浅析机械加工过程中机械振动的原因及对策

戴瓅伟

摘 要：对机械加工过程中的机械振动的原因进行分析，并针对振动类型的不同而进行的改造方案进行深入的研究和探讨。

关键词：机械加工；机械振动；自激振动；受迫振动

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.006

1 前言

众所周知，在机械加工的过程中，存在着一个普遍的现象那就是机械振动，其实，机械振动是由多方面的因素造成的。因此，在技工过程中，产生的机械振动危害性是非常大的，它将会影响到机械加工的效率与速度，甚至会影响大加工出来的产品的质量，最后导致生产无法进行下去。若机械加工中生产出残次品和废品，将会造成浪费。所以，应根据机械加工中出现的振动类型和产生的原因加以分析，采取有效的手段来降低或消除振动，从而提高机械生产的效率和质量。

2 机械振动的分类

振動是一种特殊的运动形式，指的主要是物体在平衡的位置进行的往复的运动。不管进行何种的机械加工生产，再加工的过程中机械设备都会产生各种各样的振动。因为振动的物体是机械结构，这种运动又称为机械振动。机械振具有周期性的特点，在切割的过程中，机械设备加工的过程中，刀具切割工件时会产生相对运动。有很多的人认为，切削用量降低了，就可以通过减少摩擦从而来减少机械振动。使机械加工的基本工作性能得不到根本的保证，还会削弱刀具和设备的耐用度，减少了使用寿命。还会形成噪声污染。在长时间的分析和实践中，按照机械振动产生的原因来分可以分为三类：自由振动、受迫振动和自激振动。

3 机械振动产生的原因及解决措施

3.1 受迫振动的成因

受迫振动是机械加工中比较常见的振动。机械加工过程当中一旦受到外界的干扰就会产生受迫振动，这种影响是周期性的，这会导致设备出现强烈的受迫振动。而且只要有外力的干扰，这样的振动就不会停止。受迫运动有着干扰力不会随受迫运动的影响发生改变，受迫运动的频率和外界的频率有一定的联系。当外界干扰力的频率和机器的固有频率一致的时候，就会出现共振。

3.2 受迫振动的解决措施

在机械加工过程中，受迫振动有着巨大的危害。为了减少并尽最大的可能去消除机械振动产生的生产质量低下还有生产效率低下的问题，必须要采用强有效的措施。第一要做的是，找到振源并及时的去检查修理设备，确保每个设备都有正常的运行状态，同时要做到是保证设备的平衡，加强对设备的检查，并要专门让人负责清理设备里面的灰尘、杂志。第二，避免激振力的频率接近机器的固有频率，从而可以更有效的去减少电动机本身固有的振动，还要用隔离的办法来使得电机和床身相互的分离开来，做到互相不影响。第三，还要保证机械设备轴承的精准度和平衡性能，尤其是在机械设备的流水作业中，轴承偏动和平衡都会影响设备的运行速度、运转质量，所以在机械设备的日常采购和维护。第四，通过隔振措施来控制振动。在加工过程中，可以将机床和液压部分进行隔离或者将床身和电机部分之间用柔性连接的方式进行连接，从而减少振动；也可以用橡胶设备和木头等与机床隔离；还可以利用防振沟来阻隔地面上的设备振动传递给机床。第五，减少或消除激振力。转速为600r/min的零件需要被平衡，尤其是高速旋转的零件，主要原因是因为零件表面不平或磨损不均等情况使得猪油振动。所以，要将新的砂轮进行修整使其能够平衡。在加工过程中，需要提高齿轮的各种精度和齿轮工作的平衡性。最后使周期性冲击能够得到缓解，减小噪声的产生；还可以提高滚轴的装配精度，减少由于滚轴的缺陷而带来的振动。

3.3 自激振动的成因

在机械加工过程中，由于自激振动而产生的危害也是不容忽视的，它指的是在加工设备中的运转而产生的振动，具有周期性，发生在系统的内部， 这种危害是非常大的。这种振动只会增加而不会减少，若加工过程中出现自激振动，那么将会无法消除，将会一直存在于系统内部。这种振动的能量将会一直累加，有可能这种能量会和系统内部的能量消除，也有可能消除的能量大于新产生的能量，但是能量还是一直累加。目前，产生自激振动的原因还是相当复杂的，对于如何控制自激振动，人类还在一直进行探索和实践。

3.4 自激振动的解决措施

由于在即震动不会受到外界因素的干扰，它属于系统本身产生的振动，这中振动具有非线性的特点，自激振动不会关系到初始条件，振动的频率差不多等于系统本身的振动频率。总体而言，以下几种方案可以在整体上减少由于自激振动而带来的危害：（1）应该选择合适的切削用量，切削用量包括切削速度、进给量与切削深度。决定刀具寿命的因素是切削速度，随着切削速度的提高，相应的切削温度也将会升高，从而使得刀具的寿命明显缩短，因为加工不同的硬件，硬件的硬度不一样，所以，切削的速度也将会不同。（2）选择刀具几何角度时要合理，正交平面内的前角与后角是基本角度；切削平面内的刃倾角；基面的主偏角与副偏角等各种刀具几何角度。（3）提高机械设备的准确度，定时为机械设备进行维修和保养，尤其是精确分析轴承。（4）吸振器的运用，利用弹性元件将质量块加到系统上，目的是让弹性元件的力来抵消系统激振力，最终减少振动。

4 结语

综上所述，分析机械加工过程中产生的机械振动并进行有效的解决，可以有效保证生产的质量效率。本文提到的几种解决措施希望可以为我国机械行业的发展有所帮助。

参考文献：

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