淺談機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施

摘 要：近年來(lái)，機(jī)械加工在平常生活中的利用率愈來(lái)愈高，同時(shí)人們對(duì)其工件質(zhì)量也提出了較高要求。在機(jī)械加工過(guò)程中，出現(xiàn)振動(dòng)情況會(huì)直接影響加工件質(zhì)量，因此怎樣杜絕機(jī)械振動(dòng)成為現(xiàn)階段首要解決問(wèn)題。本文將主要圍繞機(jī)械加工過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)的成因和其特點(diǎn)展開(kāi)分析，并提供具體優(yōu)化措施以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；機(jī)械振動(dòng)；激振力

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

0 引言

伴隨社會(huì)進(jìn)步，對(duì)加工件質(zhì)量提出了嚴(yán)格要求，但平常生活里一般使用的用具均是通過(guò)機(jī)械加工完成的。在機(jī)械加工進(jìn)程中，道具與加工件間會(huì)產(chǎn)生摩擦，所以出現(xiàn)振動(dòng)情況在所難免，這會(huì)減少加工件準(zhǔn)確性，從而制約加工件在生活里的具體使用。所以，要強(qiáng)化對(duì)機(jī)械加工進(jìn)程中振動(dòng)出現(xiàn)的因由展開(kāi)分析和探究。

1 機(jī)械加工進(jìn)程中機(jī)械振動(dòng)的成因和其特點(diǎn)

（1）自由振動(dòng)出現(xiàn)成因。首先，在機(jī)械加工進(jìn)程中，道具反復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)增加加工件切削力效果，在其出現(xiàn)轉(zhuǎn)變時(shí)，機(jī)械加工進(jìn)程中出現(xiàn)振動(dòng)情況[1]。

其次，在實(shí)施機(jī)械加工時(shí)，相關(guān)設(shè)施被外力所左右，進(jìn)而為其帶來(lái)不小沖擊，導(dǎo)致自由振動(dòng)。機(jī)械加工進(jìn)程中自由振動(dòng)情況的出現(xiàn)通常是因?yàn)榱πЧ谧杂烧駝?dòng)進(jìn)程中并未增強(qiáng)外力，所以這一情況會(huì)因?yàn)樽枇Τ霈F(xiàn)而漸漸削弱。不難發(fā)現(xiàn)，自由振動(dòng)為機(jī)械加工進(jìn)程制造的干擾不易去除，但其確是引發(fā)自激振動(dòng)的一個(gè)核心因素，在相應(yīng)條件中加工進(jìn)程會(huì)發(fā)生自激振動(dòng)情況，嚴(yán)重影響加工件品質(zhì)。

（2）強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)成因。首先，因?yàn)殡x心慣性力干擾。在機(jī)械加工進(jìn)程中，皮帶輪、部分回轉(zhuǎn)工件、轉(zhuǎn)軸在加工進(jìn)程中會(huì)因?yàn)闄C(jī)械加工速度較大，致使其發(fā)生不均衡情況，進(jìn)而出現(xiàn)離心力，其的出現(xiàn)是導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)的關(guān)鍵因素，振動(dòng)頻次和遭受向心力影響的工件轉(zhuǎn)速幾乎無(wú)異。

其次，若機(jī)械自身存在不足，會(huì)致使強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)，往往和機(jī)械設(shè)施里旋轉(zhuǎn)要件有關(guān)聯(lián)，在其存在尺寸差錯(cuò)時(shí)，會(huì)致使各個(gè)要件間貼合不密切，進(jìn)而在加工進(jìn)程中喪失平衡，備受離心力影響，從而形成強(qiáng)迫振動(dòng)。

（3）自激振動(dòng)出現(xiàn)成因。這一情況出現(xiàn)頻率較多而且是一種十分猛烈的振動(dòng)。引發(fā)自激振動(dòng)出現(xiàn)的因素有很多。比如：加工材質(zhì)硬度散布不均衡，加工余量轉(zhuǎn)變等要素導(dǎo)致體系振動(dòng)，而在此基礎(chǔ)上還會(huì)致使道具和加工件間地點(diǎn)發(fā)生遷移，進(jìn)而形成切削力，出現(xiàn)自激振動(dòng)。

2 機(jī)械加工進(jìn)程中機(jī)械振動(dòng)處理對(duì)策

（1）關(guān)于強(qiáng)迫振動(dòng)處理對(duì)策。機(jī)械體系出現(xiàn)強(qiáng)迫振動(dòng)主要在于有著連續(xù)的外力影響。預(yù)防強(qiáng)迫振動(dòng)，要綜合常見(jiàn)振源、振動(dòng)展現(xiàn)規(guī)律等等率先明確振源類(lèi)別。此種振動(dòng)振源普遍源于外部，因此可利用環(huán)境實(shí)驗(yàn)、空轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)拾振等形式展開(kāi)判斷。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)拾振來(lái)講，其是運(yùn)用力、速度傳感器等搜集已有條件中機(jī)械加工進(jìn)程出現(xiàn)的振動(dòng)訊號(hào)展開(kāi)頻譜剖析，依據(jù)剖析結(jié)果明確具體振動(dòng)頻次。環(huán)境實(shí)驗(yàn)則是采用已經(jīng)確定體系外部環(huán)境里出現(xiàn)的振源，選在停機(jī)情況下對(duì)振動(dòng)訊號(hào)展開(kāi)搜集與剖析，從而挖掘影響源頻率成分且清楚其由來(lái)。對(duì)于空轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，其是依據(jù)加工需求的運(yùn)動(dòng)指數(shù)運(yùn)作沒(méi)有加工件的機(jī)械設(shè)施展開(kāi)振動(dòng)訊號(hào)搜集和剖析，且和具體加工進(jìn)程中頻譜圖展開(kāi)比較。確定出現(xiàn)強(qiáng)迫振動(dòng)振源以后，可使用下列手段：

第一，分離外部振源。在機(jī)械加工進(jìn)程中，把加工設(shè)施和油泵、電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力源間隔振源；可使用隔振材質(zhì)例如厚橡皮等把機(jī)床和地基分離，還可使用開(kāi)挖防振溝形式減少設(shè)施與地面間的關(guān)聯(lián)[2]。

第二，協(xié)調(diào)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(yù)防共振問(wèn)題。策劃?rùn)C(jī)械加工設(shè)施構(gòu)造時(shí)，杜絕讓系統(tǒng)中每一要件自有頻率和共振區(qū)相同；如果機(jī)械加工體系明確，利用協(xié)調(diào)激振力頻率來(lái)高效躲避體系自有頻率；加工進(jìn)程中使用轉(zhuǎn)變電動(dòng)機(jī)、主軸轉(zhuǎn)速等運(yùn)動(dòng)指數(shù)，和共振地區(qū)錯(cuò)開(kāi)。

第三，降低激振力。對(duì)于激振力出現(xiàn)原因來(lái)說(shuō)，是因?yàn)闄C(jī)械加工進(jìn)程中出現(xiàn)不均衡情況導(dǎo)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(yīng)自主均衡裝備，使用動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)均衡手段。另外，為提升傳動(dòng)體系可靠性，必須要確保設(shè)施質(zhì)量且提升裝置精細(xì)度。并且，相應(yīng)技術(shù)人員在機(jī)械加工開(kāi)始前與實(shí)施進(jìn)程中要對(duì)元件展開(kāi)均衡協(xié)調(diào)，這同樣是降低激振力的良好措施。

（2）自激振動(dòng)處理對(duì)策。第一，科學(xué)挑選道具幾何系數(shù)。工件和道具作用力是自激振動(dòng)出現(xiàn)的主要原因，要依據(jù)刀具幾何系數(shù)需求展開(kāi)科學(xué)挑選。在機(jī)械加工應(yīng)用的刀具幾何系數(shù)里，其前角與主偏角等幾何系數(shù)對(duì)自激振動(dòng)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(guò)程中，要合理加大主偏角和前角。另外，后角在符合需求基礎(chǔ)上要盡可能選小，以此實(shí)現(xiàn)緩解機(jī)械振動(dòng)的效果。

第二，科學(xué)擇選切削用量。所謂切削用量，具體涵蓋切削深度、進(jìn)給量還有速度三方面指數(shù)。其中任何一個(gè)指數(shù)加大，都能提升生產(chǎn)效率。單單增加一個(gè)指數(shù)，其余指數(shù)都隨之縮減。所以，要依據(jù)加工要求，對(duì)這些指數(shù)展開(kāi)科學(xué)搭配。加工進(jìn)程中，要盡可能選用比較淺的切削深度與較多的進(jìn)給量，同時(shí)配用低速或者高速切削，以此避免自激振動(dòng)。

第三，使用減震對(duì)策。機(jī)械體系本身的耐振屬性同樣是限制自激振動(dòng)的主要要素，要提升機(jī)械體系剛度，以此來(lái)化解自激振動(dòng)相應(yīng)強(qiáng)度。具體實(shí)踐對(duì)策為：針對(duì)接觸面實(shí)施預(yù)處置；調(diào)節(jié)傳動(dòng)體系軸承縫隙；針對(duì)運(yùn)作軸承增加相應(yīng)預(yù)緊力；提升頂尖孔打磨品質(zhì)。與此同時(shí)，還可使用減振裝備來(lái)接受與耗費(fèi)振動(dòng)過(guò)程中的能量。

3 結(jié)論

綜上所述，機(jī)械加工進(jìn)程中振動(dòng)種類(lèi)繁多且原因繁雜，相關(guān)人員要依據(jù)現(xiàn)實(shí)加工狀況，多視角全面剖析，有效確保機(jī)械體系加工品質(zhì)與加工進(jìn)程的合理性，從而提升作業(yè)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳雪菊，張超.機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（04）：79-80.

[2]龐單舒，王倩.機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（19）：73-74.

作者簡(jiǎn)介：楊君（1984-），男，河南駐馬店人，碩士，講師，從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方向的教學(xué)與科研。