機械加工表面質量加工培訓講義(存儲版)
【正文】 可以加工外圓、孔、平面及成型表面，通常在普通車床、轉塔車床或自動車床上進行。 第五節(jié) 機械加工中的振動 一、機械加工中的振動現(xiàn)象 振動對機械加工的影響 機械加工中振動的種類及其主要特點 機械加工振動 自激振動 自由振動 強迫振動 當系統(tǒng)受到初始干擾力激勵破 壞了其平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)僅靠 彈性恢復力來維持的振動稱為 自由振動。根據(jù)微分 方程理論，當系統(tǒng)為小阻尼時，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特解組成： )si n()si n( 212201 ?????? ????? ? tAteAx t a） 有阻尼的自由振動 b） 強迫振動 c） 有阻尼的自由振動 和強迫振動的合成 進入穩(wěn)態(tài)后的振動方程為： )sin( ?? ?? tAx式中 A— 強迫振動的幅值； φ— 振動體位移相對于激振力的相位角； t — 時間 其中強迫振動的振幅為： 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）強迫振動是由周期性激振力引起的，不會被阻尼衰減掉，振動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，在線性范圍內，可以認為它與外載荷無關，動剛度 kd除與 k成正比外，還與系統(tǒng)阻尼、頻率比 ζ有關。 自由振動 受阻尼作用將迅速衰減， 而自激振動不會因阻尼 存在而衰減。 結論：在再生顫振中，只有當 后一轉的振紋的相位滯后于前一轉振紋時 才有可能產(chǎn)生再生顫振。合理調整它 們之間的關系，就可以有效地 提高系統(tǒng)的抗振性，抑制自激 振動。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。粗加工后常有調質、回火。 )之間。理論分析與實驗結果表明，方位角α（ α為加工表面法向 y與鏜桿削邊垂線的夾角）對鏜孔系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要影響。 圖 5 縱車方牙螺紋外表面 圖 6 兩個自由度的耦合振動模型 a） 切削模型 b） 動力學模型 三種情況： ① W振出 =W振入 + W摩阻（振入） 時，系統(tǒng)有穩(wěn)幅的自激振動； ② W振出 ＞ W振入 + W摩阻（振入） 時，系統(tǒng)為振幅遞增的自激 振動，至一定程度，系統(tǒng)有穩(wěn)幅的自激振動； ③ W振出 ＜ W振入 + W摩阻（振入） 時，系統(tǒng)為振幅遞減的自激 振動，至一定程度，系統(tǒng)有穩(wěn)幅的自激振動； 故振動系統(tǒng)產(chǎn)生自激振動的基本條件是： W振出 W振入 或 FP振出 FP振入 2．產(chǎn)生自激振動的學說 （ 1） 再生顫振 1）再生顫振原理 圖 3 自由正交切削時再生顫振的產(chǎn)生 2）再生顫振產(chǎn)生的條件 圖 4表示了四種情況。 圖 自激振動系統(tǒng)的組成 （ 2）自激振動的特征 自激振動 特點 不衰減的振動 它由振動過程本身引起 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 動得以維持。 2220 )2()1(1????????AA② 頻率比 λ的影響（ 圖示 ） 三、 減小強迫振動的措施 ?減小激振力 ?調整振源頻率 ?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。切削過程中產(chǎn) 生的自激振動也稱為顫振。 噴丸強化主要用于強化形狀復雜或不宜用其它方法強化的工件，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）砂輪轉速 ↑ → 磨削燒傷 ↑ 2） 徑向進給量 fp↑→ 磨削燒傷 ↑ 3） 軸向進給量 fa↑→ 磨削燒傷 ↓ 4）工件速度 vw ↑→ 磨削燒傷 ↓ 1)磨削時，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)磨削導熱性差的材料 (耐熱鋼、軸承 鋼、不銹鋼 )↓→磨削燒傷 ↑ 3)應合理選擇砂輪的硬度、結合劑和 組織 →磨削燒傷 ↓ 采用內冷卻法 →磨削燒傷 ↓ 圖 采用開槽砂輪 間斷磨削 →受熱 ↓ →磨削燒傷 ↓ 圖 圖 內冷卻裝置 1－錐形蓋
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