机械加工振动分析及控制措施

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1受迫振动

1.1产生受迫振动的原因。周期性干扰力持续对系统产生影响，导致受迫振动的产生。周期性干扰力可能是系统内部振源和外部振源引起的。比如，系统的外部周期性激振力包括系统附近其它的机器与机床的振动，振动通过地面传到正在运行的机床，引发加工系统产生振动。加工系统的内部周期性干扰力包括：高速旋转的零件由于质量存在不平衡而产生离心力，处于持续运动的部件由自身惯性与不断切削产生的冲击力而产生振动。1.2受迫振动具有的特点。①受迫振动稳态的过程为间歇性振动，一旦激振力不存在，振动就会立刻停止；②受迫振动具有的振动频率和外界的激振力频率相同，和系统自身的频率没关系；③受迫振动幅值和激振力幅值相关，同时还和工艺系统动态性相关。1.3降低受迫振动有效的措施。受迫振动是受外界周期性的干扰而产生的，所以，找到振源是解除受迫振动的前提，找到振源之后，要对其采取相应的控制措施。1.3.1降低激振力。机床上高速旋转的零件，比如砂轮、刀盘和电动机的转子等，必须使其旋转平衡以减小直至消除零件的激振力；提高传动装置稳定性，用无接头胶合的平皮带，齿轮选用人字齿轮或斜齿轮，安装缓冲装置，使换向的速度降低。1.3.2对振源的频率进行调整。设置转速时，要尽可能让系统固有的频率与振源的频率存在一定差距，这样能避免产生共振。1.3.3设置隔振装置。用弹性的隔振装置把需要防振的零部件或者机床同振源间隔开，使装置吸收大部分的振动，减小振源的危害。可以用橡胶垫隔开电机和机床，某一些动力源——液压站、电机等，尽量和机床分开放置。1.3.4采用减振的装置。当上述减振措施不能有效控制振动，可以选择采用减振的装置。一般，减振装置都在工艺系统当中附带，通过消耗与吸收振动的能量，实现减振目的。减振装置也能够很好地消除自激振动。

2自激振动

2.1自激振动的产生原因。工件切削加工过程中，就算没有周期性的外力作用，刀具和工件间也可能会有明显的相对性振动，还会在工件表面留下有规律的、明显的振纹，这一由系统自身产生交变力的激发与维持，成为自激振动，又称震颤。2.2自激振动具有的特性。①震颤是不会衰减的一种振动，但只要不再对零件进行切削，震颤也会立即消失，这是区别受迫振动和震颤的主要标志；②震颤频率与系统的固有频率非常接近，有时与固有频率相同；③震颤的产生与持续是由振动周期之内输入与消耗的具体能量决定的。

3对自激振动进行控制的措施

3.1设置合理的切削量。切削的速度和振动幅度有一定的关系，应依据二者的最佳范围设置切削量，在保证生产效率的同时还要减轻振动；进给量与切削深度和振幅也存在一定的关系，当进给量较大切削深度较小时，能有效减弱震颤。3.2提高系统抗震性。工艺系统自身的抗震性是影响震颤最主要的原因。首先要提高系统接触的刚度，如果要对接触面采取刮削操作，减小主要轴承的间隙，向滚动的轴承施加预紧力，使顶尖孔研磨的品质提高等。3.3对振型的刚度比进行调整。依据振型的耦合原理，系统振动还受不同振型刚度比和其组合影响。对刚度比与组合的关系进行合理的调整，能够使系统抗震性有效提高，对自激振动有一定的抑制作用。3.4利用减振的装置。若以上措施不能有效控制振动，可以使用减振的装置。一般，减振装置设置在切削系统当中，对振动的能量进行消耗与吸收，实现减振的效果。这一装置在自激振动的抑制当中同样有效，可以有效的提高系统的抗震性。经过对零件加工过程当中振动产生的原因与特性进行分析，并提出了相应减振的措施，能够有效地减小机械加工过程当中的振动显现，使工件的品质与生产率都得到较大的提升。但是，目前的技术和研究尚且不能使振动完全的消除，振动产生的机理与原因仍有待进一步的深入研究。另外，研究还发现，如能对振动科学地加以利用，可以很好地促进机械加工，提高生产效率和工艺水平，所以基于机械加工中振动的分析和控制，研究如何科学利用振动去促进机械加工的生产，将可视化技术取得了一定的成果。面对现阶段存在的不足未来一定会有新的方法。除了我国所研发的技术外也要借鉴国外的优秀研究成果，引用新的技术，弥补自身的不足。(2)一项技术的研发并不是单单靠个人便能成功的，网络安全数据可视化技术的发展也需要工作人员齐心协力才能成功，所以数据可视化的过程中更应该注重技术人员之间的配合、协调。(3)目前，人们对网络数据的安全问题会有更多的需求，而作为专业需求非常大的一门技术，研发人员想要全面掌握是不可能的，这就限制了可以应用并了解这门技术的人员数量，不能满足未来可能出现的需求，所以，就如何降低可视化应用的技术要求是未来需要研究的方向。

总之，与传统的数据分析技术相比，现代网络安全数据可视化技术具有明显优势，但针对目前存在的不足还需要不断地努力探索，寻找最佳方案。比如如何做到数据的多维显示，使网络安全数据的可视化不仅仅局限于表格和图像，可以结合声音、动画等方式进行多维显示，从而提高数据显示的直观性。我们处于一个信息化的时代，使用网络的人群越来越庞大，网络安全问题遍布在人们生活的各个领域，威胁着人们的信息保密工作。未来，提高网络安全很重要，其次如何及时将网络异常情况告知用户以及如何及时采取有效措施也是网络安全数据可视化必须探讨的方向。

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作者:朱春玲 单位:无棣县职业中等专业学校