機(jī)械加工表面質(zhì)量加工培訓(xùn)講義(存儲(chǔ)版)
【正文】 可以加工外圓、孔、平面及成型表面，通常在普通車(chē)床、轉(zhuǎn)塔車(chē)床或自動(dòng)車(chē)床上進(jìn)行。 第五節(jié) 機(jī)械加工中的振動(dòng) 一、機(jī)械加工中的振動(dòng)現(xiàn)象 振動(dòng)對(duì)機(jī)械加工的影響 機(jī)械加工中振動(dòng)的種類(lèi)及其主要特點(diǎn) 機(jī)械加工振動(dòng) 自激振動(dòng) 自由振動(dòng) 強(qiáng)迫振動(dòng) 當(dāng)系統(tǒng)受到初始干擾力激勵(lì)破 壞了其平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)僅靠 彈性恢復(fù)力來(lái)維持的振動(dòng)稱(chēng)為 自由振動(dòng)。根據(jù)微分 方程理論，當(dāng)系統(tǒng)為小阻尼時(shí)，它的解由令 0?mF而得到的 齊次方程的通解和非齊次方程的一個(gè)特解組成： )si n()si n( 212201 ?????? ????? ? tAteAx t a） 有阻尼的自由振動(dòng) b） 強(qiáng)迫振動(dòng) c） 有阻尼的自由振動(dòng) 和強(qiáng)迫振動(dòng)的合成 進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后的振動(dòng)方程為： )sin( ?? ?? tAx式中 A— 強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值； φ— 振動(dòng)體位移相對(duì)于激振力的相位角； t — 時(shí)間 其中強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅為： 2220222220 )2()1(4)( ??????? ?????? AfA相位角為： 212arct an?????? 式中 f — f=F/m； A0— 系統(tǒng)在靜力 F作用下的靜位移（ m) kFmkmFfA ??? 200 ?k— 系統(tǒng)的靜剛度（ N/m）； λ— 頻率比， λ＝ ω/ω0 ζ— 阻尼比， ckmmkm??????? ????2/2/0δc— 臨界阻尼系數(shù)， kmc 2?? 1）強(qiáng)迫振動(dòng)是由周期性激振力引起的，不會(huì)被阻尼衰減掉，振動(dòng)本身也不能使激振力變化。即： 222 )2()1( ??? ???? kAFk d 靜剛度 k=F/A0是工藝系統(tǒng)本身的屬性，在線(xiàn)性范圍內(nèi)，可以認(rèn)為它與外載荷無(wú)關(guān)，動(dòng)剛度 kd除與 k成正比外，還與系統(tǒng)阻尼、頻率比 ζ有關(guān)。 自由振動(dòng) 受阻尼作用將迅速衰減， 而自激振動(dòng)不會(huì)因阻尼 存在而衰減。 結(jié)論：在再生顫振中，只有當(dāng) 后一轉(zhuǎn)的振紋的相位滯后于前一轉(zhuǎn)振紋時(shí) 才有可能產(chǎn)生再生顫振。合理調(diào)整它 們之間的關(guān)系，就可以有效地 提高系統(tǒng)的抗振性，抑制自激 振動(dòng)。圖 8－ 31 c所示削扁鏜桿的小剛度主軸的方位角 α落在 F與 y方向的夾角 β范圍之外，可避免發(fā)生振型耦合型顫振。粗加工后常有調(diào)質(zhì)、回火。 )之間。理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，方位角α（ α為加工表面法向 y與鏜桿削邊垂線(xiàn)的夾角）對(duì)鏜孔系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要影響。 圖 5 縱車(chē)方牙螺紋外表面 圖 6 兩個(gè)自由度的耦合振動(dòng)模型 a） 切削模型 b） 動(dòng)力學(xué)模型 三種情況： ① W振出 =W振入 + W摩阻（振入） 時(shí)，系統(tǒng)有穩(wěn)幅的自激振動(dòng)； ② W振出 ＞ W振入 + W摩阻（振入） 時(shí)，系統(tǒng)為振幅遞增的自激 振動(dòng)，至一定程度，系統(tǒng)有穩(wěn)幅的自激振動(dòng)； ③ W振出 ＜ W振入 + W摩阻（振入） 時(shí)，系統(tǒng)為振幅遞減的自激 振動(dòng)，至一定程度，系統(tǒng)有穩(wěn)幅的自激振動(dòng)； 故振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生自激振動(dòng)的基本條件是： W振出 W振入 或 FP振出 FP振入 2．產(chǎn)生自激振動(dòng)的學(xué)說(shuō) （ 1） 再生顫振 1）再生顫振原理 圖 3 自由正交切削時(shí)再生顫振的產(chǎn)生 2）再生顫振產(chǎn)生的條件 圖 4表示了四種情況。 圖 自激振動(dòng)系統(tǒng)的組成 （ 2）自激振動(dòng)的特征 自激振動(dòng) 特點(diǎn) 不衰減的振動(dòng) 它由振動(dòng)過(guò)程本身引起 切削力周期性變化，從 不具備交變特性的能源 中周期獲得能量，使振 動(dòng)得以維持。 2220 )2()1(1????????AA② 頻率比 λ的影響（ 圖示 ） 三、 減小強(qiáng)迫振動(dòng)的措施 ?減小激振力 ?調(diào)整振源頻率 ?提高工藝系統(tǒng)的剛度 和阻尼 ?采取隔振措施 ? 采用減振裝置。切削過(guò)程中產(chǎn) 生的自激振動(dòng)也稱(chēng)為顫振。 噴丸強(qiáng)化主要用于強(qiáng)化形狀復(fù)雜或不宜用其它方法強(qiáng)化的工件，如板彈簧、螺旋彈簧、連桿、齒輪、焊縫等。 2. 磨削燒傷的三種形式 磨削用量 砂輪與工件材料 改善冷卻條件 1）砂輪轉(zhuǎn)速 ↑ → 磨削燒傷 ↑ 2） 徑向進(jìn)給量 fp↑→ 磨削燒傷 ↑ 3） 軸向進(jìn)給量 fa↑→ 磨削燒傷 ↓ 4）工件速度 vw ↑→ 磨削燒傷 ↓ 1)磨削時(shí)，砂輪表面上磨粒的切削刃 口鋒利 ↑→磨削力 ↓→磨削區(qū)的溫度 ↓ 2)磨削導(dǎo)熱性差的材料 (耐熱鋼、軸承 鋼、不銹鋼 )↓→磨削燒傷 ↑ 3)應(yīng)合理選擇砂輪的硬度、結(jié)合劑和 組織 →磨削燒傷 ↓ 采用內(nèi)冷卻法 →磨削燒傷 ↓ 圖 采用開(kāi)槽砂輪 間斷磨削 →受熱 ↓ →磨削燒傷 ↓ 圖 圖 內(nèi)冷卻裝置 1－錐形蓋
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