共振是一種常見的物理現象。振動的物體,每秒鍾完成全振動的次數稱為這種振動的頻率,單位是赫茲。振動又分為自由振動(無周期性驅動力)和受迫振動(有周期性驅動力)兩種類型。
物體發生無周期性驅動力的自由振動時,振動的頻率是由自身的質量、幾何形狀、材質等因素決定的,這種振動的頻率稱為物體的自激振動頻率。一般情況下,對同一物體而言是一個固定值。而物體在外加的周期性驅動力下做受迫振動時,振動頻率就不再按照自激振動頻率了,而是與驅動力的頻率相同。當受迫振動中,物體受到周期性驅動力的頻率與物體自身的自激振動頻率相同時,將會發生共振現象,這種情況導致的結果是使物體的振動幅度遠遠大於非共振狀態。
生共振現象由於導致振動幅度加大,因此對機床的加工質量有很大的影響。
首先,共振造成的振幅過大會改變刀具和工件的正常運動軌跡,引起二者之間相對位置發生偏移。這樣不僅降低了加工表麵的質量和尺寸精度,使工件表麵粗糙程度增加,甚至出現振動波紋,同時,由於刀具的正常切削條件被打破,也會導致刀具磨損加快,使用壽命減少。
其次,被破壞的不隻是刀具。由於振幅過大導致機床各零部件之間發生鬆動和異常磨損,因此大大減少了機床整體的加工精度、工作效率和使用壽命。
振幅過大還會帶來大量不必要的噪聲,對生產環境造成噪聲汙染,影響操作工人的工作專注度,危害他們的身心健康。