機械加工振動分析及控制措施

時間:2022-05-18 09:30:39

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機械加工振動分析及控制措施

1受迫振動

1.1產(chǎn)生受迫振動的原因。周期性干擾力持續(xù)對系統(tǒng)產(chǎn)生影響,導(dǎo)致受迫振動的產(chǎn)生。周期性干擾力可能是系統(tǒng)內(nèi)部振源和外部振源引起的。比如,系統(tǒng)的外部周期性激振力包括系統(tǒng)附近其它的機器與機床的振動,振動通過地面?zhèn)鞯秸谶\行的機床,引發(fā)加工系統(tǒng)產(chǎn)生振動。加工系統(tǒng)的內(nèi)部周期性干擾力包括:高速旋轉(zhuǎn)的零件由于質(zhì)量存在不平衡而產(chǎn)生離心力,處于持續(xù)運動的部件由自身慣性與不斷切削產(chǎn)生的沖擊力而產(chǎn)生振動。1.2受迫振動具有的特點。①受迫振動穩(wěn)態(tài)的過程為間歇性振動,一旦激振力不存在,振動就會立刻停止;②受迫振動具有的振動頻率和外界的激振力頻率相同,和系統(tǒng)自身的頻率沒關(guān)系;③受迫振動幅值和激振力幅值相關(guān),同時還和工藝系統(tǒng)動態(tài)性相關(guān)。1.3降低受迫振動有效的措施。受迫振動是受外界周期性的干擾而產(chǎn)生的,所以,找到振源是解除受迫振動的前提,找到振源之后,要對其采取相應(yīng)的控制措施。1.3.1降低激振力。機床上高速旋轉(zhuǎn)的零件,比如砂輪、刀盤和電動機的轉(zhuǎn)子等,必須使其旋轉(zhuǎn)平衡以減小直至消除零件的激振力;提高傳動裝置穩(wěn)定性,用無接頭膠合的平皮帶,齒輪選用人字齒輪或斜齒輪,安裝緩沖裝置,使換向的速度降低。1.3.2對振源的頻率進行調(diào)整。設(shè)置轉(zhuǎn)速時,要盡可能讓系統(tǒng)固有的頻率與振源的頻率存在一定差距,這樣能避免產(chǎn)生共振。1.3.3設(shè)置隔振裝置。用彈性的隔振裝置把需要防振的零部件或者機床同振源間隔開,使裝置吸收大部分的振動,減小振源的危害??梢杂孟鹉z墊隔開電機和機床,某一些動力源——液壓站、電機等,盡量和機床分開放置。1.3.4采用減振的裝置。當上述減振措施不能有效控制振動,可以選擇采用減振的裝置。一般,減振裝置都在工藝系統(tǒng)當中附帶,通過消耗與吸收振動的能量,實現(xiàn)減振目的。減振裝置也能夠很好地消除自激振動。

2自激振動

2.1自激振動的產(chǎn)生原因。工件切削加工過程中,就算沒有周期性的外力作用,刀具和工件間也可能會有明顯的相對性振動,還會在工件表面留下有規(guī)律的、明顯的振紋,這一由系統(tǒng)自身產(chǎn)生交變力的激發(fā)與維持,成為自激振動,又稱震顫。2.2自激振動具有的特性。①震顫是不會衰減的一種振動,但只要不再對零件進行切削,震顫也會立即消失,這是區(qū)別受迫振動和震顫的主要標志;②震顫頻率與系統(tǒng)的固有頻率非常接近,有時與固有頻率相同;③震顫的產(chǎn)生與持續(xù)是由振動周期之內(nèi)輸入與消耗的具體能量決定的。

3對自激振動進行控制的措施

3.1設(shè)置合理的切削量。切削的速度和振動幅度有一定的關(guān)系,應(yīng)依據(jù)二者的最佳范圍設(shè)置切削量,在保證生產(chǎn)效率的同時還要減輕振動;進給量與切削深度和振幅也存在一定的關(guān)系,當進給量較大切削深度較小時,能有效減弱震顫。3.2提高系統(tǒng)抗震性。工藝系統(tǒng)自身的抗震性是影響震顫最主要的原因。首先要提高系統(tǒng)接觸的剛度,如果要對接觸面采取刮削操作,減小主要軸承的間隙,向滾動的軸承施加預(yù)緊力,使頂尖孔研磨的品質(zhì)提高等。3.3對振型的剛度比進行調(diào)整。依據(jù)振型的耦合原理,系統(tǒng)振動還受不同振型剛度比和其組合影響。對剛度比與組合的關(guān)系進行合理的調(diào)整,能夠使系統(tǒng)抗震性有效提高,對自激振動有一定的抑制作用。3.4利用減振的裝置。若以上措施不能有效控制振動,可以使用減振的裝置。一般,減振裝置設(shè)置在切削系統(tǒng)當中,對振動的能量進行消耗與吸收,實現(xiàn)減振的效果。這一裝置在自激振動的抑制當中同樣有效,可以有效的提高系統(tǒng)的抗震性。經(jīng)過對零件加工過程當中振動產(chǎn)生的原因與特性進行分析,并提出了相應(yīng)減振的措施,能夠有效地減小機械加工過程當中的振動顯現(xiàn),使工件的品質(zhì)與生產(chǎn)率都得到較大的提升。但是,目前的技術(shù)和研究尚且不能使振動完全的消除,振動產(chǎn)生的機理與原因仍有待進一步的深入研究。另外,研究還發(fā)現(xiàn),如能對振動科學(xué)地加以利用,可以很好地促進機械加工,提高生產(chǎn)效率和工藝水平,所以基于機械加工中振動的分析和控制,研究如何科學(xué)利用振動去促進機械加工的生產(chǎn),將可視化技術(shù)取得了一定的成果。面對現(xiàn)階段存在的不足未來一定會有新的方法。除了我國所研發(fā)的技術(shù)外也要借鑒國外的優(yōu)秀研究成果,引用新的技術(shù),彌補自身的不足。(2)一項技術(shù)的研發(fā)并不是單單靠個人便能成功的,網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的發(fā)展也需要工作人員齊心協(xié)力才能成功,所以數(shù)據(jù)可視化的過程中更應(yīng)該注重技術(shù)人員之間的配合、協(xié)調(diào)。(3)目前,人們對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全問題會有更多的需求,而作為專業(yè)需求非常大的一門技術(shù),研發(fā)人員想要全面掌握是不可能的,這就限制了可以應(yīng)用并了解這門技術(shù)的人員數(shù)量,不能滿足未來可能出現(xiàn)的需求,所以,就如何降低可視化應(yīng)用的技術(shù)要求是未來需要研究的方向。

總之,與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)相比,現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)可視化技術(shù)具有明顯優(yōu)勢,但針對目前存在的不足還需要不斷地努力探索,尋找最佳方案。比如如何做到數(shù)據(jù)的多維顯示,使網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)的可視化不僅僅局限于表格和圖像,可以結(jié)合聲音、動畫等方式進行多維顯示,從而提高數(shù)據(jù)顯示的直觀性。我們處于一個信息化的時代,使用網(wǎng)絡(luò)的人群越來越龐大,網(wǎng)絡(luò)安全問題遍布在人們生活的各個領(lǐng)域,威脅著人們的信息保密工作。未來,提高網(wǎng)絡(luò)安全很重要,其次如何及時將網(wǎng)絡(luò)異常情況告知用戶以及如何及時采取有效措施也是網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)可視化必須探討的方向。

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作者:朱春玲 單位:無棣縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校