發(fā)生振動(dòng)的原因有哪些？

機(jī)械加工中的振動(dòng)問題不容忽視，它不僅影響工件表層光潔度和加工精度，還會造成機(jī)床、夾具零件松動(dòng)，下降切削速度和生產(chǎn)率，甚至引發(fā)噪音污染。理解振動(dòng)的類型、特色及成因?qū)τ诮鉀Q這一問題至關(guān)重要。

振動(dòng)是在機(jī)械加工過程當(dāng)中，因機(jī)床工件或刀具發(fā)生周期性的跳動(dòng)。加工過程當(dāng)中如發(fā)生振動(dòng)，會使工件已加工表層上出現(xiàn)條痕或布紋狀痕跡，使表層光潔度顯著下降，還會使機(jī)床、夾具中的連接零件松動(dòng)，縮短機(jī)床使用年限，影響工件在夾具中的準(zhǔn)確定位。此外，由于振動(dòng)，勢必下降切削速度，損壞切削工具，下降生產(chǎn)率，造成噪音污染。

1 機(jī)械加工振動(dòng)的表現(xiàn)和特色

振動(dòng)分強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)兩種類型。具體表現(xiàn)和特色如下。

1.1 強(qiáng)迫振動(dòng) 強(qiáng)迫振動(dòng)是物體受到一個(gè)周期變化的外力作用而產(chǎn)生的振動(dòng)。如在磨削過程當(dāng)中，由于電動(dòng)機(jī)、高速旋轉(zhuǎn)的砂輪及皮帶輪等不平衡，三角皮帶的厚薄或長短不一致，油泵工作不平穩(wěn)等，都會引起機(jī)床的強(qiáng)迫振動(dòng)，它將激起機(jī)床各部件之間的相對振動(dòng)幅值，影響機(jī)床加工工件的精度，如粗糙度和圓度。對于刀具或做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，振動(dòng)還會影響回轉(zhuǎn)精度。

強(qiáng)迫振動(dòng)的特色是：①強(qiáng)迫振動(dòng)本身不可改變干擾力，干擾力一般與切削過程無關(guān)(除由切削過程本身所引起的強(qiáng)迫振動(dòng)外)。干擾力消除，振動(dòng)停止。如外界振源產(chǎn)生的干擾力，只要振源消除，造成振動(dòng)的干擾力自然就不存在了。②強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率與外界周期干擾力的頻率相同，或是它的整倍數(shù)。③干擾力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率的比值等于或接近與1時(shí)，產(chǎn)生共振，振幅達(dá)到最大值。此時(shí)對機(jī)床加工過程的影響最大。④強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅與干擾力，系統(tǒng)的剛度及阻尼大小有關(guān)。干擾力越大、剛度及阻尼越小，則振幅越大，對機(jī)床的加工過程影響也就越大。

1.2 自激振動(dòng)(顫振) 由振動(dòng)系統(tǒng)本身在振動(dòng)過程當(dāng)中激發(fā)產(chǎn)生的交變力所引起的不損耗的振動(dòng)，就是自激振動(dòng)。即使不受到任何外界周期性干擾力的作用，振動(dòng)也會發(fā)生。如在磨削過程當(dāng)中砂輪對工件產(chǎn)生的摩擦?xí)鹱约ふ駝?dòng)。工件、機(jī)床系統(tǒng)剛性差，或砂輪特性挑選不當(dāng)，都會使摩擦力加大，從而使自激振動(dòng)加劇?；蛴捎诘毒邉傂圆睢⒌毒邘缀谓嵌炔粶?zhǔn)確引起的振動(dòng)，都屬于自激振動(dòng)。

自激振動(dòng)的特色是：①自激振動(dòng)的頻率等于或接近系統(tǒng)的固有頻率。按頻率的高低可分為高頻顫振(一般頻率在500～5000Hz)及低頻顫振(一般頻率為50～500Hz)。②自激振動(dòng)能否產(chǎn)生及其振幅的大小，決定于每一振動(dòng)內(nèi)系統(tǒng)所獲得的能量與阻尼消耗能量的對比情況。③由于持續(xù)自激振動(dòng)的干擾力是由振動(dòng)過程本身激發(fā)的，故振動(dòng)中止，干擾力及能量補(bǔ)充過程立即消失。

2 振動(dòng)產(chǎn)生的原因分析

產(chǎn)生振動(dòng)的原因復(fù)雜多變，根據(jù)機(jī)加工行業(yè)出現(xiàn)的振動(dòng)現(xiàn)象及兩種不