機(jī)械加工中機(jī)械振動的原因及解決措施

李永成

摘 要：近年來，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國科技水平的提升。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，整個機(jī)械行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，而社會對于機(jī)械加工精度的要求也在不斷提升。在實際進(jìn)行機(jī)械加工的過程中，機(jī)械加工精度會受到機(jī)械振動的直接影響。鑒于此，為了充分保障機(jī)械產(chǎn)品的加工精度，非常有必要針對機(jī)械振動產(chǎn)生原因及控制措施進(jìn)行探討。本文就機(jī)械加工中機(jī)械振動的原因及解決措施展開探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;機(jī)械振動;成因;解決措施

0 引言

在當(dāng)前機(jī)械加工過程中，提升加工效率及質(zhì)量屬于必然要求及任務(wù)，也是促使機(jī)械加工得以更好發(fā)展的基礎(chǔ)與前提，也就需要有效進(jìn)行機(jī)械加工。在機(jī)械加工中，機(jī)械振動的發(fā)生對于機(jī)械加工質(zhì)量會產(chǎn)生直接影響，因而需要相關(guān)工作人員解決機(jī)械振動問題，從而為更好進(jìn)行機(jī)械加工提供有效基礎(chǔ)與保障。

1 機(jī)械振動的原因

（1）受迫振動。這種振動主要是由于外界規(guī)律性干擾因素所致，其長期存在，是機(jī)械加工的潛在隱患。如若發(fā)生這種情況，就需要相關(guān)專業(yè)人員對機(jī)械加工的多個方面進(jìn)行綜合分析，不僅僅是機(jī)床本身，還包括工件及所使用的刀具，都可能是產(chǎn)生這種振動的原因。

（2）自由振動。自由振動是機(jī)械振動的一種，也是機(jī)械振動中危害比較小的一種。機(jī)械振動自由振動產(chǎn)生的主要原因是自身機(jī)械原因，機(jī)械系統(tǒng)在工作過程中會受到自身工作作用力、彈力因素以及本體重力的影響而出現(xiàn)自由振動現(xiàn)象。換言之，機(jī)械自由振動產(chǎn)生是由自身慣性以及原件彈性引起的。例如，簡諧振動的產(chǎn)生就是一常見的自由振動。

（3）強(qiáng)迫振動。對于機(jī)械加工中強(qiáng)迫振動的發(fā)生，其原因主要包括兩個方面，分別為外部因素與內(nèi)部因素，其中外部因素主要是由于相關(guān)工藝系統(tǒng)缺乏成熟，具有一定缺陷存在。而對于內(nèi)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(jī)高速運動過程中，其中的轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸節(jié)以及砂輪等相關(guān)部件可能會導(dǎo)致整體的機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)失衡情況，而這種失衡情況的發(fā)生會引發(fā)離心慣性力產(chǎn)生，從而導(dǎo)致強(qiáng)迫振動出現(xiàn)。第二，傳動機(jī)存在結(jié)構(gòu)缺陷，在傳動機(jī)的旋轉(zhuǎn)零件實際裝配中，若缺乏合理性以及尺寸出現(xiàn)錯誤，則會導(dǎo)致干擾力產(chǎn)生，進(jìn)而致使強(qiáng)迫振動出現(xiàn)。第三，工藝系統(tǒng)因素也會導(dǎo)致強(qiáng)迫振動產(chǎn)生。

2 機(jī)械加工中機(jī)械振動的有效解決對策

（1）控制激振力、振源頻率以及區(qū)域震動。第一，控制激振力。在機(jī)械加工過程中，機(jī)械運轉(zhuǎn)存在速度差，這就是激振力產(chǎn)生的本質(zhì)。基于此，需要有效控制機(jī)械運轉(zhuǎn)的速度，盡可能地縮小這一速度差，保證整體運轉(zhuǎn)速度恒定，從而避免機(jī)械運轉(zhuǎn)期間的外力產(chǎn)生。在加工過程中，借助相關(guān)設(shè)備對加工設(shè)備的相關(guān)部分進(jìn)行測試，如電機(jī)轉(zhuǎn)子，對其平衡性進(jìn)行測試，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時進(jìn)行加工作業(yè)。另外，也可通過控制傳送裝置的規(guī)格以增強(qiáng)其自身穩(wěn)定性，從而為加工作業(yè)提供保障。第二，控制振源頻率。機(jī)械加工過程中，整個系統(tǒng)會以一個恒定的頻率運行，技術(shù)人員需要根據(jù)實際情況，結(jié)合設(shè)備運行規(guī)律，對其頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而減少頻率問題所致的共振現(xiàn)象。第三，控制區(qū)域振動。受迫振動的能源可能是由于其所在區(qū)域內(nèi)的其他振動所產(chǎn)生，針對這一問題，需要加工人員及時處理好加工區(qū)域的振動情況，通過遠(yuǎn)離、清理等方式進(jìn)行有效控制，從而為整個加工作業(yè)提供充分保障。從總體上來看，無論是對激振力的控制還是對震源頻率的控制，還是對控制區(qū)域整體的控制，都是從不同的振動引發(fā)節(jié)點出發(fā)開展控制工作的一項重要嘗試。也是切實起到控制振動作用的有效方法。

（2）自激振動控制措施。1）合理調(diào)整振型剛度比：不同加工材料阻尼會存在較大差異，因此針對機(jī)床立柱以及床身等一些支撐件通常情況下會利用鑄鐵進(jìn)行制造，以此來有效抑制自激振動。另外還可以通過有效提升機(jī)械系統(tǒng)剛度來有效抑制自激振動;2）科學(xué)選擇切削用量：切削速度會對刀具使用壽命產(chǎn)生巨大影響，因此在加工過程中針對不同加工工件需要合理的控制切削速度。另外，還可以充分結(jié)合切削內(nèi)容來合理選擇幾何角度，保證切削加工的穩(wěn)定性。

（3）強(qiáng)迫振動的控制辦法。對于強(qiáng)迫振動的控制，可以采取以下方法進(jìn)行：首先，可以采取降低振源或者消除振源激振力的方法控制強(qiáng)迫振動。在進(jìn)行機(jī)械加工過程中，機(jī)械加工人員要做好轉(zhuǎn)速控制工作，保證機(jī)械技工中工件的轉(zhuǎn)速控制在600轉(zhuǎn)/min。控制機(jī)械加工轉(zhuǎn)速是防止工件在加工中受到工件本身存在的砂礫造成的磨損影響，從而出現(xiàn)強(qiáng)迫振動現(xiàn)象。另外，工作人員在進(jìn)行機(jī)械加工過程當(dāng)中也要及時更換機(jī)械砂輪。其次，采用接觸剛度、消除間隙以及提升接觸面精度等方法提升機(jī)械系統(tǒng)的頻率以及方法。

（4）合理選擇刀具，科學(xué)布置加工設(shè)備。刀具是進(jìn)行機(jī)械加工時發(fā)揮重要作用的工具。不同的刀具型號和規(guī)格在實際應(yīng)用效果上也有所不同，在具體開展機(jī)械加工的過程中，需要技術(shù)人員針對不同的作業(yè)需求選擇合適的刀具進(jìn)行應(yīng)用。一方面要滿足加工的實際需求，另一方面也應(yīng)當(dāng)對刀具應(yīng)用中可能產(chǎn)生的振動問題進(jìn)行分析，從基礎(chǔ)環(huán)節(jié)盡可能避免振動現(xiàn)象的產(chǎn)生。因為這種振動一旦產(chǎn)生，將會對機(jī)械加工產(chǎn)生持續(xù)的作用。因此，必須從其本質(zhì)入手，從根本上剔除這類振動。加工期間，對刀具的屬性、工件以及機(jī)床的排放進(jìn)行合理處理，以規(guī)避自激振動振源，從而規(guī)避這種振動所產(chǎn)生的危害。以刀具的選擇為例，加工時，刀具的選擇是一項專業(yè)較強(qiáng)的工作，需要根據(jù)加工工件的特性以及加工標(biāo)準(zhǔn)合理選擇刀具，如刀具的紋路、刀具的尺寸等等，這都與自激振動的發(fā)生有一定的關(guān)系。同時，加工時刀具與工件的角度亦是一大關(guān)鍵點，因為不同的加工需求，對刀具的角度都有一定的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，否則就會產(chǎn)生一定的破壞力，也就是誘導(dǎo)自激振動的發(fā)生。因此，技術(shù)人員要確保角度合理。此外，還包含工件的擺放、機(jī)床的擺放等等，都需要依據(jù)機(jī)械原理合理布置，從而有效規(guī)避自激振動。

3 結(jié)語

作為機(jī)械加工技術(shù)人員，需要對機(jī)械振動問題加強(qiáng)認(rèn)識，掌握其發(fā)生的因素，在此基礎(chǔ)上以針對性的對策將機(jī)械振動問題有效解決，從而實現(xiàn)更理想的機(jī)械加工，滿足實際需求。

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