淺談機械加工過程中機械振動的成因及解決措施

摘 要：近年來，機械加工在平常生活中的利用率愈來愈高，同時人們對其工件質量也提出了較高要求。在機械加工過程中，出現振動情況會直接影響加工件質量，因此怎樣杜絕機械振動成為現階段首要解決問題。本文將主要圍繞機械加工過程中出現振動的成因和其特點展開分析，并提供具體優化措施以供參考。

關鍵詞：機械加工；機械振動；激振力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.025

0 引言

伴隨社會進步，對加工件質量提出了嚴格要求，但平常生活里一般使用的用具均是通過機械加工完成的。在機械加工進程中，道具與加工件間會產生摩擦，所以出現振動情況在所難免，這會減少加工件準確性，從而制約加工件在生活里的具體使用。所以，要強化對機械加工進程中振動出現的因由展開分析和探究。

1 機械加工進程中機械振動的成因和其特點

（1）自由振動出現成因。首先，在機械加工進程中，道具反復運動會增加加工件切削力效果，在其出現轉變時，機械加工進程中出現振動情況[1]。

其次，在實施機械加工時，相關設施被外力所左右，進而為其帶來不小沖擊，導致自由振動。機械加工進程中自由振動情況的出現通常是因為力效果，但在自由振動進程中并未增強外力，所以這一情況會因為阻力出現而漸漸削弱。不難發現，自由振動為機械加工進程制造的干擾不易去除，但其確是引發自激振動的一個核心因素，在相應條件中加工進程會發生自激振動情況，嚴重影響加工件品質。

（2）強迫振動出現成因。首先，因為離心慣性力干擾。在機械加工進程中，皮帶輪、部分回轉工件、轉軸在加工進程中會因為機械加工速度較大，致使其發生不均衡情況，進而出現離心力，其的出現是導致強迫振動出現的關鍵因素，振動頻次和遭受向心力影響的工件轉速幾乎無異。

其次，若機械自身存在不足，會致使強迫振動出現，往往和機械設施里旋轉要件有關聯，在其存在尺寸差錯時，會致使各個要件間貼合不密切，進而在加工進程中喪失平衡，備受離心力影響，從而形成強迫振動。

（3）自激振動出現成因。這一情況出現頻率較多而且是一種十分猛烈的振動。引發自激振動出現的因素有很多。比如：加工材質硬度散布不均衡，加工余量轉變等要素導致體系振動，而在此基礎上還會致使道具和加工件間地點發生遷移，進而形成切削力，出現自激振動。

2 機械加工進程中機械振動處理對策

（1）關于強迫振動處理對策。機械體系出現強迫振動主要在于有著連續的外力影響。預防強迫振動，要綜合常見振源、振動展現規律等等率先明確振源類別。此種振動振源普遍源于外部，因此可利用環境實驗、空轉實驗、現場拾振等形式展開判斷。對于現場拾振來講，其是運用力、速度傳感器等搜集已有條件中機械加工進程出現的振動訊號展開頻譜剖析，依據剖析結果明確具體振動頻次。環境實驗則是采用已經確定體系外部環境里出現的振源，選在停機情況下對振動訊號展開搜集與剖析，從而挖掘影響源頻率成分且清楚其由來。對于空轉實驗來說，其是依據加工需求的運動指數運作沒有加工件的機械設施展開振動訊號搜集和剖析，且和具體加工進程中頻譜圖展開比較。確定出現強迫振動振源以后，可使用下列手段：

第一，分離外部振源。在機械加工進程中，把加工設施和油泵、電動機等動力源間隔振源；可使用隔振材質例如厚橡皮等把機床和地基分離，還可使用開挖防振溝形式減少設施與地面間的關聯[2]。

第二，協調振源頻率。這樣做是為了杜絕激振力的頻率與體系中已有頻率相同，預防共振問題。策劃機械加工設施構造時，杜絕讓系統中每一要件自有頻率和共振區相同；如果機械加工體系明確，利用協調激振力頻率來高效躲避體系自有頻率；加工進程中使用轉變電動機、主軸轉速等運動指數，和共振地區錯開。

第三，降低激振力。對于激振力出現原因來說，是因為機械加工進程中出現不均衡情況導致的。降低激振力的重中之重，是要杜絕體系中不均衡情況。所以，要在體系中裝置相應自主均衡裝備，使用動態或者靜態均衡手段。另外，為提升傳動體系可靠性，必須要確保設施質量且提升裝置精細度。并且，相應技術人員在機械加工開始前與實施進程中要對元件展開均衡協調，這同樣是降低激振力的良好措施。

（2）自激振動處理對策。第一，科學挑選道具幾何系數。工件和道具作用力是自激振動出現的主要原因，要依據刀具幾何系數需求展開科學挑選。在機械加工應用的刀具幾何系數里，其前角與主偏角等幾何系數對自激振動干擾最多。主偏角加大，前角隨之增加，振幅降低。因此，在具體切削過程中，要合理加大主偏角和前角。另外，后角在符合需求基礎上要盡可能選小，以此實現緩解機械振動的效果。

第二，科學擇選切削用量。所謂切削用量，具體涵蓋切削深度、進給量還有速度三方面指數。其中任何一個指數加大，都能提升生產效率。單單增加一個指數，其余指數都隨之縮減。所以，要依據加工要求，對這些指數展開科學搭配。加工進程中，要盡可能選用比較淺的切削深度與較多的進給量，同時配用低速或者高速切削，以此避免自激振動。

第三，使用減震對策。機械體系本身的耐振屬性同樣是限制自激振動的主要要素，要提升機械體系剛度，以此來化解自激振動相應強度。具體實踐對策為：針對接觸面實施預處置；調節傳動體系軸承縫隙；針對運作軸承增加相應預緊力；提升頂尖孔打磨品質。與此同時，還可使用減振裝備來接受與耗費振動過程中的能量。

3 結論

綜上所述，機械加工進程中振動種類繁多且原因繁雜，相關人員要依據現實加工狀況，多視角全面剖析，有效確保機械體系加工品質與加工進程的合理性，從而提升作業效率。

參考文獻：

[1]陳雪菊，張超.機械加工過程中機械振動的成因及解決措施[J].現代制造技術與裝備，2017（04）：79-80.

[2]龐單舒，王倩.機械加工過程中機械振動的成因及解決措施研究[J].中國設備工程，2017（19）：73-74.

作者簡介：楊君（1984-），男，河南駐馬店人，碩士，講師，從事機械設計與制造方向的教學與科研。