機械加工過程中機械振動的成因及解決措施探討

王喆

[摘要]機械加工過程中，機械振動是較為常見的。如果機械設備在運行中產生振動，必然會有負面影響，不利于企業的生產，降低產品的質量，而且機械壽命會縮短，企業的經營利潤降低。機械加工的過程中一旦產生振動，就需要采取有效的措施解決，以提高產品的質量和生產效率。本論文針對機械加工過程中機械振動的成因及解決措施展開研究。

[關鍵詞]機械加工過程 機械振動 成因 解決措施

引言：

當前的市場競爭日益激烈，對于加工件有很高的質量要求。采用機械加工的方法，會對加工件間產生摩擦，就會出現振動，必然會對加工件造成損傷，降低其應用價值。這就需要重視機械加工中所產生的振動問題，對于相關的問題進行分析，提出相應的解決措施。

一、機械加工過程中產生振動的主要原因

（一）機械加工過程中產生自由振動的主要原因

其一，機械加工中，機械設備上的刀具的反復運動，使得加工件增加了切削力效果，當切削力發生轉變，就會產生振動。

其二，機械加工的過程中，受到外力的作用有沖擊力產生，就會產生自由振動。機械加工中自由振動是不可避免的，主要是由于力的作用下產生的。但是，如果自由振動中沒有增強外力，就說明有阻力存在，使得振動逐漸削弱。由于各種外在因素干擾導致的自由振動是不容易被消除的。因此，找到導致自由振動的主要因素，就需要采取措施解決，否則會對加工件品質造成影響。

（二）機械加工過程中產生強迫振動的主要原因

其一，機械加工過程中產生強迫振動，主要是由于離心慣性力的作用下產生的。機械加工中，由于加工的速度大，包括皮帶輪、轉軸以及部分回轉工件都會不同程度的影響，出現不均衡的狀況，就會有離心力出現，由此造成強迫振動。

其二，如果機械自身有缺陷存在，產生強迫振動是必然的。通常而言，與往機械設備存在關聯性，當設備處于運轉狀態的時候，由于部件的規格上存在誤差，各個要件之間沒有密切貼合，在機械加工的過程中就會失去平衡。

（三）機械加工過程中產生自激振動的主要原因

機械加工過程中如果產生非常激烈的振動，就需要認真分析，因為產生這種現象的因素是比較多的。比如，加工材質的硬度散布不夠均勻就會產生激烈的振動，甚至會造成刀具和加工件間遷移，就會有切削力形成，因此就會有自激振動產生。

二、機械加工進程中處理機械振動的有效對策

（一）機械加工進程中對自由振動和強迫振動的處理策略

當機械加工進程中產生自由振動的時候，需要對切削力調整到合適的狀態，就可以解決自由振動的問題。如果采用了這種方法依然存在振動，就要考慮外力因素，對加工環境以及機械部件進行檢查。強迫振動主要是受到外力的影響。無論是自由振動，還是強迫振動，都要以預防為主，對較為常見的振源以及振動的規律進行分析，將振源歸類，通過實驗的方法，利用環境實驗、空轉實驗等等方法對振動做出判斷。

在機械加工現場使用傳感器搜集振動訊號，對振動頻次進行分析，確定振源之后，可以采用如下的方法。

其一，對外部的振源進行分離。在機械加工中，使用動力源間隔振源，包括各種加工設施、電動機以及油泵等等都可以發揮作用。使用隔振材質也可以間隔振源。比如，使用厚橡皮墊在機床下面，與地基隔離，也可以開挖防振溝，使得設施離開地面，就可以在一定程度上減弱振動。

其二，對振源頻率做好協調工作。采用這種方法可以避免激振力的作用下產生的共振現象。對機械加工設備進行制造時候，各個要件的自有頻率不可以與共振區等同。在機械加工體系已經明確的情況下，要做好激振力頻率的協調工作，避免自有頻率產生。在機械加工的過程中，要調整好電動機的運轉速度，與共振地區錯開，避免產生強烈的振動。

（二）機械加工進程中對自激振動的處理策略

其一，機械加工進程中處理自激振動，要對刀具幾何系數合理選擇，因為工件的作用力和刀具的作用力是產生自激振動的主要原因。選擇的過程中，需要根據刀具幾何系數以及實際需求選擇。

機械加工中所使用的刀具幾何系數中，自激振動干擾性最強的的是偏角的幾何系數，隨著主偏角的加大，前角就會有所增加，導致振幅降低，就會在加工中產生振動。切削操作中，將主偏角和前角合理加大，就不會有振動現象產生。將后角減小，使其符合基礎要求，對于機械振動可以起到緩解的作用。

其二，對切削用量要科學擇選。切削用量，就是指切削深度、進給量、切削的速度等指數。隨著指數的加大，生產效率就會提高。如果僅僅是增加一個指數，其他的指數就會相對減小，很有可能導致振動。為了避免振動現象發生，就需要對每個指數合理搭配。在機械加工的過程中，切削深度要盡可能淺一些，進給量多一些，切削的速度要適中，可以有效地避免自激振動現象產生。

其三，機械加工中采用減震對策。機械加工的過程中，機械體系本身就有一定的耐振屬性，同時也是自激振動的限制性要素。要將機械體系的剛度提升，將自激振動的強度減弱，就可以避免振動。在具體的實施中，需要對接觸面采用預處置的方式，對于傳動體系軸承間隙進行調節，運作軸承的預緊力需要增加，頂尖孔的打磨要細致，提高其品質。

結束語：

綜上所述，在機械加工的過程中產生振動是在所難免的。振動的種類很多，而且產生振動的原因繁雜。對于振動問題的處理中，要結合機械加工的實際狀況，從多個角度分析，保證加工的品質，提高加工作業的效率。