机械加工过程中振动的影响
机械振动论文
机械振动在机械工程中的应用成晓(江苏师范大学，江苏连云港 222000)摘要：本文综述了机械振动在机械工程中的应用。
首先分析了机械振动的危害；然后提出了控制或减小振动的主要途径；最后举例说明机械振动在机械工程中的应用。
关键词：机械振动；机械工程；振动筛Mechanical vibration and its applications in mechanicalengineeringCheng Xiao(Jiangsu Normal University ,Jiangsu, Lianyungang 222002)Abstract: This paper intends to elaborate the applications of mechanical vibration in mechanical engineering. Firstly, the reasons of mechanical vibration are analyzed. Secondly, the main methods to control and decrease the vibration are presented in detail. Finally, examples are present to show the application of mechanical vibration in Mechanical EngineeringKeywords: Mechanical vibration; mechanical engineering ; oscillating screen一机械振动机械振动也简称为振动，物理学上是这样给它定义的：物体在平衡位置附近做往复运动的运动。
在现实生活中我们能看到很多机械都是运用机械振动这一学说理论来建造出来的。
比如筛分设备、输送设备、给料设备、粉碎设备等等机械设备都是将理论运用到现实生活中的结果。
槽刀振刀解决方案(3篇)
第1篇一、引言槽刀振刀是数控机床加工过程中常见的一种加工缺陷，严重影响加工精度和表面质量。
本文针对槽刀振刀问题，分析了其产生的原因，并提出了一系列解决方案，旨在提高加工效率和产品质量。
二、槽刀振刀产生的原因1. 机床方面（1）机床刚性不足：机床主轴、立柱、工作台等部件刚性不足，容易产生振动。
（2）机床精度不高：机床导轨、轴承、齿轮等部件精度不高，导致加工过程中出现振动。
（3）机床装配不当：机床装配过程中，各部件间隙过大或过小，影响机床的整体刚性。
2. 加工参数方面（1）切削速度过高：切削速度过高，刀具与工件之间的摩擦力增大，容易产生振动。
（2）进给量过大：进给量过大，刀具与工件之间的切削力增大，导致振动加剧。
（3）切削深度过大：切削深度过大，刀具与工件之间的切削力增大，容易产生振动。
3. 刀具方面（1）刀具刃口磨损：刀具刃口磨损，切削力增大，容易产生振动。
（2）刀具刚性不足：刀具刚性不足，容易在切削过程中产生振动。
（3）刀具安装不当：刀具安装不当，导致刀具与机床主轴之间的间隙过大或过小，影响切削稳定性。
4. 工件方面（1）工件材料硬度不均匀：工件材料硬度不均匀，导致切削力不均匀，容易产生振动。
（2）工件表面质量差：工件表面质量差，如存在毛刺、划痕等，影响切削稳定性。
（3）工件尺寸不稳定：工件尺寸不稳定，导致加工过程中切削力不均匀，容易产生振动。
三、槽刀振刀解决方案1. 机床方面（1）提高机床刚性：选用高刚性的机床，提高机床主轴、立柱、工作台等部件的刚性。
（2）提高机床精度：选用高精度的机床，确保机床导轨、轴承、齿轮等部件的精度。
（3）优化机床装配：合理调整机床各部件间隙，提高机床整体刚性。
2. 加工参数方面（1）合理选择切削速度：根据工件材料、刀具和机床性能，选择合适的切削速度。
（2）合理选择进给量：根据工件材料、刀具和机床性能，选择合适的进给量。
（3）合理选择切削深度：根据工件材料、刀具和机床性能，选择合适的切削深度。
机械振动研究机械振动的原因特性和控制方法
机械振动研究机械振动的原因特性和控制方法机械振动研究：机械振动的原因、特性和控制方法机械振动是指机械装置在工作过程中产生的波动现象，它会影响机械设备的正常运行和寿命。
本文将探讨机械振动的原因、特性以及一些常用的控制方法。
一、机械振动的原因1. 不平衡：机械设备中存在的不平衡质量会导致振动。
比如旋转部件的质量分布不均匀，转子中心轴偏离几何中心等。
2. 轴承问题：轴承的损坏、磨损或不良安装都可能引起机械振动。
轴承的故障会导致旋转部件的不规则运动，进而引起振动。
3. 动力装置问题：能源输入装置（如电机）的问题可能导致机械振动。
比如电机在转子动平衡或接线不良的情况下会引发振动。
4. 摩擦与间隙：摩擦力和间隙会导致机械部件的不稳定运动，产生振动。
此外，润滑不良也可能触发机械振动。
5. 外界激励：机械设备所处的工作环境也可能成为外界激励的源头。
例如，设备周围的振动源、流体力学问题或地震等都可引发机械振动。
二、机械振动的特性1. 振动的频率：振动的频率是指单位时间内振动的次数。
机械振动的频率通常以赫兹（Hz）为单位进行测量。
2. 振动的幅值：振动的幅值是指振动过程中的最大偏移距离或最大速度。
它可以用来描述振动的强度。
3. 振动的相位：振动的相位是指振动过程中的位置关系。
它可以描述不同振动源的相对运动状态。
4. 振动的频谱：机械振动的频谱是指将振动信号在频域上的表示方法。
通过分析振动频谱可以得到振动源的特性和故障信息。
三、机械振动的控制方法1. 动平衡技术：对于不平衡产生的振动问题，可以通过动平衡技术来解决。
动平衡是利用平衡机或振动仪等设备，在设备运行时进行动态平衡调整，使设备达到平衡状态。
2. 轴承维护与保养：定期对轴承进行维护和保养，包括润滑、紧固、检修等，可以减少机械振动的发生。
3. 振动隔离技术：通过使用减振器、隔振垫等装置来减小振动的传导和辐射，降低机械设备对周围环境的振动影响。
4. 减少摩擦与间隙：优化机械组件的设计和加工工艺，减小摩擦力和间隙，从根本上减少振动产生。
振动力学论文--自激振动形成及分析 2013
振动力学论文题目：自激振动形成及分析院系：新科学院机械工程系专业年级：机制104姓名：王岩军学号：2010200417摘要：机械加工过程中产生的的自激振动主要分强迫振动与自激振动。
本文主要讲述关于工艺系统中自激振动产生的原因，对其进行全面分析，最后得到控制的方法。
关键词：强迫振动，自激振动，强迫振动的特征，自激振动产生的原理，产生自激振动的条件，自激振动的激振机理，解决方法。
序言：振动是在机械加工过程中，因机床工件或刀具发生周期性的跳动。
加工过程中如发生振动，会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状痕迹，使表面光洁度显著下降，还会使机床、夹具中的连接零件松动，缩短机床使用寿命，影响工件在夹具中的正确定位。
此外，由于振动，势必降低切削速度，损坏切削工具，降低生产率，造成噪声污染。
如在磨削过程中，由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡，三角皮带的厚薄或长短不一致，油泵工作不平稳等，都会引起机床的强迫振动，它将激起机床各部件之间的相对振动幅值，影响机床加工工件的精度，如粗糙度和圆度。
对于刀具或做回转运动的机床，振动还会影响回转精度。
【1】1、机械加工过程中的强迫振动机械加工中的强迫振动是由于外界（相对于切削过程而言）周期性干扰力的作用而引起的振动。
1.1强迫振动产生的原因强迫振动的振源有来自机床内部的称为机内振源，也有来自机床外部的，称为机外振源。
机外振源甚多，但它们都是通过地基传给机床的，可以通过加设隔振地基加以消除。
机内振源主要有机床旋转件的不平衡、机床传动机构的缺陷、往复运动部件的惯性力以及切削过程中的冲击等。
【2】1.2强迫振动的特征机械加工中的强迫振动与一般机械振动中的强迫振动没有本质上的区别：在机械加工中产生的强迫振动，其振动频率与干扰力的频率相同，或是干扰力频率的整数倍。
强迫振动的幅值既与干扰力的幅值有关，又与工艺系统的动态特性有关：在干扰力源频率不变的情况下，干扰力的幅值越大，强迫振动的幅值将随之增大。
车削加工中振动产生原因及消除措施
李 平
（ 哈 尔滨理工大学工程训练 中心 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０）
摘 要： 在车 削加 工中， 减 少机床产 生的振动是 十分重要的 。因为其振动 对加 工过程及加 工质量及对机床 的连接 特性 ， 降低 生产效 率。 为提 高产品质量 ， 减少机床振 动十分关键 。 本文重点论述机床在 工作 中产生振动的种种原 因并且进行 了归纳 ， 分析 了机床振动对产品 加工质量造成的影响 ， 提 出了防止和减 小机床振动的各种有力方法。 关键词 ： 振动 ； 振动分析 ； 消除措施 ； 机床切 削
机械加工振动产生的原因及消除方法
机械加工振动产生的原因及消除方法摘要：众所周知，在机械加工的过程中，存在着一个普遍的现象那就是机械振动，其实，机械振动是由多方面的因素造成的。
本文主要对机械加工过程中，机械振动的分类和特点进行了阐述，对机械振动的成因和影响展开了分析，同时对如何更好的解决机械振动产生的不利影响进行了深入的研究。
关键词：机械加工；振动产生；原因；消除方法引言机械加工是一项长期、循环往复的过程，由于长时间的运行，刀具和工件往往会受到很大的影响，因而不可避免的出现机械振动的情况。
在振动现象的影响下，加工部件的精度大大被降低，这对生产率的提高是非常不利的。
所以，应根据机械加工中出现的振动类型和产生的原因加以分析，采取有效的手段来降低或消除振动，从而提高机械生产的效率和质量。
1 机械加工振动类型在长时间的分析和实践中，按照机械振动产生的原因来分可以分为三类：自由振动、强迫振动和自激振动。
在机械运转时如果振动系统受到激振力的作用时会破坏机械的平衡状态，把能约束激振力的方式叫做自由振动，制造企业的机械加工系统自身具有一定阻尼，因此，自由振动会相对减弱，不会对机械加工产生过多的负面影响，属于机械加工振动中影响最小的一种振动。
而不同于自由振动，受迫振动和自激振动本身不能靠系统自身减弱振动，相反会对机械加工产生严重影响，本文接下来将对受迫振动及减振措施和自激振动及减振措施进行详细的分析和探讨。
2 振动产生的原因分析2.1自由振动产生的原因发生自动振动形式的主要原因是由于机械系统自身的弹力、重力作用下形成的，而没有任何外力参与。
因为组你和内耗都是振动系统中的一部分，比如简谐振动等，因此产生自由振动的原因是由于弹性元件或者惯性元件引发的。
2.2强迫振动产生的原因2.2.1高速回转出现不平衡状态，机械机床中高速回转的零件非常多，其中包括主轴、电机、皮带、磨床中的砂轮等等，就是由于出现不平衡状态导致出现离心惯性作用。
2.2.2机床传动零件缺陷所引起的周期性变化的传动力。
车削加工中振动产生原因及消除措施
车削加工中振动产生原因及消除措施摘要：工作人员在进行车削加工时不难发现会导致一定的振动，这种振动使正常的加工系统受到影响，影响正常的工作甚至加工产品的外表，因为振动系统受损后导致外观模型变样。
一旦发生这种情况，还会导致整个车削加工加床和刀片的受损，从而大大降低工作效率，影响工作人员的工作情绪。
如果降低一定的噪音，则可以提升工作效率，所以掌握车削加工中导致产生振动的原因十分重要。
关键词：车削加工；振动；原因引言在进行车削加工过程中，导致振动的现象有很多，文章主要针对产生原因，根据不同振动现象提出了相应的改善建议和改进措施。
希望能够对车削加工提供一定的帮助，大大减少车削加工过程中所产的噪音和振动，从而提高加工效率，减轻工作人员的烦躁情绪，使加工人员能够更好地投入到工作中。
1振动的类型在机械加工中产生的振动，按产生的原因来分类，都具有自由振动、受迫振动和自激振动，与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
自由振动是当振动系统的平衡被破坏，由弹性力来维持系统的振动。
是切削力的突然变化或其它外力冲击引起的。
可快速衰减，对车床加工影响非常小，可忽略不计。
受迫振动产生的原因是由系统外部或内部周期变化的激振力（也叫振源）的作用下而产生的振动，共振是受迫振动中的一个特例。
此振动主要由以下几方面原因产生高速回转存在不不衡，例如卡盘和工件、主轴、电动机转子、带轮等。
就是因为零件的不平衡而产生激振力F（也叫离心惯性力），车床传动存在误差，车床传动当中的齿轮组，由于制造误差、装配误差产生了周期变化的激振力；液压传动中油液脉动、轴承滚动体尺寸差、皮带接缝等因素。
自激振动是在没有外激励作用的情况下由系统自身激发所产生的一种振动，特点是一种不衰减的振动过程本身能引起周期性变化的力，此力可从非交变特性的能源中周期性地获得能量的补充，以维持这个振动。
主要是车削过程中工件系统的弯曲振动（低频振动）和车刀的变形产生的弯曲振动（高频振动）。
机械振动问题的分析与解决策略
问题描述：某机械设备在使用过程中出现振动问题，影响设备正常运行 原因分析：可能是由于设备安装不当、部件磨损、润滑不良等原因导致 解决策略：调整设备安装位置、更换磨损部件、改善润滑条件等 效果评估：经过调整和维修，设备振动问题得到解决，复正常运行
问题描述：生产线在运行 过程中出现振动，影响产
智能控制技术：利用人工智能、机器学习等先进技术，实现振动控制的智能化和自主化
智能化技术的发展趋势
智能化技术在机械振动问 题中的具体应用
智能化技术在机械振动问 题中可能带来的改进和优
化
智能化技术在机械振动问 题中可能面临的挑战和问
题
汇报人：XX
减少误差
优化控制系统： 采用先进的控 制技术，提高 控制精度和响
应速度
优化设计：改进 机械结构，提高 稳定性
选用优质材料： 选择高强度、高 硬度的材料，提 高机械强度
提高加工精度： 采用先进的加工 技术和设备，提 高零件加工精度
加强质量控制： 严格控制生产过 程中的质量，确 保机械振动问题 的解决
改变振动频率： 通过改变系统的 固有频率，使振 动频率远离激励 频率，从而减小 振动。
增加质量：增加 系统的质量，使 系统的固有频率 降低，从而减小 振动。
采用隔振措施： 在振动源和振动 接收器之间设置 隔振装置，如隔 振器、隔振垫等， 以减小振动传递。
定期检查设备， 及时发现问题
加强设备操作人 员的培训，提高
安全隐患：振动 可能导致设备结 构损坏，引发安 全事故
噪音污染：振动 可能导致设备产 生噪音，影响工 作环境和周边居 民生活
结构设计不合理：如结构不对称、 刚度不足等
材料选择不当：如材料强度不足、 刚度不够等
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. . 3、振动对工件表面质量的影响及其控制
3.1振动对工件表面质量的影响 机械加工中产生的振动，一般说来是一种破坏正常切削过程的有害现象。各种切削和磨削过程都可能发生振动，当速度高、切削金属量大时常会产生较强烈的振动。 切削过程中的振动，会影响加工质量和生产率，严重时甚至会使切削不能继续进行，因此通常都是对切削加工不利的，主要表现在以下几个方面。 (1)影响加工的表而粗糙度。振动频率低时会产生波度，频率高时会产生微观不平度。 (2)影响生产率。加工中产生振动，会限制切削用量的进一步提高，严重时甚至会使切削不能继续进行。 (3)影响刀具寿命。切削过程中的振动可能使刀尖刀刃崩碎，特别是韧性差的刀具材料，如硬质合金、陶瓷等，要注意消振问题。 (4)对机床、夹具等不利。振动使机床、夹具等的零件连接部分松动，间隙增大，刚度和精度降低，同时使用寿命缩短。 此外，强烈的振动及伴随而来的噪声，还会污染环境，危省操作者的身心健康。 对于精密零件的精密加工和超精密加工,其尺寸精度要求多小于m1,表面粗糙度值mRa02.0以下，而且不允许出现波纹。因此，在切削过程中哪怕出现极其微小的振动，也会导致被加工零件达不到设计的质量要求。 振动对机械加工有不利的一面，但又可以利用振动来更好地切削，如振动磨削、振动研抛、超声波加工等都是利用振动来提高表面质量或生产率的。
机械加工中产生的振动，根据其产生的原因，大体可分为自由振动、强迫振 . . 动和自激振动三大类，如图1所示。
图1 切削加工中振动的类型 3.2自由振动
自由振动是当系统所受的外界干扰力去除后系统本身的衰减振动。由于工艺系统受一些偶然因素的作用(如外界传来的冲击力、机床传动系统中产生的非周期性冲击力、加工材料的局部硬点等引起的冲击力等)，系统的平衡被破坏，只靠其弹性恢复力来维持的振动属于自由振动。 在机械加工中，自由振动是最简单的振动，所占振动比率仅5%左右。振动的频率就是系统的固有频率。由于工艺系统的阻尼作用，这类振动会很快衰减。可见，自由振动对机械加工过程影响较小，但是自由振动在一定条件下会诱发产生自激振动。
3.3强迫振动 强迫振动是由外界周期性的干扰力所支持的不衰减振动。 . . 3.3.1切削加工中产生强迫振动的原因 工艺系统内部因素造成强迫振动的原因可从机床、刀具和工件3方面来分析。 1）机床中某些零件的制造精度不高，会使机床产生不均匀运动而引起振动。例如，齿轮的周节误差和周节累积误差，会使齿轮传动的运动不均匀，从而使整个部件产生振动。主轴与轴承之间的间隙过大、主轴轴颈的椭圆度、轴承制造精度不够，都会引起主轴箱以及整个机床的振动。另外，皮带接头太粗而使皮带传动的转速不均匀，也会产生振动。至于某些零件的缺陷，使机床产生振动则更是明显。 2）在刀具方面，多刃、多齿刀具切削时，由于刃口高度的误差，容易产生振动，如铣刀等。断续切削的刀具，如铣刀、拉刀和滚刀，切削时也很容易引起振动。 3）被切削的工件表面上有断续表面或表面余量不均、硬度不一等，都会在加工中产生振动。例如，车削或磨削有键槽的外圆表面就会产生强迫振动。 当然，在工艺系统外部也有许多原因会造成切削加工的振动。例如，相邻机床之间就会有相互影响，一台磨床和一台重型机床相邻，这台磨床就会受重型机床工作的影响而产生振动，影响其加工工件表面的粗糙度。此外，具有往复运动部件的机械加工设备在加工过程中，液压系统中液压件的冲击现象，运动部件进行换向时产生的惯性力也会引起强迫振动。
3.3.2消除强迫振动的途径 机械加工中产生的强迫振动是由周期性激振力引起，强迫振动的频率总是与 . . 干扰力的频率相等或是其倍数，因此消除或者减少这种振动的首要问题是找出振动源。 (1)消振与隔振。消除强迫振动最有效的办法是找出外界的干扰力(振源)并将其去除。如果不能去除，则可以采用隔绝的方法。例如，机床采用防振地基，可以隔绝相邻机床的振动影响。精密机械、仪器采用空气垫等也是很有效的隔振措施。 (2)消除回转零件的不平衡。机床和其他机械的振动，大多数是由于回转零件的不平衡所引起的，因此对于高速回转的零件要注意其平衡问题，在可能的条件下能做动平衡最好。例如对砂轮、电动机转子及刀盘等min/600rad以上的高速回转元件进行静平衡与动平衡，或者设置自动平衡装置。另外，还要提高传动装置的稳定性，如采用机械加工设备所用的传动皮带长短一致、无接头或者少接头、尽量用斜齿轮代替直齿轮、在主轴上安装飞轮、高精度与小功率加工设备使其动力源与机床脱离等措施。 (3)提高传动件的稳定性和制造精度。改善以联轴器相联的各轴轴心线间的同轴度，从高速轴或主轴上除去带动润滑油泵的凸轮，同时提高传动件的制造精度和装配质量。 (4)提高系统刚度，增加阻尼。提高机床、工件、刀具的刚度都会增加系统的抗振性。增大阻尼是提高动刚度和振动稳定性的有效措施，主要方法是在机床主轴上加装电流变液阻尼器、对滚动轴承适当预紧、将型砂或混凝土等阻尼材料填充在支承件的零部件臂中，在机械加工系统中的承受弯曲振动的支承件的表面喷涂一层有高内阻和较高弹性模量的黏性材料等。 (5)调整振源频率。 由强迫振动的特性可知，当激振力的频率接近系统固有 . . 频率时，会发生共振。因此，在机械加工过程中，合理安排加工系统的固有频率，能够有效预防共振现象的发生，其主要措施如下:一是为有效避开系统的固有频率，可以调节激振力频率。二是在设计机械加工设备的结构时，让工艺系统各个部件的固有频率远远大于或者远远小于共振区频率。三是对机械加工设备中的轴承与镶条等部件的间隙加以调整，使其偏离激振频率。四是调节机械加工系统的一些运动参数，有效避免可能产生的强迫振动的振源频率，远离机械加工设备中薄弱模态的固有频率。
3.4自激振动 机械加工过程中，还常常出现一种与强迫振动完全不同形式的强烈振动。这种振动是由振动过程本身引起某种切削力的周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持振动，使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量，这种类型的振动被称为自激振动。切削过程中产生的自激振动是频率较高的强烈振动，通常又称为颤振，常常是影响加工表面质量和限制机床生产率提高的主要障碍。磨削过程中，砂轮磨钝以后产生的振动也往往是自激振动。
3.4.1自激振动的原理 金属切削过程中自激振动的原理如图2所示。它具有两个基本部分:切削过程产生交变力P，激励工艺系统；工艺系统产生振动位移Y,再反馈给切削过程。维持振动的能量来源于机床的能源。 .
. 图2 机床自激振动系统 自激振动的形成和持续，是由于加工过程本身产生的激振和反馈作用，所以
若停止切削（或磨削）过程，即使机床仍继续空运转，自激振动也就停止了，这也是与强迫振动的区别之处。
3.4.2消除自激振动的途径 （1)减小重叠系数 重叠系数对系统再生效应的大小影响很大。重叠系数值由加工方式、刀具的几何形状以及切削用量来决定。图3是两种加工方式的值。加工螺纹工件时，0，工艺系统不会有再生型自激振动产生。而切断工件时，1，所产生的
再生效应最大。对于一般外圆，纵向车削时，为1~0，因此通过改变切削用量和刀具几何形状，尽量减小值，可提高切削的稳定性。
(a)加工螺纹工件时，0 (b)切断工件时，1 图3 两种加工方式的值 （2)合理选择与切削过程有关的参数
根据图2，自激振动的形成是与切削过程本身是密切相关的，所以可以通过合理地选择切削用量、刀具几何角度和工件材料的可切削性等途径来抑制自激振 . . 动。 ①合理选择切削用量。图4所示是车削时切削速度cv与振幅A的关系曲线。
cv在min/70~20m范围内时，很容易产生自振，而cv高于或低于此范围时，振动逐渐减弱。
图4 切削速度c
v与振幅A的关系
图5所示是进给量f与振幅A的关系曲线，f较小时A较大，随着f的增大A反而减小。图 6所示是切削深度与振幅A的关系曲线，切削深度越大，A也越大。
图5 进给量f与振幅A的关系 图 6 切削深度与振幅A的关系 ②合理选择刀具的几何参数。主要影响参数为主偏角和前角。如图7所示，当90时振幅最小，此时切削力在y方向上最小、x方向上最大。由于一般工艺系统的刚度在x方向比y方向上好得多，因此不易起振。由图8可见，在相同切削速度v时，随前角的增大，切削力减小，振幅也减小。因此通常采用双前角消振刀(见图9)以减小切削力，可取得很好的减振效果。减小后角有利于减振。一般后角取3~2为宜，必要时在后刀而上磨出带负后角的消振棱， . . 形成倒棱减振车刀（如图10所示）。其特点是刀尖不易切入金属，且后角小，有减振作用，切削时稳定性好。
图7 主偏角对振动的影响 图8 前角的影响 图9 双前角消振刀 图10 倒棱减振车刀 另外，实际生产中用油石使新刃磨的刃口稍稍钝化，也很有效。关于刀尖圆
弧半径，它本来就和加工表面粗糙度有关，对加工中的振动而言，一般不要取得太大。如果车削中刀尖圆弧半径与切深近似相等，切削力就会很大，容易振动。车削时装刀位置过低或镗孔时装刀位置过高，都易于产生自激振动。
使用“油”性非常高的润滑剂也是加工中经常使用的一种防振办法。 （3)提高工艺系统本身的抗振性