淺析機械加工過程中機械振動的原因及對策

戴瓅偉

摘 要：對機械加工過程中的機械振動的原因進行分析，并針對振動類型的不同而進行的改造方案進行深入的研究和探討。

關(guān)鍵詞：機械加工；機械振動；自激振動；受迫振動

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

1 前言

眾所周知，在機械加工的過程中，存在著一個普遍的現(xiàn)象那就是機械振動，其實，機械振動是由多方面的因素造成的。因此，在技工過程中，產(chǎn)生的機械振動危害性是非常大的，它將會影響到機械加工的效率與速度，甚至?xí)绊懘蠹庸こ鰜淼漠a(chǎn)品的質(zhì)量，最后導(dǎo)致生產(chǎn)無法進行下去。若機械加工中生產(chǎn)出殘次品和廢品，將會造成浪費。所以，應(yīng)根據(jù)機械加工中出現(xiàn)的振動類型和產(chǎn)生的原因加以分析，采取有效的手段來降低或消除振動，從而提高機械生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

2 機械振動的分類

振動是一種特殊的運動形式，指的主要是物體在平衡的位置進行的往復(fù)的運動。不管進行何種的機械加工生產(chǎn)，再加工的過程中機械設(shè)備都會產(chǎn)生各種各樣的振動。因為振動的物體是機械結(jié)構(gòu)，這種運動又稱為機械振動。機械振具有周期性的特點，在切割的過程中，機械設(shè)備加工的過程中，刀具切割工件時會產(chǎn)生相對運動。有很多的人認為，切削用量降低了，就可以通過減少摩擦從而來減少機械振動。使機械加工的基本工作性能得不到根本的保證，還會削弱刀具和設(shè)備的耐用度，減少了使用壽命。還會形成噪聲污染。在長時間的分析和實踐中，按照機械振動產(chǎn)生的原因來分可以分為三類：自由振動、受迫振動和自激振動。

3 機械振動產(chǎn)生的原因及解決措施

3.1 受迫振動的成因

受迫振動是機械加工中比較常見的振動。機械加工過程當中一旦受到外界的干擾就會產(chǎn)生受迫振動，這種影響是周期性的，這會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)強烈的受迫振動。而且只要有外力的干擾，這樣的振動就不會停止。受迫運動有著干擾力不會隨受迫運動的影響發(fā)生改變，受迫運動的頻率和外界的頻率有一定的聯(lián)系。當外界干擾力的頻率和機器的固有頻率一致的時候，就會出現(xiàn)共振。

3.2 受迫振動的解決措施

在機械加工過程中，受迫振動有著巨大的危害。為了減少并盡最大的可能去消除機械振動產(chǎn)生的生產(chǎn)質(zhì)量低下還有生產(chǎn)效率低下的問題，必須要采用強有效的措施。第一要做的是，找到振源并及時的去檢查修理設(shè)備，確保每個設(shè)備都有正常的運行狀態(tài)，同時要做到是保證設(shè)備的平衡，加強對設(shè)備的檢查，并要專門讓人負責(zé)清理設(shè)備里面的灰塵、雜志。第二，避免激振力的頻率接近機器的固有頻率，從而可以更有效的去減少電動機本身固有的振動，還要用隔離的辦法來使得電機和床身相互的分離開來，做到互相不影響。第三，還要保證機械設(shè)備軸承的精準度和平衡性能，尤其是在機械設(shè)備的流水作業(yè)中，軸承偏動和平衡都會影響設(shè)備的運行速度、運轉(zhuǎn)質(zhì)量，所以在機械設(shè)備的日常采購和維護。第四，通過隔振措施來控制振動。在加工過程中，可以將機床和液壓部分進行隔離或者將床身和電機部分之間用柔性連接的方式進行連接，從而減少振動；也可以用橡膠設(shè)備和木頭等與機床隔離；還可以利用防振溝來阻隔地面上的設(shè)備振動傳遞給機床。第五，減少或消除激振力。轉(zhuǎn)速為600r/min的零件需要被平衡，尤其是高速旋轉(zhuǎn)的零件，主要原因是因為零件表面不平或磨損不均等情況使得豬油振動。所以，要將新的砂輪進行修整使其能夠平衡。在加工過程中，需要提高齒輪的各種精度和齒輪工作的平衡性。最后使周期性沖擊能夠得到緩解，減小噪聲的產(chǎn)生；還可以提高滾軸的裝配精度，減少由于滾軸的缺陷而帶來的振動。

3.3 自激振動的成因

在機械加工過程中，由于自激振動而產(chǎn)生的危害也是不容忽視的，它指的是在加工設(shè)備中的運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的振動，具有周期性，發(fā)生在系統(tǒng)的內(nèi)部， 這種危害是非常大的。這種振動只會增加而不會減少，若加工過程中出現(xiàn)自激振動，那么將會無法消除，將會一直存在于系統(tǒng)內(nèi)部。這種振動的能量將會一直累加，有可能這種能量會和系統(tǒng)內(nèi)部的能量消除，也有可能消除的能量大于新產(chǎn)生的能量，但是能量還是一直累加。目前，產(chǎn)生自激振動的原因還是相當復(fù)雜的，對于如何控制自激振動，人類還在一直進行探索和實踐。

3.4 自激振動的解決措施

由于在即震動不會受到外界因素的干擾，它屬于系統(tǒng)本身產(chǎn)生的振動，這中振動具有非線性的特點，自激振動不會關(guān)系到初始條件，振動的頻率差不多等于系統(tǒng)本身的振動頻率。總體而言，以下幾種方案可以在整體上減少由于自激振動而帶來的危害：（1）應(yīng)該選擇合適的切削用量，切削用量包括切削速度、進給量與切削深度。決定刀具壽命的因素是切削速度，隨著切削速度的提高，相應(yīng)的切削溫度也將會升高，從而使得刀具的壽命明顯縮短，因為加工不同的硬件，硬件的硬度不一樣，所以，切削的速度也將會不同。（2）選擇刀具幾何角度時要合理，正交平面內(nèi)的前角與后角是基本角度；切削平面內(nèi)的刃傾角；基面的主偏角與副偏角等各種刀具幾何角度。（3）提高機械設(shè)備的準確度，定時為機械設(shè)備進行維修和保養(yǎng)，尤其是精確分析軸承。（4）吸振器的運用，利用彈性元件將質(zhì)量塊加到系統(tǒng)上，目的是讓彈性元件的力來抵消系統(tǒng)激振力，最終減少振動。

4 結(jié)語

綜上所述，分析機械加工過程中產(chǎn)生的機械振動并進行有效的解決，可以有效保證生產(chǎn)的質(zhì)量效率。本文提到的幾種解決措施希望可以為我國機械行業(yè)的發(fā)展有所幫助。

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