四连杆机构的振动特性分析与研究——刘俊勇-数控0705(4)

2019-05-24 12:01

轴承间隙,对滚动轴承施加一定的预紧力,提高顶尖孔的研磨质量等。加工细长轴时,使用中心架或跟刀架,尽量缩短镗杆和刀具的悬伸量,用死顶尖代替活顶尖,采用弹性刀杆等都能收到较好的减振效果。

2.采用减振装置当采用上述措施仍然达不到消振的目的时,可考虑使用减振装置。减振装置通常都是附加在工艺系统中,用来吸收或消耗振动时的能量,达到减振的目的。它对抑制强迫振动和颤振同样有效,是提高工艺系统抗振性的一个重要途径,但它并不能提高工艺系统的刚度。减振装置主要有阻尼器和吸振器两种类型。

( 1)阻尼器的原理及应用 阻尼器是利用固体或液体的阻尼来消耗振动的能量,实现减振。图 5— 9所示为利用多层弹簧片相互摩擦,消除振动能量的干摩擦阻尼器。阻尼器的减振效果与其运动速度的快慢、行程的大小有关。运动越快、行程越长,则减振效果越好。故阻尼器应装在振动体相对运动最大的地方。

( 2)吸振器的原理及应用 吸振器又分为动力式吸振器和冲击式吸振器两种。

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①动力式吸振器 它是利用弹性元件把一个附加质量块连接到系统上,利用附加质量的动力作用,是弹性元件加在系统的力与系统的激振力相互抵消,以此来减弱振动。

图 5— 10所示为用于镗刀杆的动力吸振器。这种吸振器用微孔橡皮衬垫做弹性元件,并有附加阻尼作用,因而能得到较好的消振作用。 ②冲击式吸振器 它是由一个与振动系统刚性连接的壳体和一个在壳体内自由冲击的质量块组成。当系统振动时,由于自由质量的往复运动而冲击壳体,消耗了振动的能量,故可减小振动。

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图 5— 11所示为螺栓式冲击吸振器。 当刀具振动时自由质量 1也振动,但由于自由质量与刀具是弹性连接,振动相位相差 180 0 。当刀具向下挠曲时,自由质量却克服弹簧 2的弹力向上移动。这时自由质量与刀杆之间形成间隙。当刀具向上运动时,自由质量以一定速度向下运动,产生冲击而消耗能量。

3.合理调整振型的刚度比 根据振型耦合原理,工艺系统的振动还受到各振型的刚度比以及其组合的影响。合理调整它们之间的关系,就可以有效地提高系统的抗振性,抑制自激振动。

图 5— 12a所示为削扁镗杆,刀头 2用螺钉 3固定在镗杆的任意角度位置上。镗杆 1削扁部分的厚度 a=( 0.6~ 0.8) d,其中 d为镗杆直径。镗杆削扁后,两个互相垂直的主振型模态具有不同的刚度 k 1、 k 2,再通过刀头 2在镗杆上的转位调整,即可找到稳定性较高的方位角α(α为加工表面法向与镗杆削边垂线的夹角)。

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取镗杆 a =0.8d,550mm。由图 5— 12b可知,当

,镗杆悬伸长度为

时,不产生自激振动。图 5— 12c

所示的“ 8”字形区域可知,最适宜的方位角在

之间。

4.3、机械加工中的受迫振动 4.3.1受迫振动产生的原因

机械加工中的受迫振功,是一种由工艺系统内部或外部周期交变的激振力 (即振源 )作用下引起的振动。机械加工中引起工艺系统受迫振动的激振力,主要来自以下几方面

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1 .机床上高速回转零件的不平衡 机床上高速回转的零件较多,如电动机转子、带轮、主轴、卡盘和工件、磨床的砂轮等,由于不平衡而产生激振力 F(即离心惯性力 )。

2 .机床传动系统中的误差 机床传动系统中的齿轮,由于制造和装配误差而产生周期性的激振力。此外,皮带接缝、轴承滚动体尺寸差和液压传动中油液脉动等各种因素均可能引起工艺系统 受 迫振动。

3 .切削过程本身的不均匀性 切削过程的间歇特性,如铣削、拉削及车削带有键槽的断续表面等,由于间歇切削而引起切削力的周期性变化,从而激起振动。

4 .外部振源 由邻近设备 (如冲压设备、龙门刨等 )工作时的强烈振动通过地基传来,使工艺系统产生相同 (或整倍数 )频率的受迫振动。 4.3.2减少受迫振动的途径

受迫振动是由于外界周期性干扰力引起的,因此为了消除受迫振动,应先找出振源,然后采取适应的措施加以控制。 1 .减小或消除振源的激振力

对转速在 600r/min以上的零件必须经过平衡 ,非凡是高速旋转的零件 ,如砂轮 ,因其本身砂粒的分布不均匀和工作时表面磨损不均匀等原因 ,轻易造成主轴的振动 ,因此对于新换的砂轮必须进行修整前和修整后的两次平衡。

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