机械加工过程中机械振动的成因及解决措施

何昊轩

（成都理工大学 核技术与自动化工程学院，四川 成都 610059）

机械加工过程中机械振动的成因及解决措施

何昊轩

（成都理工大学 核技术与自动化工程学院，四川 成都 610059）

随着我国工业行业的不断发展，传统的工业加工技术已逐渐被数控机床技术所取代，并使工业生产实现了精确、方便、快捷的生产模式。但是，其加工生产过程仍存在部分干扰因素，如常见的振动因素，机械在加工过程中产生的强烈振动会给正常生产过程带来一定不良影响，并给整个机械加工效率带来干扰。因此，文章针对机械加工过程中机械振动的成因展开分析，并提出相关解决措施。

机械加工；成因；解决措施

机械加工是一项对加工精准度、精细度要求极高的加工工程，若机械在加工过程中出现振动现象，会直接导致加工刀具出现位移问题，使得产品在生产过程中出现外观振痕，对产品加工质量造成一系列问题。另外，机械加工振动还会直接导致加工系统受到工件反作用力，引起刀具出现磨损现象，严重可直接导致刀具出现崩刃，使得机械加工机床系统受到损坏，机床难以正常运行。这表示机械在加工过程中，需合理使用各个设备，按照规范的操作方式降低机械振动几率，这是解决机械振动现象的重要举措。

1 机械加工过程中产生机械振动的成因分析

（1）强迫振动的外因与内因。强迫振动是机械加工过程中十分常见的振动现象，该振动因素可分为外因与内因，但综合整体来说多以内因常见，导致机械加工过程中出现强迫振动的主要因素可包括：①机床的回传件存在不平衡问题，使得机械的离心力偏移，出现了周期变化，导致这一现象的主要因素是由于卡盘和皮带轮回转在运行过程中出现不平衡现象所致。②因机床本身的传动零件存在缺陷问题使得轴传动力发生变化。如较为常见的因塞铁间隙过大或者刀架部件在运行过程中出现松动现象均会改变轴传动力。③切削力的运行过程出现切削不均使得机械发生强迫振动。而机械加工过程中引发外部振动因素的都是由地基振动所导致，例如机械设备中的冲压机械，该机械在加工时会出现明显的地基振动现象，使得机械加工过程出现强迫振动。

（2）机械振动中的自激振动。自激振动在机械加工过程中的发生因素主要是由相互作用力所引起，其主要因素可包括这些：①机械加工时，切削与其他刀具或者工件出现了摩擦，使得摩擦力引发了机械加工的振动现象。②机械加工的内部工件硬度不同，使得在加工过程中刀具发生崩刀现象，引发了自激震荡。③机械加工时各个器具安装问题引起，如刀具在安装时未安装稳固，使得器具在加工过程中发生颤动，引发自激振荡。④机械加工在加工细长轴类的工件时因机械刚性问题，使得工件表面出现波纹现象，从而引发自激振荡问题。⑤机械在加工过程中因切削量不合理使得机械出现自激问题。

2 机械加工过程中机械振动的解决措施

（1）降低强迫振动的有效措施。降低机械加工过程中的强迫振动可从两个方面进行改善，①对振动的源头因素采取防控措施。针对机械设备中运转速度高的各个器件在使用前进行平衡测试，如对砂轮器件，这类器件通常运转速度极高，器件表面又是以磨砂状为主，砂粒非常不均匀，在高速旋转时会因受到不同程度的磨损，使器件表面不再平整，最终导致砂轮在高速运转过程中出现振动，对主轴带来损害。对此，机械在使用前，需对砂轮的平整状况进行监测，并对不平整部位进行修整，确保砂轮运转的稳定，减少振动问题。另外，还可选择合适机械运行的传动带来减少加工过程的振动问题。②采用隔振材料进行改善，在外部因素的强迫振动上，可通过使用隔振材料来减少机械加工的外部振动给设备工件造成的不良影响，在机械加工过程中可在设备与地面之间垫一层隔振策略，或者垫其它的弹性材料，尽可能的减少强迫振动给工件带来的损害。③通过提高系统阻尼对来减少机械加工产生的强迫振动，首先，需从改善机械设备的稳定性着手改善，并提高阻尼系数，使振动问题得到解决。如，可通过安装阻尼器来增加阻尼，在机械主轴部位安装阻尼材料，提高设备运行过程中的稳定性。

（2）减少自激振动的有效途径。机械加工过程中机械自激振动的问题可从两个方面进行改善：①选择合适的机械刀具几何参数，从以往机械加工过程中机械发生振动的因素来看，刀具的几何参数对机械加工振动有着极大影响，因此，在选择机械加工刀具时，需对各个刀具的集合参数做到完全了解，从而选择合适的刀具类型。在机械振动因素上，刀具几何参数中的前角是引发刀具出现振动的重要因素，其次则为主偏角，该几何参数的刀具与机械加工过程中发生振动的问题是呈现正比关联，而前角则是反比。因此，在选择集合参数刀具时，合理的选择能够极大减少机械加工的机械振动问题。②改善加工机械工艺，机械加工过程中，若忽视了机械本身的抗振问题，也会给机械加工过程造成振动问题，对此，为了减少振动现象，需加强对机械工艺本身性能的改善，对各个机械运转的接触面加强刚度的提升，对工件表面做好打磨工作，对轴承与主轴之间的缝隙做好控制，提升预紧力。

综上所述，机械加工过程中导致机械发生振动的原因较多，这些因素不仅给机械加工的生产效率带来了直接影响，也给机械工件的性能与质量带来了损害，因此，当机械设备在加工过程中出现振动现象时，需对各个振动原因进行排查，找到根本因素，对其进行针对性的改善，减少振动现象，使机械加工更具保障。

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［2］李东，傅晓阳.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施研究［J］.绿色环保建材，2016，13（10）：213.

［3］花磊，刘展.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施［J］.黑龙江科技信息，2015，14（16）：135.

Causes and Solutions of Mechanical Vibration in Machining Process

HE Hao-xuan

（School of Nuclear Technology and Automation，Chengdu University of Technology，Chengdou，Sichuan 610059，China）

With the continuous development of China's industry，the traditional industrial processing technology has gradually been replaced by CNC machine tool technology，and has realized accurate，convenient and efficient mode of industrial production. However，there are still some interference factors in the production process，the common factors such as vibration，and strong mechanical vibration generated during processing will bring some adverse effects to the normal production process，and brings interference to the whole machining efficiency.Therefore，this paper analyzes the causes of mechanical vibration in the process of machining，and puts forward relevant solutions.

mechanical processing；causes；Solutions

TB533.1

A

2095-980X（2017）01-0043-01

2016-12-23

何昊轩（1992-），男，四川攀枝花人，大学本科，主要研究方向：机械工程。