機械加工過程中機械振動的成因及解決措施

李曉峰

摘? ?要：在當前機械加工過程中，提升加工效率及質量屬于必然要求及任務，也是促使機械加工得以更好發展的基礎與前提，也就需要有效進行機械加工。在機械加工中，機械振動的發生對于機械加工質量會產生直接影響，因而需要相關工作人員解決機械振動問題，從而為更好進行機械加工提供有效基礎與保障。本文就機械加工過程中機械振動的成因及解決措施進行分析，以便更好消除機械振動，實現更好的機械加工。

關鍵詞：機械加工? 機械振動? 成因? 解決措施

中圖分類號：TP3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0064-02

就目前的機械加工而言，很多方面的因素都會對加工質量及效率產生影響，而機械振動就是其中比較重要的影響因素，因而需要有效解決這一問題，以保證機械加工的更有效進行，使加工要求得到滿足。因此，在實際加工生產過程中，相關技術人員需要對機械振動的成因充分認識及把握，針對這些成因，選擇有效的措施將機械振動問題解決，保證機械的正常使用，從而保證機械加工能夠取得更加滿意的效果。

1? 機械加工中的機械振動成因

1.1 機械加工中的自由振動成因

就目前機械加工實際情況而言，自由振動屬于機械振動中最為常見的一種，并且也是最簡單的一種類型。對于自由振動的發生，其原因主要就是在實施機械加工中切削力出現而致使這種波動出現，還有些情況下是在實際加工中由于外力影響而導致這種振動的出現。對于機械自由振動，一般而言都會自行減弱，因而在實際加工生產中對于產品并不會產生太大的影響，通常情況下不需要進行處理，但需要注意的一點就是自由振動的產生會引起自激振動產生，而這種振動對于機械加工影響比較大。

1.2 機械加工中的自激振動

在現代機械加工過程中，自激振動也是比較常見的一種類型，這種振動所指的就是在機械正常運行中有劇烈振動產生，對機械正常運行產生直接影響。對于自激振動現象的發生，其主要就是由于在實際進行機械加工過程中刀具與零件之間會存在一定摩擦，并且在較短時間之內會產生一定程度的變化，從而致使自激振動產生。若所加工的零件硬度比較大，則會導致刀具在實際應用中出現崩刀情況，導致自激情況產生，同時刀具質量較差也會致使自激振動產生。

1.3 機械加工中的強迫振動

對于機械加工中強迫振動的發生，其原因主要包括兩個方面，分別為外部因素與內部因素，其中外部因素主要是由于相關工藝系統缺乏成熟，具有一定缺陷存在。而對于內部因素，主要包括以下幾個方面：第一，離心慣性力影響因素，這一因素所指的主要就是在電動機高速運動過程中，其中的轉子、聯軸節以及砂輪等相關部件可能會導致整體的機械系統出現失衡情況，而這種失衡情況的發生會引發離心慣性力產生，從而導致強迫振動出現。第二，傳動機存在結構缺陷，在傳動機的旋轉零件實際裝配中，若缺乏合理性以及尺寸出現錯誤，則會導致干擾力產生，進而致使強迫振動出現。第三，工藝系統因素也會導致強迫振動產生[1-2]。

2? 機械加工中機械振動的有效解決對策

2.1 機械加工中自激振動的解決對策

在實際的機械加工過程中，對于自激振動的發生，在實際進行處理時，應當以設備自身為入手點，選擇有效措施進行處理，具體包括以下幾點。首先，對于刀具使用中的幾何參數需要合理確定，具體而言就是需要依據刀具使用需求對參數進行合理選擇，其中需要注意的問題就是將刀具前角系數以及主偏角系數確定，這是由于這兩個系數屬于自激振動產生的最關鍵影響因素，其中，前角所指的就是前刀面和基面之間存在夾角，而主偏角所指的就是在基面中主切削刃形成的與投影及進給方向之間的夾角。通常而言，在主偏角增加的情況下，前角也會有所增加，從而導致振幅有所減少，也就可以避免自激振動情況的發生。所以，在實際加工過程中應當注意將主偏角盡量增加，但需要注意的一點就是需要對前角大小進行有效控制，若前角過大，會導致刀刃強度降低，對刀刃會產生損害。其次，對切削用量進行合理選擇。對于切削用量而言，其中主要包括三個方面指標，分別為切削深度、進給量以及進給速度，這些指標之間存在密切關系，在其中一項指標變化的情況下，另外的指標也會產生一定變化。因此，為能夠使機械加工質量得到保證，需要對切削用量參數實行合理選擇。基于對自激振動的考慮，在實際設置中可將其切削深度適當降低，使進給量增加，且選擇適當的切削速度，從而使自激振動有效消除。此外，選擇科學合理的減振措施。在實際機械加工過程中，若機械體系的耐振性能比較理想，也能夠有效避免自激振動的發生，因而在實際加工過程中能夠可將機械體系剛度適當提升，從而對自激振動進行有效控制。首先，對于機械接觸面可以提前進行處理，常見的處理措施主要包括烤漆、噴涂以及鍍鋅等方式。其次，對于轉動體系中的軸承縫隙，需要合理進行調整，具體調整時需要依據實際生產中的相關標準。再次，對于運作軸承，可使其預緊力適當提升。第四，在對頂尖孔進行打磨時需要盡量使其質量得以提升。此外，還可以進行減振設備的配置，比如使用阻尼器，需要注意一點的就是需要合理選擇阻尼器的安裝位置，一般都是在振動比較強烈的一些地方進行安裝。

2.2 機械加工中強迫振動的解決對策

在機械加工過程中，為能夠使強迫振動以有效解決，需要從以下幾個方面入手。首先，選擇外部振源分離方式，在這一方面就是需要在實際進行機械加工中，對于相關動力設備應當進行適當隔離，從而消除振源影響，也可利用一些防振材料將振動設備隔離開，也能夠消除電動機振動的影響，這樣也就能夠使強迫振動消除。其次，可以對振源頻率進行合理協調，在這一方面主要就是需要注意對于機械振動頻率和機械加工整體體系振動頻率，應當避免兩者相同，這樣也就能夠有效避免產生共振情況，從而也就可以避免強迫振動的發生。此外，也可以選擇將系統阻尼增加的方式，保證系統增強剛度及穩定性，這樣一來也就可以有效避免系統振動情況的出現，從而防止強迫振動情況的發生。比如可以裝備阻尼設備，以阻尼材料進行噴涂及填充。但是，在這一方面需要注意的一點就是對于不同機械加工工件而言，需要選擇不同措施進行有效處理。若為機床主軸加工，則可以選擇電流變液阻尼器進行安裝;若為支撐零件加工，則就可以選擇適當的阻尼材料進行添加;若為承受彎曲振動的有關部件，則可以選擇粘性材料在其表面進行噴涂。這樣一來，也就能夠使系統結構剛度實現有效提升，使強迫振動消除，避免對加工產生影響，使機械加工質量能夠得到較好的保障[3-4]。

3? 結語

在現代機械加工過程中，為能夠使加工質量及效率得以保證，需要對各個方面的問題加強注意，而機械振動問題就是其中比較常見，也是比較重要的一種。因此，作為機械加工技術人員，需要對機械振動問題加強認識，掌握其發生的因素，在此基礎上以針對性的對策將機械振動問題有效解決，從而實現更理想的機械加工，滿足實際需求。

參考文獻

[1] 楊君.淺談機械加工過程中機械振動的成因及解決措施[J].山東工業技術，2018（19）：32.

[2] 龐應哲，馬曉紅.機械加工過程中機械振動的成因及解決措施[J].建材與裝飾，2018（34）：212.

[3] 陳永生.機械加工過程中機械振動的成因及對策分析[J].中國設備工程，2018（12）：88-89.

[4] 張春雨.探討機械加工中機械振動的成因及改進途徑[J].山東工業技術，2019（3）：39.