金屬材料加工中的振動(dòng)利用問(wèn)題分析

岳野　楊博

摘 要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中都出現(xiàn)了越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)和理論，這些技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)水平的提升意義重大。在金屬材料加工中也是如此，出現(xiàn)了很多的先進(jìn)加工技術(shù)和理論，使得加工水平在不斷提升，也使得金屬材料的質(zhì)量和性能都有了很大的改善。在金屬材料加工中，振動(dòng)利用是一種比較常用的加工手段，在加工過(guò)程中能對(duì)振動(dòng)進(jìn)行利用，能夠?qū)饘俨牧系募庸べ|(zhì)量和效率進(jìn)行改善。伴隨著振動(dòng)在金屬材料中的不斷應(yīng)用，也出現(xiàn)了很多的與振動(dòng)相關(guān)的技術(shù)和理論。為了更好的提升現(xiàn)代金屬材料加工的水平，對(duì)振動(dòng)利用問(wèn)題進(jìn)行分析具有非常重大的意義，因此，文章進(jìn)行了相關(guān)方面的研究，希望能夠更好的促進(jìn)金屬加工業(yè)發(fā)展，更好的促進(jìn)工業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：金屬材料；加工；振動(dòng)；利用

引言

工業(yè)的發(fā)展離不開材料的供應(yīng)，金屬材料的加工對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有直接影響，為了更好的促進(jìn)金屬材料的加工，對(duì)新出現(xiàn)的先進(jìn)加工技術(shù)和理論要進(jìn)行更好的分析，這樣才能夠?yàn)樯鐣?huì)的發(fā)展奠定更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也能為現(xiàn)代金屬材料的加工創(chuàng)造更為有利的條件。為了對(duì)現(xiàn)代技術(shù)材料的加工水平進(jìn)行提升，對(duì)加工過(guò)程中應(yīng)用的振動(dòng)問(wèn)題要進(jìn)行細(xì)致的分析，進(jìn)行更高層次的了解，文章從振動(dòng)拉伸、振動(dòng)切削、振動(dòng)剪切等方面進(jìn)行了分析，希望能夠?qū)饘偌庸みM(jìn)行更為深入的研究，對(duì)金屬材料加工起到一定的促進(jìn)作用。

1 將振動(dòng)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的意義

在常規(guī)的金屬材料加工過(guò)程中，振動(dòng)是一種不希望出現(xiàn)的因素，主要是因?yàn)檎駝?dòng)會(huì)導(dǎo)致金屬材料的加工進(jìn)度受到影響，同時(shí)對(duì)金屬材料的性能也能產(chǎn)生一定的影響。因此，在金屬材料加工過(guò)程中，對(duì)振動(dòng)進(jìn)行應(yīng)用能夠減小振動(dòng)帶來(lái)的影響，同時(shí)也能夠?qū)庸ば室约凹庸べ|(zhì)量進(jìn)行提高。很多的專家學(xué)者對(duì)金屬材料加工過(guò)程中存在的振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了研究，對(duì)如何消除振動(dòng)問(wèn)題一直沒(méi)有找到很好的解決措施，因此，在金屬材料加工中對(duì)振動(dòng)進(jìn)行了利用，這樣將之前出現(xiàn)的弊端轉(zhuǎn)化為了優(yōu)勢(shì)，不僅僅對(duì)振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了解決，同時(shí)，也提高了加工質(zhì)量。振動(dòng)加工是指在加工材料或者是刀具加工過(guò)程中施加一定頻率和振幅的振動(dòng)，這樣能夠?qū)Ρ患庸そ饘俨牧系淖冃巫枇M(jìn)行降低，同時(shí)，對(duì)加工質(zhì)量進(jìn)行改善，在金屬材料加工中更加具有現(xiàn)實(shí)意義。在金屬材料加工中將振動(dòng)轉(zhuǎn)化到應(yīng)用方面主要有以下幾方面的意義。

1.1 擴(kuò)大了可加工的金屬材料范圍

一些金屬材料的含碳量比較高，在加工過(guò)程中出現(xiàn)了刀具磨損比較嚴(yán)重的情況，導(dǎo)致了加工效率非常的低，而且，還有一些超硬超脆的材料，在加工過(guò)程中非常容易出現(xiàn)變形阻力非常大的情況，導(dǎo)致加工過(guò)程中出現(xiàn)很多的困難。在金屬材料加工過(guò)程中進(jìn)行振動(dòng)應(yīng)用，能夠?qū)Σ牧霞庸さ男蔬M(jìn)行提高，同時(shí)，對(duì)加工表面的質(zhì)量也能進(jìn)行提升。例如，在對(duì)粘性材料進(jìn)行加工時(shí)，因?yàn)槭瞧胀ǖ募庸み^(guò)程，工件材料具有一定的粘附作用，這樣在加工刀具的表面很容易出現(xiàn)積屑瘤，對(duì)加工的順利進(jìn)行有很大的影響。積屑瘤在加工過(guò)程中非常容易受力被切屑，因此導(dǎo)致刀具的損壞，在加工過(guò)程中對(duì)振動(dòng)進(jìn)行應(yīng)用能夠避免出現(xiàn)這類問(wèn)題，保證加工的質(zhì)量。

1.2 擴(kuò)大材料加工的結(jié)構(gòu)形式

在對(duì)一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工時(shí)，一些普通的加工方法存在著一定的問(wèn)題，在加工過(guò)程中將振動(dòng)進(jìn)行應(yīng)用能夠有效的解決這個(gè)問(wèn)題。例如，在薄壁工件加工中，普通的加工需要保證刀具的連續(xù)性，因此會(huì)導(dǎo)致材料的持久受力情況出現(xiàn)，工件在加工過(guò)程中非常容易出現(xiàn)變形問(wèn)題。振動(dòng)應(yīng)用在加工中，材料間歇性受力，這樣會(huì)形成一個(gè)彈性恢復(fù)的過(guò)程，使薄壁工件的加工成為了現(xiàn)實(shí)。

1.3 提高工件的加工質(zhì)量

很多的金屬材料在加工過(guò)程中非常容易出現(xiàn)毛刺，這樣會(huì)對(duì)加工表面的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。在金屬材料加工過(guò)程中對(duì)振動(dòng)進(jìn)行應(yīng)用能夠避免出現(xiàn)毛刺，對(duì)加工表面有明顯的提高。

2 金屬材料加工中的振動(dòng)應(yīng)用方法

2.1 振動(dòng)拉伸

在金屬材料加工中應(yīng)用振動(dòng)方法，首先進(jìn)行的是振動(dòng)拉伸試驗(yàn)，主要包括超聲波振動(dòng)拉伸。超聲波振動(dòng)拉伸的研究開始時(shí)間非常早，在拉伸金屬時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)拉伸力突然下降的情況，而且多種金屬的試驗(yàn)結(jié)果也非常相似，而且，在以后的研究和應(yīng)用中，對(duì)超聲波技術(shù)的應(yīng)用能夠提高生產(chǎn)效率，對(duì)加工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)化，并且具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。超聲波振動(dòng)在應(yīng)用過(guò)程中能夠降低材料的變形抗力，對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量等都能夠進(jìn)行改善，因此，其在應(yīng)用過(guò)程中有更大的優(yōu)越性。

2.2 振動(dòng)切削

振動(dòng)切削是給刀具或工件以適當(dāng)?shù)姆较?、一定頻率和振幅的振動(dòng)，以改善切削效能。一類以斷屑為主要目的，在進(jìn)刀方向上施加低頻、大振幅振動(dòng)。另一類以改善加工精度和表面粗糙度、提高切削效率和效能、擴(kuò)大切削加工適用范圍為目的，主要采用高頻、小振幅?，F(xiàn)有結(jié)果表明，超聲振動(dòng)切削力可以減小到普通切削力的1/3-1/2，振動(dòng)攻絲扭矩可以減小到普通攻絲扭矩的1/3-1/2，振動(dòng)鉆削扭矩減小到普通鉆削的1/2，推力減小到1/3。在鏜孔加工中采用振動(dòng)切削，加工尺寸穩(wěn)定形狀誤差小、光潔度高、廢品率低，同時(shí)還解決了鏡面鏜床鏜小孔不宜精調(diào)的缺陷，工裝簡(jiǎn)單造價(jià)低廉。振動(dòng)切削的試驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用表明利用振動(dòng)可以減小切削力和切削功率、提高加工精度、提高加工表面性質(zhì)、提高產(chǎn)品表面質(zhì)量。另外，振動(dòng)的引入可以擴(kuò)大切削加工的范圍使一些高強(qiáng)度、高硬度和難成形材料的切削加工成為可能。恰當(dāng)?shù)夭捎谜駝?dòng)切削還可以減小機(jī)器本身的自激振動(dòng)。

2.3 振動(dòng)剪切

近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度非?？欤沟蒙鐣?huì)生產(chǎn)水平也在大幅度的提高，為了能夠更好地滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，金屬材料的加工受到了廣泛的關(guān)注，在金屬材料加工中出現(xiàn)了很多的加工技術(shù)和理論，這樣為社會(huì)的發(fā)展奠定了一定的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)也為現(xiàn)代的金屬材料加工創(chuàng)造了有利的條件。振動(dòng)剪切的試驗(yàn)工作開始的非常早，而且，因?yàn)檎駝?dòng)的應(yīng)用導(dǎo)致剪切力出現(xiàn)了明顯的下降。在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，剪切力受到振幅的影響比較大，在振幅不斷增大的情況下，剪切力會(huì)出現(xiàn)不斷降低的現(xiàn)象，而且，減小振動(dòng)剪切消耗的剪切功也在減小，振動(dòng)的頻率和剪切的速度對(duì)剪切力的影響非常小，考慮到這些因素也要對(duì)試驗(yàn)設(shè)備可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行綜合考慮，保證生產(chǎn)加工的效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

在金屬材料加工中，振動(dòng)利用是比較常見的加工手段，在金屬材料加工過(guò)程中引入振動(dòng)能夠避免振動(dòng)對(duì)加工效果造成影響，同時(shí)，也能對(duì)金屬材料的加工質(zhì)量和效率進(jìn)行改善。振動(dòng)在金屬材料加工中被利用，在自身發(fā)展過(guò)程中也出現(xiàn)了創(chuàng)新，這樣也就出現(xiàn)了更多的和振動(dòng)相關(guān)的技術(shù)和理論。文章對(duì)金屬材料加工中的振動(dòng)利用問(wèn)題進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工作人員提供必要的參考。為了能夠更好的提高現(xiàn)代金屬材料的加工水平，對(duì)金屬材料加工中的振動(dòng)利用問(wèn)題分析力度也要進(jìn)行提高，從更深的層次對(duì)振動(dòng)利用問(wèn)題進(jìn)行了解，為金屬材料的加工奠定基礎(chǔ)。

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