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產生受迫振動的原因。周期性干擾力持續對系統產生影響,導致受迫振動的產生。周期性干擾力可能是系統內部振源和外部振源引起的。比如,系統的外部周期性激振力包括系統附近其它的機器與機床的振動,振動通過地面傳到正在運行的機床,引發加工系統產生振動。加工系統的內部周期性干擾力包括:高速旋轉的零件由于質量存在不平衡而產生離心力,處于持續運動的部件由自身慣性與不斷切削產生的沖擊力而產生振動。1.2受迫振動具有的特點。①受迫振動穩態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,和系統自身的頻率沒關系;③受迫振動幅值和激振力幅值相關,同時還和工藝系統動態性相關。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,要對其采取相應的控制措施。1.3.1降低激振力。機床上高速旋轉的零件,比如砂輪、刀盤和電動機的轉子等,必須使其旋轉平衡以減小直至消除零件的激振力;提高傳動裝置穩定性,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整。設置轉速時,要盡可能讓系統固有的頻率與振源的頻率存在一定差距,這樣能避免產生共振。1.3.3設置隔振裝置。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。可以用橡膠墊隔開電機和機床,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當中附帶,通過消耗與吸收振動的能量,實現減振目的。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律的、明顯的振紋,這一由系統自身產生交變力的激發與維持,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,這是區別受迫振動和震顫的主要標志;②震顫頻率與系統的固有頻率非常接近,有時與固有頻率相同;③震顫的產生與持續是由振動周期之內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設置合理的切削量。切削的速度和振動幅度有一定的關系,應依據二者的最佳范圍設置切削量,在保證生產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提高系統抗震性。工藝系統自身的抗震性是影響震顫最主要的原因。首先要提高系統接觸的剛度,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緊力,使頂尖孔研磨的品質提高等。3.3對振型的剛度比進行調整。依據振型的耦合原理,系統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系進行合理的調整,能夠使系統抗震性有效提高,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,減振裝置設置在切削系統當中,對振動的能量進行消耗與吸收,實現減振的效果。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的抗震性。經過對零件加工過程當中振動產生的原因與特性進行分析,并提出了相應減振的措施,能夠有效地減小機械加工過程當中的振動顯現,使工件的品質與生產率都得到較大的提升。但是,目前的技術和研究尚且不能使振動完全的消除,振動產生的機理與原因仍有待進一步的深入研究。另外,研究還發現,如能對振動科學地加以利用,可以很好地促進機械加工,提高生產效率和工藝水平,所以基于機械加工中振動的分析和控制,研究如何科學利用振動去促進機械加工的生產,將可視化技術取得了一定的成果。面對現階段存在的不足未來一定會有新的方法。除了我國所研發的技術外也要借鑒國外的優秀研究成果,引用新的技術,彌補自身的不足。(2)一項技術的研發并不是單單靠個人便能成功的,網絡安全數據可視化技術的發展也需要工作人員齊心協力才能成功,所以數據可視化的過程中更應該注重技術人員之間的配合、協調。(3)目前,人們對網絡數據的安全問題會有更多的需求,而作為專業需求非常大的一門技術,研發人員想要全面掌握是不可能的,這就限制了可以應用并了解這門技術的人員數量,不能滿足未來可能出現的需求,所以,就如何降低可視化應用的技術要求是未來需要研究的方向。

總之,與傳統的數據分析技術相比,現代網絡安全數據可視化技術具有明顯優勢,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。比如如何做到數據的多維顯示,使網絡安全數據的可視化不僅僅局限于表格和圖像,可以結合聲音、動畫等方式進行多維顯示,從而提高數據顯示的直觀性。我們處于一個信息化的時代,使用網絡的人群越來越龐大,網絡安全問題遍布在人們生活的各個領域,威脅著人們的信息保密工作。未來,提高網絡安全很重要,其次如何及時將網絡異常情況告知用戶以及如何及時采取有效措施也是網絡安全數據可視化必須探討的方向。

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作者:朱春玲 單位:無棣縣職業中等專業學校