用隔振，用金属弹簧或空气弹簧、橡胶垫片。 隔振地基vibration isolation foundation bed ②改善机床加工系统的动态特性 　　　Δ控制频率比λ1。 例：铣削易产生共振。 　　　Δ提高机床加工系统的刚度及阻尼 例：减轻零件部件的质量→减小惯性力，增加阻尼，采用对振动冲击不敏感材料，如夹布胶木作为齿轮材料。 2)自激振动 (self-excited vibration) 　　　加工过程中，没有周期性外干扰力作用下的稳定振动。维持自激振动的交变力是自激振动系统在振动过程中自行产生的(自振或颤振(flutter))。 这种振动是由振动过程本身引起某种切削力来加强与维持振动，使振动系统补充因阻尼(damping)作用消耗的能量。 (1)自激振动特点 ①自激振动频率 接近于加工系统薄弱环节固有频率，其取决于机床加工系统的固有特征。这一点与自由振动相似，但不相同；与强迫振动根本不同。 ②自激振动是一种不衰减(fadeless)振动。外部的干扰有可能在最初触发振动时起作用，但是它不是产生这种振动的直接原因。 ③自振能否产生以及振幅大小，决定于每一振动周期内系统所获得的能量与所消耗的对比情况。 ④自振形成与持续是由于过程本身产生的激振和反馈作用。如果停止切削，即使机床仍继续空运转，自激振动也就停止了。 (2)产生自激振动的交变力及维持振动能量来源. 干扰力→自由振动→切削厚度变化→切削力变化→系统振动。 自激振动没有外来周期性干扰力(disturbing force)，加工工艺系统产生自激振动前，有一个强迫振动作前导。 3) 产生自激振动的几种机理（mechanism） ①再生颤振（regeneration flutter） 工件转动一圈后，进行第二圈切削时，还会切削前一圈的表面，这就是重叠。由前一圈振纹所引起的振动就是再生颤振。 产生再生颤振的两个条件: ①重叠切削 　　 μ=(B-f)/B f — 进给量； B —刀宽。 μ↑, 颤振↑； 纵磨时,μ1； 切槽、切断 μ=1；f=0 ；(B-f)/B = 1 ②振动频率与工件转速的比值 　　　　 　60f/n=j+ε ε--小数部分，-0.5≤ε≤+0.5； f— Hz（振动频率）； n = r/min； j — 整数部分(一圈中，相对振动次数，切痕数)。 1. ε=0，或ε=1 例:工件n = 200 r/min；f =160 Hz (J+ε)=60f/n=60×160/200 = 48 (转动一周振动次数) ２. 0.5ε1.0 第二圈导前于第一圈, 振动；右旋。发生振动。 ３. ε=0.5 　相差180°， E+=E-，稳态不产生振动。 ４. 0ε0.5 第二圈的振动导前于第一圈，180 ° ф360° ，E- E+ ，振动被抑制，不能产生颤振，左旋。 设第二圈的切削的振动运动为 yn=Ancosωt 则第一圈切削的振动运动为 yn-1=An-1cos(ωt+φ) 瞬时切削厚度a(t)及切削力F(t)分别为: