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（一）機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象及其分類(lèi)

1.機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象及其對(duì)機(jī)加工表面質(zhì)量的影響

在機(jī)械加工過(guò)程中，工藝系統(tǒng)有時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)，即在刀具的切削刃與工件上正在切削的表面之間除了有名義上的切削運(yùn)動(dòng)之外，還會(huì)出現(xiàn)一種周期性的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這是一種破壞正常切削運(yùn)動(dòng)的極其有害的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在：

(1)振動(dòng)使工藝系統(tǒng)的各種成形運(yùn)動(dòng)受到干擾和破壞，使機(jī)加工表面出現(xiàn)振紋，增大表面粗糙度值，惡化機(jī)加工表面質(zhì)量。

(2)振動(dòng)還可能引起刀刃崩裂，引起機(jī)床、夾具連接部分松動(dòng)，縮短刀具及機(jī)床、夾具的使用壽命。

(3)振動(dòng)限制了切削用量的進(jìn)一步提高，降低切削加工的生產(chǎn)效率，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)使切削加工無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。

(4)振動(dòng)所發(fā)出的噪聲會(huì)污染環(huán)境，對(duì)工人的身心健康造成傷害。

2.機(jī)械振動(dòng)的基本類(lèi)型

機(jī)械加工過(guò)程的振動(dòng)有三種基本類(lèi)型：

(1)強(qiáng)迫振動(dòng)。
強(qiáng)迫振動(dòng)是指在外界周期性變化的干擾力作用下產(chǎn)生的振動(dòng)。磨削加工中主要會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。

(2)自激振動(dòng)。
自激振動(dòng)是指切削過(guò)程本身引起切削力周期性變化而產(chǎn)生的振動(dòng)。切削加工中主要會(huì)產(chǎn)生自激振動(dòng)。

(3)自由振動(dòng)。
自由振動(dòng)是指由于切削力突然變化或其他外界偶然原因引起的振動(dòng)。自由振動(dòng)的頻率就是系統(tǒng)的固有頻率。由于機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的阻尼作用，這類(lèi)振動(dòng)會(huì)在外界干擾力去除后迅速自行衰減，對(duì)機(jī)械加工過(guò)程影響較小。

機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng)主要是強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，強(qiáng)迫振動(dòng)約占30%，自激振動(dòng)約占65%，自由振動(dòng)所占比重則很小。

(二）機(jī)械加工中的強(qiáng)迫振動(dòng)及其控制

1.機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的原因

(1)機(jī)床方面。
機(jī)床中某些傳動(dòng)零件的制造精度不高，會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生不均勻運(yùn)動(dòng)而引起振動(dòng)。例如，齒輪的周節(jié)誤差和周節(jié)累積誤差會(huì)使齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不均勻，從而使整個(gè)部件產(chǎn)生 振動(dòng)。主軸與軸承之間的間隙過(guò)大，主軸軸頸的橢圓度、軸承制造精度不夠，都會(huì)引起主軸箱以及整個(gè)機(jī)床的振動(dòng)。另外，皮帶接頭太粗而使皮帶傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速不均 勾，也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。機(jī)床往復(fù)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向和沖擊也會(huì)引起振動(dòng)。至于某些零件的缺陷，使機(jī)床產(chǎn)生振動(dòng)則更是明顯。

(2)刀具方面。
用多刃、多齒刀具如銑刀、拉刀和滾刀等切削時(shí)，由于刃口高度的誤差或因斷續(xù)切削引起的沖擊也容易產(chǎn)生振動(dòng)。

(3)工件方面。
被切削的工件表面上有斷續(xù)表面或表面余量不均、硬度不一致，都會(huì)在加工中產(chǎn)生振動(dòng)。例如，車(chē)削或磨削有鍵槽的外圓表而就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。

工藝系統(tǒng)外部也有許多原因造成切削加工中的振動(dòng)，例如，一臺(tái)精密磨床和一臺(tái)重型機(jī)床相鄰，這臺(tái)磨床就有可能受重型機(jī)床工作的影響而產(chǎn)生振動(dòng)，影響其機(jī)加工表面的粗糙度。

2.消除強(qiáng)迫振動(dòng)的途徑

強(qiáng)迫振動(dòng)是由外界干擾力引起的，因此必須對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)振試驗(yàn)，找出振源，然后采取適當(dāng)措施加以控制。消除和抑制強(qiáng)迫振動(dòng)的措施主要有：

(1)改進(jìn)機(jī)床傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行消振與隔振。
消除強(qiáng)迫振動(dòng)最有效的辦法是找出外界的干擾力〈振源）并去除。如果不能去除，則可以采用隔絕的方法，如采用厚橡皮或木材等將機(jī)床與地基隔離，就可以隔絕相鄰機(jī)床的振動(dòng)影響。對(duì)精密機(jī)械、儀器采用空氣墊等也是很有效的隔振措施。

(2)消除回轉(zhuǎn)零件的不平衡。
機(jī)床和其他機(jī)械的振動(dòng)大多數(shù)足-由于旋轉(zhuǎn)零件的不平衡所引起的。因此對(duì)于高速回轉(zhuǎn)的零件要注意其平衡問(wèn)題，在可能條件下最好能做動(dòng)平衡。

(3)提高傳動(dòng)件的制造精度。
傳動(dòng)件的制造精度會(huì)影響傳動(dòng)的平衡性，從而引起振動(dòng)。在齒輪嚙合、滾動(dòng)軸承以及帶傳動(dòng)等傳動(dòng)中，減小振動(dòng)的途徑主耍足提高其制造精度和裝配質(zhì)量。

(4)提高機(jī)械加工系統(tǒng)剛度，增加阻尼。
提高機(jī)床、工件、刀具和夾具的剛度都會(huì)增加機(jī)械加工系統(tǒng)的抗振性。增加阻尼是一種減小振動(dòng)的有效辦法，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)該考慮到，但也可以采用附加高阻尼板材的方法以達(dá)到減小振動(dòng)的效果。

(5)合理安排固有頻率，避幵共振區(qū)。
根據(jù)強(qiáng)迫振動(dòng)的特性，一方面是改變激振力的頻率，使它避開(kāi)系統(tǒng)的固有頻率；另一方面是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，使機(jī)械加工工藝系統(tǒng)各部件的固有頻率遠(yuǎn)離共振區(qū)。