机械制造过程中机械振动的解决措施探讨

刘鑫

摘 要：机械加工过程中，工艺系统振动是一种常见的现象，会影响加工质量和降低生产率，甚至会使切削不能继续进行，对切削加工非常不利。若加工中产生了振动，刀具与工件问将产生相对位移，会使加工表面产生振痕，严重影响零件的表面品质和性能;振动使刀具受到附加动载荷，加速刀具磨损，有时甚至崩刃;同时振动使机床、夹具等的连接部分松动，从而增大间隙，降低刚度和精度，缩短使用寿命，严重时甚至使切削加工无法继续进行;振动中产生的噪声还将危害操作者的身体健康。为减小振动，有时不得不降低切削量，使机床加工的生产效率降低。因此，研究分析机械加工中的振动原因和特性，寻求控制振动的有效途径是很有必要的。

关键词：机械加工;机械振动;解决措施

0.前言

机械加工中的振动是一种十分有害的物理现象，在分析机械加工中各种振动产生的原因和特性时，提出了相应的减振措施。在实际生产中，合理采用这些措施对保证零件表面品质、提高生产率有着积极的意义。

1.机械加工过程中机械振动的原因

机械加工过程中产生的振动主要可以分为强迫振动、自由振动和自激振动，具体的原因分析如下：

1.1强迫振动的原因

在进行削磨的过程中，皮带和电动机产生的相互作用力，会产生机械振动。不同规格的皮带和电动机，产生作用力引发的震动频率的大小是不一样的。强迫振动如果较大会影响加工产品的质量，在加工产品的过程中精度会降低，这样生产出来的产品会达不到精细的程度。这种振动的影响因素很多，在解决这类振动问题时，要考虑的面面俱到，这样才能使强迫振动降到最低。强迫振动主要包括系统内部和外部两个方面原因，内部因素的影响有地基振动和液压部分。外部因素的影响主要包括三个方面：首先。由于系统工作会产生离心力，会使工件会失衡从而产生强迫振动现象。其次，如果系统的旋转机构存在问题，在工作过程中旋转产生的干扰力，在机械加工过程中也会导致强制振动。最后，机械加工过程如果存在间断性。加工部件互出现晃动，相互作用力的出现，最终也会导致强迫振动。

1.2自由振动的原因

自由运动对机械加工的产品影响比较微小。例如：用机械对产品进行切削的过程中，由于产品材料硬度不是特别均匀或工件表面比较粗糙，机械就会发生自由振动，由于阻尼作用产生，振动会迅速降低，所以在机械加工过程中对产品的影响很小。但是自由振动在一定条件下会转化为自激振动，这样就会使得机械在加工过程中振动的频率迅速上升，为了避免转化为自激振动，也不可完全忽视自由振动。

1.3自激振动的原因

自激振动产生的原因很多，但主要有四个方面。第一，在机械加工过程中，加工的产品由于系统运转过程的操作，会掉落一些产品的碎屑。如果不及时清理出这些产品碎屑，时间越长，碎屑的数量会越积越多，会对后续加工的产品会产生阻碍，加大造成摩擦，从而引起自激振动;第二，如果加工的材料本身就存在问题，那么在加工过程中，会影响加工的效果。不仅会使产品加工增加难度，也会损害加工设备，造成加工零部件性能变差，那么在机械加工过程中产生自激的振动;第三，机械加工设备在没有加工产品前挑食的不是太好，使得个别加工零件之间连接不紧密，也会产生自激振动;第四，加工的产品与机床不匹配，如刀片过长，而机床是小型的，那么就不能负担起长的刀片，在加工生产的过程中会产生自激的振动。自激振动的产生是对产品的加工影响最大的因素。因此，解决这种振动是提高机械在产品加工的精度和质量的前提条件。

2.机械加工过程中机械振动的解决措施

自由振动对机械加工过程中机械振动的印象比较小，所以下文主要介绍强迫振动和自激振动的解决措施。

2.1强迫振动的解决措施

在机械加工过程要想降低强迫振动出现的频率，就要找到引发强迫振动的原因，对症下药才能解决根本问题。首先，降低激振力。在机械加工过程中存在不平衡问题，这就会导致激振力的产生。要想降低不平衡问题对系统的影响。首要要保证砂轮、刀盘以及电动转子等高转速的元件的平衡性，确保在加工过程中平衡性。其次，外来设备工作时的振动也会影响本设备的振动。在进行机械加工时，设备之间的间距要和理，并用防震的材料是设备之间进行隔离，这样就可以有效降低外来振动对设备的影响。最后，提高系统阻尼的系数。提高阻尼可以在机床的主轴上安装阻尼器、在支承件上安装混凝土等阻尼材料。

2.2自激振动的解决措施

自激振动是由系统内部产生的，因此要从系统内部构建的优化着手解决自己振动问题。在机械加工过程中，根据机械加工条件的不同，合理地选择合切削量和速度，合理选择刀具的型号，都能够有效的减小甚至消除自激振动的发生频率，也可以延长机械刀具的使用寿命。

3.结语

总而言之，機械加工过程中机械振动在加工生产过程中是一种比较常见的现象。引起机械振动的原因要有强迫振动、自由振动和自激振动。而自由振动对机械振动的影响比较微小，所以在解决机械振动的问题上，要从强迫振动和自激振动上入手。寻找合理的方式，是提高产品效率和质量的保证，对机械加工有重要的意义。

参考文献：

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