机械加工过程中机械振动的原因及对策探析

许国庆　高亚健

摘要：伴随我国整体社会经济快速发展，以及科学技术水平不断提升，我国的机械加工行业已经取得了长足的进步，人们对于机械加工的精确度也有越来越高的要求。在整体加工流程中，机械振动对于加工的精确度具有直接性的影响。因此，为了确保产品精密度，有关人员应深入分析机械振动的产生原因及其控制对策。

关键词：机械加工;机械振动;原因;对策

1机械振动概述

1.1机械振动概念

机械振动，即质点或者物体在自身平衡的位置周边进行往复性有规律运动，振动量是衡量其强弱的关键指标，可以是物体振动的加速度、位移或者速度。

1.2机械加工过程中机械振动分类

在机械加工过程中，最常见的机械振动分类包含自由振动、强迫振动以及自激振动。①自由振动：在机械系统最初运行的过程中，会受到激振力影响，激振力会破坏机械系统的整体平衡，进而出现自由振动。然而此类振动会自然衰弱，影响较小。②强迫振动：机械系统在长期受到外界固定周期性影响时，会出现周期性、强制性的振动。③自激振动：相对其他振动，此类振动对机械加工危害更大。此类振动主要是由于周期性、交变力振动产生的振动，具有较高的频率。

1.3机械加工过程中机械振动危害

在机械加工过程中出现的机械振动会对整个加工过程及其涉及构件等都产生不同程度的危害，主要体现在以下几个方面：①危害操作环境：各类振动会引发大量刺耳噪声，会直接影响操作人员的身心健康，进而使其工作效率也有所下降。②危害工件质量：在机械加工过程中出现的各类机械振动会对加工件表面质量产生直接影响和危害，使其质量有所下降，加大其表面粗糙程度，甚至会产生纹路、瑕疵等。除此之外，机械振动还会致使工件和刀具间出现位移，进而严重影响加工的精确度。③影响生产效率：很多加工人员会通过降低切深、转速等方式，把切削的用量减少，以降低或者规避机械振动的发生，加之刀具使用寿命也会因振动而降低，需要加工人员对刀具频繁更换、研磨，最终降低了整体生产的效率。④危害切削刀具：刀具会受到振动的影响而无法正常进行切削，并受到交变切削力影响而增加切削热，使得刀具磨损加剧，严重时甚至会出现崩裂现象，使得刀具使用寿命被严重降低。⑤危害工装夹具及机床：工装夹具及机床会受到机械振动的影响而变得松动，使得间隙逐渐变大，从而使工装夹具及机床的磨损加剧，影响并降低了加工精确度，进而使工装夹具及机床使用的寿命也被降低，甚至会引发严重的加工事故。

2机械振动对机械生产加工的影响

由以上分析可知，引起机械振动的原因包括外界的干扰作用以及生产加工过程本身的误差。这些振动从一定程度上影响着机械生产加工进程，具有错综复杂又多种多样的妨碍作用。例如零件生产方面，其对精准度和技艺水平有着严格的要求，而机械振动过于频繁会影响到生产的质量以及精准度，直接降低了生产质量和效率并拖延生产进度。这些危害详细包括：降低生产零件的质量，降低机床加工刀具、工具的生产效率，影响操作环境。此外，由不同外界或内部原因引起的机械振动，对生产过程造成的影响也有差异。有些会使得零件表面凹凸不平，使零件出现一些奇怪的纹路而影响零件质量;有些会使得刀具和生产零件错位引起质量劣质等问题。一般来说，机械振动的产生可能是加工过程存在故障的标志，或者直接阻碍生产进程降低生产效率和质量。

在这基础上，因振动的原因导致机床的精准性也得不到保障，在不断地震动下导致机床和夹具的运动元件之间发生松动，从一定角度来看，随着缝隙的加大，也不断增大了机械的振动，从而导致机床生产和夹具的精准度下降，进一步影响实际生产工作。然而除了精准度下降之外，这些问题如果没有及时得到解决，让松动的元件和有了缝隙的运动元件之间不断地出现振动，进一步加速了机床和夹具的运动磨损和消耗，影响到整体的使用寿命。在实际的工作生产中，也会埋下重大的安全隐患伏笔，在影响生产质量的同时还会影响到安全生产，甚至会造成重大的安全生产事故。机械振动除了具有以上所述的危害外，还會影响到切割道具的使用。在整个生产加工过程中，精确地刀具切断工作有着至关重要的作用。然而，频繁的机械振动，会引起交变切削力，从而增加切削热，这会加快刀具的磨损和破旧进程，直接缩短了刀具的使用寿命。除此以外，其还可能导致刀具崩裂，使刀具无法正常进行切割，严重威胁着整个生产加工过程。在不同的外界或内部因素产生的机械振动作用影响下，生产加工过程的生产效率、质量以及工作环境都受着不同程度的影响。

3机械振动的利用和消除措施

3.1机械振动的利用

机械振动反映了机械的总体情况，及时发现机械的振动，辨别振动的类别，及时消除影响因素，可以进一步为生产质量和生产效率带来保障。在这一过程中，对于操作人员的要求相对较高，操作人员需要及时发现机械振动，辨别震动情况，进一步确定影响振动的实际因素，采取相应的检修措施。振动对于机械生产加工的过程中影响非常重大，在机械产生震动时进行检修，也可以为生产安全和生产质量带来保障。例如出现了振动时，一般都是采用较低的转速和切深来避免剧烈振动，而最正确的办法则是在振动出现之后及时查找原因，进而解决相关的问题。总而言之，机械振动反映着机械现今存在的故障因素，利用机械振动的原因和情况进一步提高机械的抗振动能力，提升机床的性能十分重要。

3.2机械振动的消除措施

机械振动的消除必须要对症下药，有的放矢，一般可以通过调整振型刚度比来达到一个振动消除的目的。同时，要整体提升机械的相关工艺系统，尤其是机床方面，要不断增强机床的稳定性和抗振动能力，加强装配质量，强化零部件频率，从而达到一个机床提升抗振动能力的目的。除此之外，利用合理的减振装置也十分重要。随着工业技术不断发展，相关减振设备也有较好的实际应用效果，可以有效减少振动，以减少振动对于实际生产中造成的质量、效率方面的影响。对于强迫振动控制的方面，要将整个生产工艺系统和阻尼进行提升，同时要尽量消除来自振源的激振力，较高速度旋转的一些零件应该在调整前和调整后进行两平衡，同时在齿轮等方面必须要提升其精准性和有效性。除此之外，还可以采取相关的隔振措施，例如用柔性连接机床的机身和电机，从而控制电机自身的振动。

结束语：在机械制造的过程中，机械加工作为其重要的环节，具有非常高的精度要求。机械加工的过程中机械振动的类型比较多，造成机械振动的原因比较复杂。通过对机械振动进行分析，寻找机械振动的源头，根据机械加工的实际情况，采取相应的改进措施，提高机械加工的效率和质量。

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（作者身份证号：1、210726199112015314;2、150426198902010510）