机械加工自激振动的研究

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  [摘 要]自激振动广泛存在于工程界,当下重要的研究内容就是怎样抑制减振。机械加工中自激振动的产生机理,简述自激振动的产生,途径,通过合理选择切削用量,提高工艺系统的抗振性等一些措施,可以取得比较好的效果。
  [关键词]机械加工 自激振动 机理 途径
  中图分类号:TG162.7 文献标识码:TC 文章编号:1009―914X(2013)25―0574―01
  机械加工过程中,.由震动引起的刀具破坏及工件间的轨道偏离,具体表现在以下几个方面
  ①:影响加工表面的,频率低时会出现波纹,而高时就会出现微观不平度;②降低生产效率,加工中的振动使生产率大大降低,影响切削的的正常运作;③使刀具、机床等的使用寿命减短;④振动中会产生噪声,污染了环境。
  数据显示,自激振动在机械加工过程中最为主,大概是总数的百分之七十以上。为了保证零件的加工质量,在机械加工过程中,必须对自激振动采取相应的工艺措施。在机械加工中,机床及其部件、刀具、工件等,常常出现自激振动,这对表面光洁度、加工精度、刀具和机床以及生产率等,都是不利的,应尽量消除或减弱。
  能量平衡确定着自激振动状态的稳定,即从能源送入振动系统的能量等于系统所消耗的能量。在这一点上可分为两种情形:如果自激振动的频率是给定的,那么能量平衡的条件就确定自激振动的稳定振幅;如果自激振动的振幅是给定的,那么能量平衡的条件就确定自激振动的频率
  (一)自激振动的产生:所有实系统都躲不过能源损耗,而后由振动不断减退从而静止。所以维持持久的等幅振动是靠能量的补充。补充系统外界能量形式有两种:1受迫振动。周期变化产生激力,系统会在此作用下来补充能量,系统维持等幅振动就是通过交变的能量。2自振系统。能量补充也是从外界接受,但不同的是能源不是周期变化的而是恒定的。系统控制能量的输入是靠本身的状态,来拟定一个调节器。交变性的能量就是调节器的作用。输入与耗散的能量达到平衡而接近一定振幅的振动,就是自激振动。自振系统的构成有三部分(耗散系统、恒定的能源、受系统运动状态反馈的调节器) 如下图:
  (二)自激振动的特征:
  1.自振系统为非保守系统,因振动过程存在能量的输入与耗散。
  2.能源恒定,能量的输入受位移、速度调节影响,为自治系统。自激振动频率等于或接近系统的固有频率,即由系统本身的参数决定。
  3.,它是在切削加工过程中通过不断吸取能量来维持自身稳定的振动.而不是由外界千扰所引起,
  4.自激振动振幅大小取决于每一振动周期内系统获得的能量与消耗能量的比值。当获得的能量大于消耗的能量时,则振幅将不断增加,一直到两者能量相等为止。反之振幅将不断减小。当获得的能量小于消耗的能量时,自激振动也随之消失
  1 产生自激振动的机理
  自激振动与周期激励的响应相比较,依然是一种周期振动,它也是靠外界能源的驱动形成。
  作者简介:
  秦云,(1980.10—),女,河北深泽人,汉族,河北能源职业技术学院机电工程系机械讲师。主要从事机械制造、数控技术方面的教学与研究工作;
  石伟姿,(1979.10—),女,河北栾城人,汉族,河北电机股份有限公司助理工程师;研究方向:机械加工;
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