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机床振动以及预防
机床振动以及预防 机床工作时产生的振动，不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量， 而且还要降低生产效率和刀具的耐用度，振动剧烈时甚至会降低机床的使用性能， 伴随振动所发出的噪音会影响机床工人的健康。随着我国机床工业的飞速发展， 机床的振动问题也就更加引起人们的重视。一般的说，机床工作时所产生的振动基本上有两大类：
1）受迫振动；
2）自激振动。例如在车床、铣床和磨床上，经常见到回转主轴系统的受 迫振动，其频率取决于回转主轴系统的转速（在铣削时还与铣刀的齿数有关）。
在机床上发生的自激振动类型较多，例如有回转主轴（或与工件、或与刀 具联系）系统的扭转或弯曲自激振动；
机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或 扭摆自激振动；
还有工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动 （通称爬行）等等。通常把金属切削过程中表现为刀具与工件之间强烈的相对振 动的这种自激振动称为“颤振”。
机床工作时发生振动是常见的。机床振动不仅歪曲了工件的几何形状和尺 寸，而且还将在已加工表面上留下振纹，降低了精度和表面光洁度，加剧了金属 表面层的冷硬情况，振动时刀具的耐用度也将急剧下降，甚至导致刀刃的崩坏， 这个问题对于性质较脆的硬质合金刀具和陶瓷刀具来说尤为严重。机床发生振动 后，往往迫使操作工人降低切削用量，因而限制了机床的生产率。此外，在机床 自动线中，只要有一台机床发生振动而被迫暂停运转，就会破坏生产的节律，引 起生产过程的混乱。可见机床振动是必须引起注意的一个重要问题。随着科学技 术的飞跃发展，对机床零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求，从而使机 床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床等部门必须面对的重大课题，研究 机床振动的目的在于探究机床振动的原因，谋求防止和消除机床振动的方法，以 研制抗振性更佳的机床。
一般来说，增强“机床-刀具-工件”工艺弹性系统的刚度，是提高工艺系统 抗振性从而防止振动的最普遍方法，它在任何情况下可用来防止受迫振动和自激 振动，并能消除破坏工作过程平稳进行的个别冲击因素的影响。因此，为了提高 整个工艺系统的刚度，增强工艺系统各环节特别是切削力传递路线上最薄弱环节的刚度，显然是很重要的。当减轻零件的重量既不会降低系统的刚度，也不会使 系统特性发生其他不利的变化时，减轻主振系统的质量同提高系统刚度的作用一 样，都能提高系统的固有振动频率，从而减小了振动的振幅，即起到了提高系统 抗振性的作用。必须指出，增加振动系统的阻尼，例如适当调节零件某些配合处 的间隙，以及采用阻尼消振装置等，将增加系统对激振能量的耗散作用，从而就 能防止和消除振动，保证系统平稳的工作。当振动发生以后，减小激发振动时的 激振力，即减小受迫振动时的外激振力，或自激振动式的内激振力，往往是必须 采取的消振措施，对于前者例如可减少转零件的不平衡所引起的离心力、断续切 削所产生的冲击力等等，为此必须做到：
1）对于转速在600转/min以上的零件必须予以平衡，磨床上的砂轮应予仔 细平衡，并经常修正以保持其正确的外形，也可采取自动平衡装置。机床上使用 的卡盘、刀盘等均要予以平衡；
2）提高皮带传动、链传动、齿轮传动及其他传动装置的稳定性。在较高 转速档下，使主轴直接用皮带或连轴节与电动机发生传动关系;采用最完善的皮 带接头，使其连接后的刚度和厚度变化最小；
用三角皮带代替平皮带，使三角皮 带的刚度和厚度尽可能均匀些；
采用纤维织成的传动带；
以斜齿轮或人字齿轮代 替正齿轮；
在铣床主轴上安装飞轮等。对于高精度的小功率机床，尽量不用齿轮、 皮带等可能成为外来振源的元件。使动力源与机床本体充分隔离，用丝带来传动。
适当调节三角皮带拉力，合理选择皮带长度，使其扰动频率不接近主轴的转速。
尽量使皮带拉力的主方向不同工件或刀具运动的主方向相重合，以避免皮带扰动 的影响；
3）改善以联轴节相连的各轴的轴心线间的不同轴度，从高速轴和主轴上 去除带动油泵的凸轮；
对于后者则借助于改变切削条件方法，如：
（1）选择防震切削用量。在任何情况下都应该避免切除宽而薄的切屑（即 在大切削深度和小走刀量下切下的切屑）；
切削速度应该在容易发生振动的范围 以外，即采用较低的速度和较高的速度来工作；
（2）合理选择刀具的几何参数。主偏角和副偏角尽可能选的大些。前角 对振动的影响很大，前角愈大，切削过程愈平稳，故应采用正前角。后角应尽可 能取得小些，但不要太小，以致刀具后刀面与加工面之间发生强烈的摩擦，特别 是对于走刀量较小的情形；
（3）采用抗振刀具等。
以上列举的防止和消除机床振动的一般方向，并未完全概括所有可能的消 振措施，例如选择合理的工艺过程，可在很大程度上减少发生振动的危险:如在 通用机床上避免加工极限直径或极限长度的工件，尽可能在接近加工处夹紧工件， 使切削力接近工件夹持处；
车削薄壁管使在管内灌水、油、或者沙，以提高工件 系统的阻尼性能；
提高轴类零件的顶尖孔质量；
加工细长轴时使用中心架；
在铣 床上顺铣时须有消除驱动系统间隙的装置；
使切削力与重力朝同一方向；
以及使 力作用在导轨上没有塞铁的一面等等。
总之，通过机床在使用过程中所暴露出的抗振性能方面的缺陷，采取相应 的措施以提高其抗振性能，保证工件的加工精度。
