機械加工過程中的機械振動的研究

馬　科（美卓礦機（天津）國際貿易有限公司，寧夏　銀川　750000）

機械加工過程中的機械振動的研究

馬科
（美卓礦機（天津）國際貿易有限公司，寧夏銀川750000）

在生活中，在做很多事情的時候，物體都會有振動發生，機械加工的過程也不例外，會產生振動。機械加工中所產生的振動現象，會對加工過程帶來一定的影響。首先，影響機械切削，其次，還會影響到質量方面、以及生產效率方面，所以對此要引起重視。本文針對這一現象，對振動的相關知識展開研究，希望為大家提供一定的參考。

機械；加工過程；機械振動；影響方面

機械過程中產生的振動，是因為工具設備反復而有規律的動作而產生的，屬于物理現象。在加工過程中，產生振動是必然的，所以會對機械加工產生一定的影響。發生比較小的振動時，輕微的波動會降低加工的精細度；比較大的振動時，會破壞制造工藝甚至影響到整個系統的正常工作，加工的產品質量就會降低。在競爭日益激烈的機械加工行業中，對產品的精密準確度要求越來越高，所以在今后的加工中，減小振動輻度，提高產品質量成為主要任務。

一、振動對機械加工過程的影響

在加工過程中產生了振動，在很大程度上阻礙了切削用量的提高，甚至更為嚴重的是導致切削不能正常的進行，影響了機械加工的生產效率。還會使機床和夾具等一些零件的鏈接處出現松動現象，使得期間的縫隙增大，導致剛度與精度降低，同時縮短了使用壽命。在切削過程中所產生的振動，可能會使刀尖刀刃崩碎，特別是那些韌性非常差的道具，刀具的材質是陶瓷的或者是硬質合金的要注意可能會引起的消振問題。當振動的頻率很低時，就會產生一定的波度，振動的頻率高時，就會導致加工面粗糙。

二、振動的類型劃分

了解振動要先從振動的類型開始，振動從不同的角度來劃分，可以分為很多類型，有強迫型、自激型、自由型等，每種類型都有各自的特點，都對機械生產過程會產生不同的影響，下面我們就具體來看看吧。

1 自激振動的概念及類型分析

自激振動是振動的另一種類型，自激振動從某種意義上說是一種自發振動。因為這種振動是不受外力干擾，而自動引起的自發性振動，在振動的過程中，受交變力的影響會引起持續的運動，持續且有規律性，機械設備在工作時，齒輪和部件相互交織在一起，而產生一定的磨擦導致這種自激振動產生。

2 自由振動的概念及類型分析

振動中還有最后一種類型，是自由振動類型。這種振動類型對機械加工的影響相對不是很大。由于機械運轉過程中，激振力對系統不斷作用，從而機械設備的平衡就被破壞，我們把能對激振力，進行約束的方式稱為自由振動。

3 強迫振動的概念及類型分析

強迫振動類型，是在外力有規律的作用下產生的振動。例如，在我們經常見到的，削、切、磨的過程中，由于機械設備的帶動，象電動機械，砂輪、皮帶等的帶動下，都會產生振動。這其中因為皮帶或長或短，或厚或薄，油泵不穩定等因素的影響，從不同程度上都會促使振動的發生，這種振動現象就是強迫振動，這種振動會對加工產品的精密準確度產生影響，從而影響加工產品的圓度、加工產品的粗糙度等。一些回轉動的機械設備，振動對回轉精度也會產生影響。

三、控制機械加工振動所采取的措施

1 如何進行自激振動消減及具體實施

（1）適當改變切削速度，盡量減少碰到臨界的切削速度概率。或是中心架，或是選擇主偏角較大長軸車刀從而消除振動。

（2）可以適當改變系統中剛度主軸的方向，使得主軸的位置處于加工面法線與切削力夾角之外，例如鏜孔時可以壓扁鏜桿，車刀裝反等。

（3）可以適當調整切削用量以及刀具的幾何外觀，例如安裝上可以選取直角偏刀車外圓。

（4）降低切削速度，提高進給、前角、主偏角。

（5）改變切削速度，提高被加工原料的可塑性。

2 如何進行強迫振動消減及具體實施

（1）精密磨床中，利用葉片替代齒輪泵，采用液壓緩沖設備減少沖力。

（2）將處于快速旋轉（每分鐘600轉以上）的零部件保持平衡狀態或是將這些零部件添加一個自動平衡系統，包括啟用減振設備。

（3）可以適當保持鑲條和軸承之間的空隙，調整工藝系統的原始頻率，使得固有頻率與激振頻率不一致。

（4）可以保持傳動設備的穩定性，例如在磨床或是車床上不采用接頭皮帶，保持傳動帶的長度一致，將飛輪安裝在主軸上以及淘汰直齒輪等。

四、各類振動的形成原因

振動有各種類型，因為振動的類型不同，所以其成因也不盡相同，找到振動的成因，對降低振動幅度至關重要，所以，下面就根據振動的類型分別進行分析。

1 分析自激振動的原理及過程

我們來分析一下自激振動的形成原因。對于自激振動的成因，要與強迫振動比照來分析，自激振動是自身交變力起作用引起的，它的振動穩定性方面較好，但維持振動不是因為激振力決定的。當系統不能正常運動時，交變力就消失了，那自激振動也就不存在了。

2 分析自由振動的原理及過程

我們來分析一下自由振動的形成原因。自由振動的成因很大程度上因為平衡性被破壞，當系統受到各種外力作用，而受到沖擊時，它的平衡性就會受到破壞，當平衡性破壞時，就會靠自身的彈性來進行自由振動。

3 分析強迫振動的原理及過程

根據振動類型的劃分，我們首先來分析一下強迫振動的形成原因。強迫振動的成因，主要是由于外力作用產生，而且這種外力在有規律性的，機械工作的過程中，設備與尺輪的帶動下，加之油泵本身存在的不穩定性，都會促使強迫振動的產生。這種強迫振動的程度受機械設備中皮帶的長度、厚度等影響較大。這種振動現象就是強迫振動，即強迫振動的成因。

結語

前面通過分析振動的類型劃分，以及形成的主要原因和消減的具體措施，對振動這種物理現象，有了一個總體的了解。因為機械設備在加工的時候，所產生的振動較為復雜，要想對其進行深入的分析和研究，必須在其成因、類型的基礎上進行，這樣才能使研究更有針對性，找出影響振動、振幅的影響因素。確定出影響振動的具體因素后，才有利于分析出更利于消減振幅的措施，對加工生產過程進行全面控制，最大限度消除和減小振動的影響，來保證產品的質量，在競爭激烈的工業生產加工行業占有一席之地。

[1]史功赫，劉貴強.淺談機械加工過程中的振動[J].科技資訊，2011（05）.

[2]任明章.機械振動的分析與控制以及計算方法[M].北京：機械工業出版社，2011.

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