機械加工過程中機械振動的成因及解決措施

何昊軒

（成都理工大學 核技術與自動化工程學院，四川 成都 610059）

機械加工過程中機械振動的成因及解決措施

何昊軒

（成都理工大學 核技術與自動化工程學院，四川 成都 610059）

隨著我國工業行業的不斷發展，傳統的工業加工技術已逐漸被數控機床技術所取代，并使工業生產實現了精確、方便、快捷的生產模式。但是，其加工生產過程仍存在部分干擾因素，如常見的振動因素，機械在加工過程中產生的強烈振動會給正常生產過程帶來一定不良影響，并給整個機械加工效率帶來干擾。因此，文章針對機械加工過程中機械振動的成因展開分析，并提出相關解決措施。

機械加工；成因；解決措施

機械加工是一項對加工精準度、精細度要求極高的加工工程，若機械在加工過程中出現振動現象，會直接導致加工刀具出現位移問題，使得產品在生產過程中出現外觀振痕，對產品加工質量造成一系列問題。另外，機械加工振動還會直接導致加工系統受到工件反作用力，引起刀具出現磨損現象，嚴重可直接導致刀具出現崩刃，使得機械加工機床系統受到損壞，機床難以正常運行。這表示機械在加工過程中，需合理使用各個設備，按照規范的操作方式降低機械振動幾率，這是解決機械振動現象的重要舉措。

1 機械加工過程中產生機械振動的成因分析

（1）強迫振動的外因與內因。強迫振動是機械加工過程中十分常見的振動現象，該振動因素可分為外因與內因，但綜合整體來說多以內因常見，導致機械加工過程中出現強迫振動的主要因素可包括：①機床的回傳件存在不平衡問題，使得機械的離心力偏移，出現了周期變化，導致這一現象的主要因素是由于卡盤和皮帶輪回轉在運行過程中出現不平衡現象所致。②因機床本身的傳動零件存在缺陷問題使得軸傳動力發生變化。如較為常見的因塞鐵間隙過大或者刀架部件在運行過程中出現松動現象均會改變軸傳動力。③切削力的運行過程出現切削不均使得機械發生強迫振動。而機械加工過程中引發外部振動因素的都是由地基振動所導致，例如機械設備中的沖壓機械，該機械在加工時會出現明顯的地基振動現象，使得機械加工過程出現強迫振動。

（2）機械振動中的自激振動。自激振動在機械加工過程中的發生因素主要是由相互作用力所引起，其主要因素可包括這些：①機械加工時，切削與其他刀具或者工件出現了摩擦，使得摩擦力引發了機械加工的振動現象。②機械加工的內部工件硬度不同，使得在加工過程中刀具發生崩刀現象，引發了自激震蕩。③機械加工時各個器具安裝問題引起，如刀具在安裝時未安裝穩固，使得器具在加工過程中發生顫動，引發自激振蕩。④機械加工在加工細長軸類的工件時因機械剛性問題，使得工件表面出現波紋現象，從而引發自激振蕩問題。⑤機械在加工過程中因切削量不合理使得機械出現自激問題。

2 機械加工過程中機械振動的解決措施

（1）降低強迫振動的有效措施。降低機械加工過程中的強迫振動可從兩個方面進行改善，①對振動的源頭因素采取防控措施。針對機械設備中運轉速度高的各個器件在使用前進行平衡測試，如對砂輪器件，這類器件通常運轉速度極高，器件表面又是以磨砂狀為主，砂粒非常不均勻，在高速旋轉時會因受到不同程度的磨損，使器件表面不再平整，最終導致砂輪在高速運轉過程中出現振動，對主軸帶來損害。對此，機械在使用前，需對砂輪的平整狀況進行監測，并對不平整部位進行修整，確保砂輪運轉的穩定，減少振動問題。另外，還可選擇合適機械運行的傳動帶來減少加工過程的振動問題。②采用隔振材料進行改善，在外部因素的強迫振動上，可通過使用隔振材料來減少機械加工的外部振動給設備工件造成的不良影響，在機械加工過程中可在設備與地面之間墊一層隔振策略，或者墊其它的彈性材料，盡可能的減少強迫振動給工件帶來的損害。③通過提高系統阻尼對來減少機械加工產生的強迫振動，首先，需從改善機械設備的穩定性著手改善，并提高阻尼系數，使振動問題得到解決。如，可通過安裝阻尼器來增加阻尼，在機械主軸部位安裝阻尼材料，提高設備運行過程中的穩定性。

（2）減少自激振動的有效途徑。機械加工過程中機械自激振動的問題可從兩個方面進行改善：①選擇合適的機械刀具幾何參數，從以往機械加工過程中機械發生振動的因素來看，刀具的幾何參數對機械加工振動有著極大影響，因此，在選擇機械加工刀具時，需對各個刀具的集合參數做到完全了解，從而選擇合適的刀具類型。在機械振動因素上，刀具幾何參數中的前角是引發刀具出現振動的重要因素，其次則為主偏角，該幾何參數的刀具與機械加工過程中發生振動的問題是呈現正比關聯，而前角則是反比。因此，在選擇集合參數刀具時，合理的選擇能夠極大減少機械加工的機械振動問題。②改善加工機械工藝，機械加工過程中，若忽視了機械本身的抗振問題，也會給機械加工過程造成振動問題，對此，為了減少振動現象，需加強對機械工藝本身性能的改善，對各個機械運轉的接觸面加強剛度的提升，對工件表面做好打磨工作，對軸承與主軸之間的縫隙做好控制，提升預緊力。

綜上所述，機械加工過程中導致機械發生振動的原因較多，這些因素不僅給機械加工的生產效率帶來了直接影響，也給機械工件的性能與質量帶來了損害，因此，當機械設備在加工過程中出現振動現象時，需對各個振動原因進行排查，找到根本因素，對其進行針對性的改善，減少振動現象，使機械加工更具保障。

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［2］李東，傅曉陽.機械加工過程中機械振動的成因及解決措施研究［J］.綠色環保建材，2016，13（10）：213.

［3］花磊，劉展.機械加工過程中機械振動的成因及解決措施［J］.黑龍江科技信息，2015，14（16）：135.

Causes and Solutions of Mechanical Vibration in Machining Process

HE Hao-xuan

（School of Nuclear Technology and Automation，Chengdu University of Technology，Chengdou，Sichuan 610059，China）

With the continuous development of China's industry，the traditional industrial processing technology has gradually been replaced by CNC machine tool technology，and has realized accurate，convenient and efficient mode of industrial production. However，there are still some interference factors in the production process，the common factors such as vibration，and strong mechanical vibration generated during processing will bring some adverse effects to the normal production process，and brings interference to the whole machining efficiency.Therefore，this paper analyzes the causes of mechanical vibration in the process of machining，and puts forward relevant solutions.

mechanical processing；causes；Solutions

TB533.1

A

2095-980X（2017）01-0043-01

2016-12-23

何昊軒（1992-），男，四川攀枝花人，大學本科，主要研究方向：機械工程。