【導讀】broadlyas(a)transient;(b)continuingorsteady-state;and(c)random.

　　

【正文】 速度，速度和位移。例如，一個不平衡的力在系統(tǒng)中造成的加速度（ a =F/m）會因為系統(tǒng)的抵抗而引起振動作為響應。可以看到，振動或者振蕩大致可以分為三類：（ 1）瞬態(tài)的，（ 2）連續(xù)的或穩(wěn)態(tài)的，（ 3）隨機的。 瞬態(tài)振動 是逐漸衰減的，而且通常與不規(guī)則的擾動有關，例如，滾動載荷通過橋梁，汽車通過坑洞，也就是在確定的期間內不重復的力。盡管瞬態(tài)振動是振動的暫時性成分它們能夠產(chǎn)生大初始振幅和引起高的應力。在大多數(shù)情況下，它們持續(xù)的時間很短，因而人們可以將其忽略不計而只考慮穩(wěn)態(tài)振動。 穩(wěn)態(tài)振動 通常和機器的連續(xù)運轉在關，而且盡管這種振動是周期性的，但不一定是 諧振或正弦振動。由于需要能量才能產(chǎn)生振動，因此，振動消耗了能量，降低了機器和機構的效率。能量的消耗有多種方式，磨擦和隨后將所產(chǎn)生的熱傳到周圍，聲波和噪聲，以及通過機架與基礎的應力波等到。因此穩(wěn)態(tài)振動總是需要連續(xù)的能量輸入來維持其存在。 隨機振動 是一個用來描述非周期性振動的術語。也就是說，這種振動不是周期性變化的，是不定期地進行重復的。 在下面段落中，對一些與振動有關的術語和定義加以明確，其中一些可能是理科學生都已經(jīng)清楚了的。 周期，循環(huán)，頻率和振幅 。 穩(wěn)態(tài)機械振動是系統(tǒng)在一定時間范圍內的重復運動，該時間范圍 被稱為周期。在任何一個周期內所完成的運動，被子稱為一個循環(huán)。每個單位時間內的循環(huán)數(shù)目被稱為頻率。系統(tǒng)任何部分離開它的靜平衡位置的最大位移就是該部分振動的振幅，總的行程是振幅的兩倍。因此，“振幅”并不是“位移”的同義詞，而是距離靜平衡位置的位移最大值。 自由振動和強迫振動 。除了重力以外，在沒有任何其他作用時產(chǎn)生的振動稱為自由振動。通常一個彈性系統(tǒng)離開它的穩(wěn)定平衡位置后且被松開時，這個系統(tǒng)就會產(chǎn)生振動。也就是說，自由振動是在彈性系統(tǒng)固有彈性恢復力的作用下產(chǎn)生的，而固有頻率則是系統(tǒng)的一個特性。 強迫振動是在外力的 激勵（或者外部的振蕩性干擾）下產(chǎn)生的。這個激勵或干擾通常是時間的函數(shù)。例如，在不平衡的轉動部件中，或者是在有缺陷的齒輪和傳動裝置中就會產(chǎn)生這種振動。強迫振動的頻率就是激振力或者外部施加的力的頻率。也就是說，強迫振動的頻率是一個與系統(tǒng)固有頻率沒有關系的任意量。 共振 。共振描述了最大振幅的狀況。當外力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相同或相近時就會產(chǎn)生共振。在這種臨界條件下，機械系統(tǒng)中出現(xiàn)具有危險性的在振幅和高應力。但是，電學上，收音機和電視機的接收器則被設計成在共振頻率時工作。因此，在所有各種振動或振蕩系統(tǒng)中，計算或者 估計系統(tǒng)的固有頻率是非常重要的。 阻尼 。阻尼是振動系統(tǒng)中能量被消耗的現(xiàn)象，它可以防止過量的響應。可以觀察到，自由振動的振幅會隨時間而衰減，因而，振動最終將由于某些限制或阻尼的影響而停止。因此，如果要使振動持續(xù)下去，一定要有外部的能源對由于阻尼而耗散的能量進行補充。 能量耗散以某種方式與系統(tǒng)的部件或元件之間的相對運動有關，它是由于某種類型的磨擦引起的。例如，在結構中，材料內部的磨擦和由空氣可液體阻力等造成的外部磨擦被稱為“粘性”阻尼，在這里假定阻力與運動部件之間的速度成正比。一種能夠提供黏性阻尼的裝置被稱為“ 阻尼器”。它是由一個缸體與一個活塞松馳配合形成的，液體能夠從活塞的一端通過環(huán)形間隙流到另一端。阻尼器不能存儲能量，僅能消耗能量。 基本的加工工序和機床 基本的加工工序 機床是從早期的埃及人的腳踏動力車床和約翰威爾金森的鏜床發(fā)展而來。它們用于為工件和刀具兩者提供剛性支承并且可以精確控制它們的相對位置和相對速度。基本上講，在金屬切削中一個磨尖的楔形工具以緊湊螺紋形的切屑形式從有韌性工件表面去除一條很窄的金屬。切屑是廢棄的產(chǎn)品，與其工件相比相當短但是比未切屑的部分有相對的增加。機器表面的幾何形狀取決于刀具的形狀 以及加工操作過程中刀具的路徑。 大多數(shù)加工工序生產(chǎn)出不同幾何形狀的部件。如果一個粗糙的柱形工件繞中心軸旋轉而且刀具穿破工件表面并沿與旋轉中心平行的方向前進，就會產(chǎn)生一個旋轉面，這道工序叫車削。如果以類似的方式加工一根空心管的內部，則這道工序就叫鏜削。制造一個直徑均勻變化的錐形外表面叫做錐體車削。如果刀具尖端以一條半徑可變的路徑前進，就可以制造出像保齡球桿那種仿形表面；如果工件足夠短而且支承具有足夠的剛性，仿形表面可以通過進給一個垂直于旋轉軸的仿形工具來制造。短的錐面或柱面也可以仿形切削。 常常需要的是平坦的或平的表面。它們可以通過徑向車削或端面車削來完成，其中刀具尖端沿垂直于旋轉軸的方向運動。在其他情況下，更方便的是固定工件不動，以一系列直線式切削的方式往復運動刀具橫過工件，在每次切削行程前具有一定橫向進給量。這種龍門刨削，和牛頭刨削是在刨床上進行的。大一些的工作很容易保持刀具固定不動，而像龍門刨削那樣在其下面拉動工件，在每次往復時進給刀具。仿形面可以通過使用仿形刀具來制造。 也可以使用多刃刀具。鉆削使用兩刃刀具，孔深可達鉆頭直徑的 5～ 10 倍。不管是鉆頭轉動還是工件旋轉，切削刃與工件之間的相 對運動是一個重要因數(shù)。在銑削作業(yè)中，有許多切削刃的旋轉銑刀與工件相接合，這種工件相對銑刀運動緩慢。根據(jù)銑刀的幾何形狀和進給的方式，可以加工出平面和仿形面?？梢允褂盟交虼怪毙D軸，工件可以沿三個坐標方向中的任意一個進給。 基本的機床 機床用于以切屑的形式從韌性材料上去除金屬來加工特殊幾何形狀和精密尺寸的部件。切屑是廢品，其變化形狀從像鋼這樣的韌性材料的長的連續(xù)帶狀屑到鑄鐵形成的易于處理、徹底斷掉的切屑，從處理的觀點來講，不想要長的連續(xù)帶狀屑。機床完成 5 種基本的金屬切削工藝：車削、刨削、鉆削、銑削和磨削。其它所有金屬切削工藝都是這 5 種基本工藝的變形。例如：鏜削是內部的車削；鉸削、錐體車削和平底锪孔則修改鉆孔，與鉆削有關；滾齒與切齒是基本銑削作業(yè)；弓鋸削和拉削是刨削和珩磨的一種形式；而研磨、超精加工、拋光和磨光則是磨削和研磨切屑作業(yè)的各種變化形式。因此，僅有 4 種使用專用可控幾何形狀的刀具的基本機床： 。磨削工藝形成碎屑，但是磨粒的幾何形狀不可控制。 不同的加工工藝切屑的材料的量和速度可能大，如大型車削作業(yè)；或者極小，如研磨或超精加工作業(yè)，只有表面高出的點被去除。 機床完成 3 種主要功能 ： ； 與切削刀具之間的相對運動； ，通常每種情況有4～ 32 種選擇。 加工中的速度和進給 切割速度、進給和深度是經(jīng)濟加工的 3 個主要變量，其它變量還有工件和工具的材料、冷卻劑以及切削刀具的幾何形狀。金屬切削的速率和加工所需的功率就取決于這些變量。 切割深度、進給和切削速率是在任何金屬切削作業(yè)中必須都建立的機器設置。它們都影響切削力、功率和對金屬切削的速率。可以通過把它們與留聲機的唱針和唱片相比較給出其定義。切削速度由任意時刻唱片表面相對 于拾音器支臂內部的速度來表示；進給由唱針每圈徑向向內的前進量或者由兩個相鄰槽的位置差來表示。切削的深度是唱針進入唱片的量或者是槽的深度。 切削 在普通車床上完成的基本車削工序，那些在外表面上用單刃刀具完成的工序叫車削。除鉆削、鉸削和錐體車削外，在內表面的作業(yè)也由單刃刀具完成。 包括車削和鏜削在內的所有加工工序都可以分為粗加工、精加工和半精加工。粗加工工序的目的是盡可能迅速且高效地去除大量的材料，在工件上只留下少量的材料給精加工工序。精加工工序用以獲得工件最終的大小、形狀和表面光潔度。有時，在精加工工序前進行 半精加工作業(yè)以便在工件上留下少的、預定期和均勻量的原材料供精加工去除。 通常，較長的工件是在一個或兩個車床頂尖的支承下進行車削的。用于安裝車床頂尖的錐形孔叫作頂尖孔，它是在工件的端部鉆出的 — 通常沿著柱形部件的軸心。與尾架鄰近的工件端部總是由尾架頂尖支承，而挨著主軸箱的一端則由主軸箱頂尖支承或裝在卡盤內。工件的主軸箱一端可以裝在一個四爪卡盤內。這種方法牢固地夾持工件并且把功率平穩(wěn)地傳送到工件；由卡盤提供的額外支承減少了車削作業(yè)時發(fā)生震動的傾向。如果仔細地將工件精確固定在卡盤上，用這種方法將可以獲得精密的結果。 通過將工件支承在兩個頂尖之間可以獲得非常精密的結果。一個車床夾頭夾在工件上；然后由安裝在主軸前端的撥盤一起帶動。先加工工件的一端，然后可以在車床上將工件轉過來加工另一端。工件上的頂尖孔是用作精確定位面以及承受工件重量和抵抗車削力的軸承面。在工件由于任何原因被從車床上拆下后，頂尖孔可以精確地將工件裝回車床或另一臺車床，或都裝在一臺外圓磨床上。工件永遠也不要同時通過卡盤和車床頂尖安裝在主軸箱端。雖然乍一想這似乎是一種在卡盤中對正工件的快捷辦法，但是一定不能這么做，因為當工件同時同頂尖支承時不可能將工件均勻地壓 在爪上。由頂尖獲得的對正不能維持而且爪的壓力可能損壞頂尖孔、車床頂尖甚至車床主軸。幾乎被獨自用在大量生產(chǎn)工件上的補償或浮動爪式卡盤是上述的一個例外。這些卡盤是自動偏心夾緊卡盤不能起到普通三爪或四爪卡盤同樣的作用。 直徑非常大的工件雖然有時安裝在兩個頂尖上，但是最好用花盤爪把它們固定在主軸箱端以獲得流暢的動力傳輸；此外，可以把它們制造成專用部件，但是一般沒有提供足夠大的車床夾頭來傳輸動力。除了是安裝在花盤上以外，花盤爪像卡盤爪，其主軸軸承上的外伸要比大卡盤上的也要少一些。 鏜削 鏜削工序一般分兩步完成，即粗鏜 和精鏜。粗鏜工序的目的是快速，高效地去除多余的金屬；而精鏜工序的目的是獲得所需的尺寸、表面光潔度和孔的位置。孔的尺寸通過使用試切割程序而獲得?？椎闹睆娇梢杂脙瓤ǔ吆屯馇Х挚ǔ邷y量。測量儀表或內千分卡尺可用于直接測量直徑。 型心孔和鉆的孔有時相對于車床的旋轉是偏心的。當鏜孔工具進入工件時，鏜桿在孔的一邊的切口比另一邊深，當采用這一深切口時就會更偏斜了，結果鏜的孔不與工件旋轉同心。這一影響通過利用淺切口在整個孔加工中進行幾次線切口來糾正。因為每個淺切口使形成的孔比使用先前切口形成的孔更加同心。在完工前，進行精加 工，孔應該與工件的旋轉同心以確保完工孔會精確定位。 肩、溝槽、輪廓、錐度和螺紋也應該在孔內鏜出。內槽是用與外部開槽工具相擬的工具切削。鏜削內槽的步驟非常類似于肩部的步驟。大的肩部使用前導裝置定位的鏜孔工具進行刮削，使用橫向滑板進給刀具。內部輪廓使用車床上的描摹附件加工。仿形板附件安裝在橫向滑板上，靠模指跟隨標準剖面樣板的輪廓線運動。這使刀具對應于標準剖面樣板的輪廓線的路徑進行移動。這樣標準剖面樣板的輪廓就在孔內得到復制。標準剖面樣板精確安裝在一個專用的滑板上，滑板可以在兩個方向上進行精確調整以使刀具與工件以 正確的關系對正。這臺車床有一個偏心夾型的主軸前端，允許在任意一方向旋轉時進行切削。正常的車削世削是在主軸逆時針轉動時進行的；鏜削切削是在主軸順時針方向或“向后”轉動時進行的。這允許在孔的“后側”進行鏜削切削，在車床前面，從操作者的位置易于看到孔。在具有螺紋主軸前端的車床上不應這么做，因為切削力會旋松卡盤。