四机械加工质量及其控制

第四章机械加工质量及其掌握本章提要机械产品质量取决于零件的加工质量和产品的装配质量，机器零件的加工质量是整台机器质量的基础。机器零件的加工质量一般用机械加工精度和加工表面质量两个重要指标表示，它的凹凸将直接影响整台机器的使用性能和寿命。机械产品加工的首要任务，就是保证零件的机械加工质量要求。本章重点商量影响机械加工精度和表面质量的因素及其掌握方法。内容提纲4.14.24.34.4概述机械加工精度的影响因素及掌握加工误差的综合分析机械加工表面质量的影响因素及掌握机械加工过程中的振动及掌握4.5第一节概述机械加工质量包括几何参数方面的质量和表面物理机械参数方面的质量。其中几何参数方面的尺寸精度、宏观几何精度和位置精度属于机械加工精度范畴，而表面物理机械参数方面的质量和微观几何外形精度属于机械加工表面质量范畴。随着机器速度、负载的增高以及自动化生产的需要，对机器性能的要求也不断提高，因此保证机器零件具有更高的加工精度也越显得重要。我们在实际生产中常常遇到和需要解决的工艺问题，多数也是加工精度问题。讨论机械加工精度的目的是讨论加工系统中各种误差的物理实质，掌握其变化的基本规律，分析工艺系统中各种误差与加工精度之间的关系，寻求提高加工精度的途径，以保征零件的机械加工质量。零件的机械加工表面质量决定了机器的使用性能和延长使用寿命。机械加工表面质量是以机械零件的加工表面和表面层作为分析和讨论对象的。第一节概述

加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、外形和位置）与抱负几何参数的符合程度。

（1）零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件抱负尺寸相符的程度。

（2）零件的外形精度：加工后零件的实际外形与零件抱负外形相符的程度。

（3）零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件抱负位置相符的程度。第一节概述一、机械加工精度（一）机械加工精度的概念

加工误差：实际加工不行能做得与抱负零件完全全都，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对抱负几何参数的偏离程度，称为加工误差。

加工误差的大小表示了加工精度的凹凸。生产实际中用掌握加工误差的方法来保证加工精度。加工精度和加工误差是从两种观点来评定零件几何参数，所谓保证和提高加工精度问题就是限制和降低加工误差问题。第一节概述一、机械加工精度（一）机械加工精度的概念获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动掌握法1)试切法：调整—试切—测量计算—调整，这样反复几次直到试切尺寸符合要求为止。主要影响因素:测量精度，微进给机构的精准性，刀具的切削性能；可达到很高的精度。第一节概述一、机械加工精度（二）加工精度的获得方法获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动掌握法第一节概述一、机械加工精度（二）加工精度的获得方法2)调整法：首先调整好刀具与工件的相对位置,并要求在一批零件的加工过程中保持这个位置不变。如多刀机床,六角自动车床等。影响因素与试切法相同，有调整精度和调整装置的刚度等。4)自动掌握法:将测量、调整和切削等机构组成一个自动加工系统，工件达到尺寸后，系统自动停止加工。第一节概述一、机械加工精度（二）加工精度的获得方法3)定尺寸刀具法:用刀具尺寸来保证工件尺寸。第一节概述机械加工后的零件表面实际上不是抱负的光滑表面，它存在着不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂纹等表面缺陷。虽然只有极薄的一层（几微米——几十微米），但都错综简洁地影响着机械零件的耐磨性、抗腐蚀性、协作质量和疲惫强度等，从而影响产品的使用性能和寿命，因此必须加以足够的重视。二、机械加工表面质量（一）表面质量的概念零件表面质量表面粗糙度表面波度表面物理力学性能的变化表面微观几何外形误差表面层冷作硬化表面层残余应力表面层金相组织的变化机械加工表面质量是指经过机械加工后零件表面层所产生的物理机械性能的变化以及表面层微观几何外形误差，又称为表面完整性，主要包括表面层微观几何外形和表面层物理机械性能。第一节概述二、机械加工表面质量（一）表面质量的概念零件表面质量粗糙度太大、太小都不耐磨适度冷硬能提高耐磨性对疲惫强度的影响对耐磨性的影响对耐腐蚀性能的影响对工作精度的影响粗糙度越大，疲惫强度越差适度冷硬、残余压应力能提高疲惫强度粗糙度越大、工作精度降低残余应力越大，工作精度降低粗糙度越大，耐腐蚀性越差压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性第一节概述二、机械加工表面质量在机械加工中，零件的尺寸、几何外形和表面间相对位置的形成，取决于工件和刀具在切削运动过程中相互位置的关系。零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件组成的系统中进行的。该系统即为工艺系统。工艺系统存在的误差称之为原始误差；原始误差是造成加工误差的根源。原始误差的存在，使工艺系统各组成部分之间的位置关系或速度关系偏离了抱负状态，致使加工后的零件产生了加工误差。其次节机械加工精度的影响因素及掌握若原始误差是在加工前已存在，即在无切削负荷的情况下检验的，称为工艺系统静误差；若在有切削负荷情况下产生的则称为工艺系统动误差。其次节机械加工精度的影响因素及掌握原理误差：是指由于采纳了近似的成形运动、近似的刀刃外形等缘由而产生的加工误差。车削螺纹，齿轮加工，齿轮滚刀，模数铣刀等机械加工中，采纳近似的成形运动或近似的刀刃外形进行加工，虽然会由此产生肯定的原理误差，但却可以简化机床结构和削减刀具数，只要加工误差能够掌握在允许的制造公差范围内，就可采纳近似加工方法。原始误差工艺系统静误差工艺系统动误差调整误差机床误差刀具制造误差夹具误差加工原理误差工件装夹误差工艺系统受力变形刀具磨损残余应力引起变形测量误差工艺系统热变形其次节机械加工精度的影响因素及掌握加工前加工中加工后其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响工艺系统的几何误差主要是指机床、夹具、刀具本身在制造时所产生的误差、使用中的调整误差和磨损误差以及工件的定位误差等，这些原始误差将不同程度地反映到被加工工件上，形成零件的加工误差。加工中，刀具相对于工件的成形运动，通常都是通过机床完成的。工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床误差来源有：机床本身的制造、磨损和安装。机床制造误差中对工件加工精度影响较大的误差有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差理论上机床主轴回转时，回转轴线的空间位置是固定不变的，即它的瞬时速度为零。而实际主轴系统中存在着各种影响因素，使主轴回转轴线的位置发生变化。主轴回转误差：主轴实际回转轴线对抱负回转轴线的最大位置变动量。主轴回转误差分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摇摆三种不同形式的误差。（1）主轴回转误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差（1）主轴回转误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差主轴回转误差的基本形式车床上车削镗床上镗削内、外圆端面螺纹孔端面纯径向跳动影响微小无影响圆度误差无影响纯轴向窜动无影响平面度误差垂直度误差螺距误差无影响平面度误差垂直度误差纯角度摇摆圆柱度误差影响微小螺距误差圆柱度误差平面度误差（1）主轴回转误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差

1）导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响导轨是机床中确定各主要部件相对位置关系的基准，也是运动的基准。（2）导轨误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差导轨在水平面内有直线度误差Δy时，在导轨全长上刀具相对于工件的正确位置将产生Δy的偏移量，使工件半径产生ΔR=Δy的误差。导轨在水平面内的直线度误差将直接反映在被加工工件表面的法线方向(误差敏感方向)上，对加工精度的影响最大。误差的敏感方向：

加工误差对加工精度影响最大的方向，为误差的敏感方向。当原始误差方向恰为加工表面法线方向时，引起的加工误差为最大；而当原始误差的方向恰为加工表面的切线方向时，引起的加工误差为最小，通常可以忽视。

1）导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响（2）导轨误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差

2）导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度的影响导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度影响很小，一般可忽视不计。

（2）导轨误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差

3）导轨间的平行度误差对加工精度的影响（2）导轨误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差传动链误差：是指传动链始末两端传动元件相对运动的误差。对于某些表面的加工，如车螺纹、滚齿和插齿等，为了保证工件的精度，要求工件和刀具间的运动必须有精准的速比关系。当传动链中的各传动元件（如齿轮、蜗轮、蜗杆等）存在制造误差、装配误差和磨损，会破坏正确运动关系，影响刀具与工件间相对运动的正确性使工件产生误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。机床传动链误差是影响表面加工精度的主要缘由之一。提高传动元件的制造精度和装配精度，削减传动件数，均可减小传动链误差。（3）传动链误差

其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（一）机床的几何误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握一、工艺系统几何误差对加工精度的影响（二）工艺系统其他几何误差（1）刀具误差（2）夹具误差（3）测量误差（4）调整误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响在切削力、传动力、惯性力、夹紧力以及重力等的作用下，工艺系统将产生相应的变形（弹性变形和塑性变形）和振动。这种变形和振动，会破坏刀具和工件之间的成型运动和位置关系和速度关系，还影响切削运动的稳定性，从而造成各种加工误差。如车削刚性较差的工件，工件在切削力的作用下会发生变形，加工出的工件消灭两头细中间粗的腰鼓形；若工件刚性很好而机床刚性很差，由机床变形引起的“让刀”现象使车出的工件呈两头大，中间小的鞍形。由此可见，工艺系统受力变形是加工中一项很重要的误差来源，它严重地影响工件的加工精度。工艺系统的受力变形通常是弹性变形，一般说来，工艺系统抵抗弹性变形的能力越强，加工精度越高。

机械加工中，工艺系统在外力的作用下，将产生相应变形,使工件产生加工误差。工艺系统在外力作用下产生变形的大小，不仅取决于作用力的大小，还取决于工艺系统的刚度。其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（一）工艺系统刚度工艺系统刚度:误差敏感方向上的切削力Fp与工艺系统在该方向上的变形y的比值，称为工工艺系统刚度KxKx=Fp/y(N/mm)工艺系统在某一位置受力作用产生的变形量y应为工艺系统各组成环节在此位置受该力作用产生的变形量的代数和，即：y系＝y机床＋y刀具＋y夹具＋y工件其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响

工艺系统在某一位置受力作用产生的变形量y应为工艺系统各组成环节在此位置受该力作用产生的变形量的代数和，即：y系统＝y机床＋y刀具＋y夹具＋y工件而k系统=Fp/y系统，k机床=Fp/y机床，k刀具=Fp/y刀具，k夹具=Fp/y夹具，k工件=Fp/y工件k系统工艺系统刚度主要取决于薄弱环节的刚度

（一）工艺系统刚度1．受力点位置发生变化引起的工件外形误差

其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（二）工艺系统刚度对加工精度的影响例：若在车床顶尖间加工刚度低的瘦长杆，则工艺系统的位移取决于工件的变形，其刚度为：在车床顶尖间加工刚度很高的短粗光轴，则工艺系统的总位移取决于机床头/尾座和刀架(包括刀具)的位移。k系统1．受力点位置发生变化引起的工件外形误差

其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（二）工艺系统刚度对加工精度的影响车削具有锥形误差的毛坯，加工表面上必定有锥形误差；待加工表面上有什么样的误差，加工表面上必定也有同样性质的误差。由于工艺系统变形的存在，工件加工前的误差Δ前将以类似的外形反映到加工后的工件，造成加工后误差Δ后，这种现象称为误差复映现象。2．误差复映现象

其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（二）工艺系统刚度对加工精度的影响缘由：由于加工余量和材料硬度的变化会造成切削深度的变化，进而造成切削力的变化。变化的切削力作用在工艺系统上，使它的受力变形也发生相应变化。有圆度误差的毛坯加工2．误差复映现象

其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（二）工艺系统刚度对加工精度的影响误差复映系数：加工前后误差之比值，称为误差复映系数，它代表误差复映的程度。误差复映系数ε与k系成反比，表明工艺系统刚度愈大，误差复映系数愈小，加工后复映到工件上的误差值就愈小。CFy—径向切削力系数f—进给量YFZ—进给量指数2．误差复映现象

其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（二）工艺系统刚度对加工精度的影响

当工件表面加工精度要求高时，须经多次切削才能达到加工要求。第一次切削的复映系数为ε1；其次次切削的复映系数为ε2；则该加工表面总的复映系数为：ε

=

ε1

ε2

ε3…

因每个复映系数均小于1，故总的复映系数将是一个很小的数值。误差复映规律：工件加工后的误差与加工前相对应，其外形误差相像，这种误差随着走刀次数的增加而削减。如果我们知道某加工工序的复映系数，就可以通过测量待加工表面的误差统计值来估算加工后工件的误差统计值。2．误差复映现象

其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（二）工艺系统刚度对加工精度的影响惯性力的影响：与径向跳动相像。3．工艺系统中其他作用力变化产生的加工误差其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（二）工艺系统刚度对加工精度的影响夹紧力的影响重力的影响（1）提高工艺系统中零件间的协作表面质量，以提高接触刚度。其次节机械加工精度的影响因素及掌握二、工艺系统受力变形对加工精度影响（三）减小工艺系统受力变形的措施（2）设置帮助支承提高部件刚度。（3）当工件刚度成为产生加工误差的薄弱环节时，缩短切削力作用点和支承点的距离以提高工件的刚度。工艺系统在热作用下产生的局部变形，会破坏刀具与工件的正确位置关系，使工件产生加工误差。热变形对加工精度影响较大，格外是在精密加工和大件加工中，热变形所引起的加工误差通常会占到工件加工总误差的40％－70％。随着高精度、高效率及自动化加工技术的进展，工艺系统热变形问题日益突出。其次节机械加工精度的影响因素及掌握三、工艺系统受热变形对加工精度的影响1．切削热

其次节机械加工精度的影响因素及掌握三、工艺系统受热变形对加工精度的影响（一）工艺系统的热源2．摩擦热和动力装置能量损耗发出的热

3．外部热源

削减机床热变性对加工精度影响的措施1）结构措施（1）采纳热对称结构（2）使热变形发生在无害于加工精度的方向上（3）合理支配支撑的位置（4）实行措施散热冷却削减发热量（5）均衡关键零件的温升，避开弯曲变形（6）隔离热源其次节机械加工精度的影响因素及掌握三、工艺系统受热变形对加工精度的影响（二）工艺系统热变形对加工精度的影响1．机床热变形对加工精度的影响削减机床热变性对加工精度影响的措施2）工艺措施（1）在安装机床的区域内保持恒定的环境温度（2）将精密机床支配在恒温室中使用（3）机床达到热平衡后再进行加工其次节机械加工精度的影响因素及掌握三、工艺系统受热变形对加工精度的影响（二）工艺系统热变形对加工精度的影响1．机床热变形对加工精度的影响措施:1）削减刀具伸出长度；2）采纳冷却润滑液：3）改进刀具角度4）合理选用切削用量其次节机械加工精度的影响因素及掌握三、工艺系统受热变形对加工精度的影响（二）工艺系统热变形对加工精度的影响2．刀具热变形对加工精度的影响其次节机械加工精度的影响因素及掌握三、工艺系统受热变形对加工精度的影响（二）工艺系统热变形对加工精度的影响3．工件热变形对加工精度的影响在切削区施加充分的冷却液；提高切削速度和进给速度，使传入工件的热量减小；精加工前有充分时间间隙，得到足够的冷却；准时刃磨和修正砂轮，削减切削热；使工件在夹紧状态下有伸缩的自由（弹簧后顶尖，气动后顶尖）“车工怕瘦长”采纳反向走刀（进给）切削——转变进给方向使瘦长轴在加工过程中受拉力。用大进给量和大主偏角（90~93o）车刀在卡盘一端车出一个缩颈：消除坯料本身弯曲而在卡盘强制夹持下引起的轴线弯斜的影响。其次节机械加工精度的影响因素及掌握四、保证和提高加工精度的途径（一）直接消除和削减误差法

误差补偿是指人为地制造出一种新的或者利用原有的一种原始误差去抵消另一种原始误差。例如预加载荷精加工磨床床身导轨；用校正机构提高丝杆车床传动链精度。横向进给机构、操纵箱等部件其次节机械加工精度的影响因素及掌握四、保证和提高加工精度的途径（二）误差补偿法配重误差转移法的实质是将工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等转移到不影响加工精度的方向去。其次节机械加工精度的影响因素及掌握四、保证和提高加工精度的途径（三）误差转移法误差平均法是利用有亲密联系的表面之间的相互比较和相互修正，或者利用互为基准进行加工，以达到很高的加工精度。采纳误差平均法可以最大限度地排解机床误差的影响。其次节机械加工精度的影响因素及掌握四、保证和提高加工精度的途径（四）误差平均法在加工和装配中，有些精度问题牵涉到很多零部件间的相互关系，相当简洁。如果单纯地提高零件精度来满意设计要求，有时不仅困难，甚至不行能达到。此时，若采纳就地加工法，就可解决这种难题。例如，就地加工法的要点是要保证部件什么样的位置关系，就在这样的位置关系上利用一个部件装上刀具去加工另一个部件，又称“自干自”。其次节机械加工精度的影响因素及掌握四、保证和提高加工精度的途径（五）“就地加工”法

对变值系统性误差必须采纳可变补偿的方法，即所谓的乐观掌握方法。有三种形式：主动测量：加工过程中随时测量，随时进行误差补偿。偶件自动配磨：以互配件中的一件作为基准去掌握另一件的加工精度。乐观掌握起决定性作用的加工条件：例如精密螺纹磨床的自动恒温掌握。其次节机械加工精度的影响因素及掌握四、保证和提高加工精度的途径（六）掌握误差法影响切削加工表面粗糙度的因素刀具几何形状刀具材料、刃磨质量切削用量工件材料残留面积↓→Ra↓前角↑→Ra↓后角↑→摩擦↓→Ra↓刃倾角会影响实际工作前角v↑→Ra↓f↑→Ra↑ap对Ra影响不大，太小会打滑，划伤已加工表面材料塑性↑→Ra↑同样材料晶粒组织大↑→Ra↑，常用正火、调质处理刀具材料强度↑→Ra↓刃磨质量↑→Ra↓冷却、润滑↑→Ra↓第四节机械加工表面质量的影响因素及掌握一、表面粗糙度的影响因素影响磨削加工表面粗糙度的因素

粒度↓→Ra↓

金刚石笔锋利↑，修正导程、径向进给量↓→Ra↓磨粒等高性↑→Ra↓硬度↑→钝化磨粒脱落↓→Ra↑硬度↓→磨粒脱落↑→Ra↑硬度合适、自励性好↑→Ra↓太硬、太软、韧性、导热性差↑→Ra↓砂轮粒度工件材料性质砂轮修整磨削用量砂轮硬度砂轮V↑→Ra↓ap、工件V↑→塑变↑→Ra↑粗磨ap↑→生产率↑精磨ap↓→Ra↓(ap=0光磨)第四节机械加工表面质量的影响因素及掌握一、表面粗糙度的影响因素在切削加工中，工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理机械性能产生变化，最主要的变化是表面层冷作硬化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重，因而磨削加工后加工表面层上述三项物理机械性能的变化会很大。

第四节机械加工表面质量的影响因素及掌握二、表面层物理机械性能的影响因素影响表面层物理力学性能的主要因素表面物理力学性能影响金相组织变化因素影响显微硬度因素影响残余应力因素

塑变引起的冷硬金相组织变化引起的硬度变化

冷塑性变形热塑性变形金相组织变化

切削热冷作硬化金相组织变化残余应力表现形式第四节机械加工表面质量的影响因素及掌握二、表面层物理机械性能的影响因素第四节机械加工表面质量的影响因素及掌握二、表面层物理机械性能的影响因素对零件使用性能危害甚大的残余拉应力、磨削烧伤和磨削裂纹均起因于磨削热，所以如何降低磨削热并削减其影响是生产上的一项重要问题。解决的原则：一是削减磨削热的发生，二是加速磨削热的传出。

提高表面质量的工艺途径大致可以分为两类：一类是用低效率、高成本的加工方法，寻求各工艺参数的优化组合，以减小表面粗糙度；另一类是着重改善工件表面的物理力学性能，以提高其表面质量。第四节机械加工表面质量的影响因素及掌握三、保证和提高加工表面质量的途径

机械加工过程中产生的振动，也和其它的机械振动一样，按其产生的缘由可分为自由振动、强迫振动和自激振动三大类。

第五节机械加工过程中的振动及掌握机械加工振动自激振动自由振动强迫振动当系统受到初始干扰力激励破坏了其平衡状态后，系统仅靠弹性恢复力来维持的振动称为自由振动。由于总存在阻尼，自由振动将逐渐衰减。(占5%)系统在周期性激振力(干扰力)持续作用下产生的振动，称为强迫振动。强迫振动的稳态过程是谐振动，只要有激振力存在振动系统就不会被阻尼衰减掉。(占30%)在没有周期性干扰力作用的情况下，由振动系统本身产生的交变力所激发和维持的振动，称为自激振动。切削过程中产生的自激振动也称为颤振。(占65%)第五节机械加工过程中的振动及掌握1）强迫振动是由周期性激振力引起的，不会被阻尼衰减掉，振动本身也不能使激振力变化。2）强迫振动的振动频率与外界激振力的频率相同，而与系统的固有频率无关。3）强迫振动振幅的大小与干扰力、系统刚度及阻尼系数有关：干扰力越大，系统刚度和阻尼系数越小，则振幅越大。当干扰力的频率与系统的固有频率相近或相等时，振幅达最大值，即消灭“共振”现象。强迫振动的特征第五节机械加工过程中的振动及掌握一、机械加工过程中的强迫振动减小强迫振动的措施

减小激振力调整振源频率提高工艺系统的刚度和阻尼实行隔振措施采纳减振装置。减小强迫振动的措施第五节机械加工过程中的振动及掌握一、机械加工过程中的强迫振动

如果已经确认机械加工过程中发生了强迫振动，就要设法查找振源，以便去除振源或减小振源对加工过程的影响。由强迫振动的特征可知，强迫振动的频率总是与干扰力的频率相等或是它的倍数，我们可以依据强迫振动的这个规律去查找强迫振动的振源。

机械加工过程中强迫振动振源的查找方法第五节机械加工过程中的振动及掌握一、机械加工过程中的强迫振动自激振动：机械加工过程中，在没有周期性外力作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性振动，称为自激振动；在金属切削过程中的自激振动一般称为切削颤振，简称颤振。自激振动的特征第五节机械加工过程中的振动及掌握二、机械加工过程中的自激振动它由振动过程本身引起切削力周期性变化，从不具备交变特性的能源中周期获得能量，使振动得以维持。自激振动由振动系统本身参数决定，与强迫振动显著不同。自由振动受阻尼作用将飞快衰减，而自激振动不会因阻尼存在而衰减。自激振动的频率接近于系统的固有频率，即颤振频率取决于振动系统的固有特性。这与自由振动相像，而与强迫振动根本不同EA1A0A2AE-E+自激振动特点不衰减的振动f自=f固取决于一周期获得的能量取决于切削过程本身自激振动的特征第五节机械加工过程中的振动及掌握二、机械加工过程中的自激振动自激振动的特征第五节机械加工过程中的振动及掌握二、机械加工过程中的自激振动自激振动系统维持稳定振动的条件是：在一个振动周期内，从能源输入到系统的能量(E+)等于系统阻尼所消耗的能量(E-)。如果汲取能量大于消耗能量，则振动会不断加强；如果汲取能量小于消耗能量，则振动将不断衰减而被抑制。在一个振动周期内，若振动系统获得的能量E+等于系统消耗的能量E-，则自激振动是以A0为振幅的稳定的等幅振动。当振幅为A1时，振动系统每一振动周期从电动机获得的能量E+大于振动所消耗的能量E-，则振幅将不断增大，直至增大到振幅A0时为止；反之，当振幅为A2时，振动系统每一振动周期从电动机获得的能量E+小于振动所消耗的能量E-，则振幅会不断减小，直至减小到振幅A0时为止。EA1A0A2AE-E+在稳定的切削过程中，刀架系统因材料的硬点，加工余量不均匀，或其它缘由的冲击等，受到偶然的扰动。刀架系统因此产生了一次自由振动，并在被加工表面留下相应的振纹。当工件转过一转后，刀具要在留有振纹的表面上切削，因切削厚度发生了变化，所以引起了切削力周期性的变化，产生动态切削力。将这种由于切削厚度的变