機械加工過程中機械振動的成因與解決對策

摘 要：隨著我國經濟快速的發展，機械加工行業也隨之發展。在機械加工過程中，因為某些原因機械會出現振動的現象，從而導致機械產品加工的質量和進度大大降低。因此，為了提高機械產品的質量和加快進程，要采取相應的解決對策。本文主要針對機械加工過程中機械振動的成因進行系統的分析，并提出有效的解決對策。

關鍵詞：機械加工；振動原因；解決對策

中圖分類號：TH161.6 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0284-01

在機械加工過程中，常常出現機械振動現象，對于機械振動的產生原因也是多方面的。機械加工產品與機械之間，經過長期不停歇的運作很容易產生振動的現象。在機械加工過程中，一旦出現振動現象，將會帶來較大的危害和影響。一方面大大降低了機械生產的質量，生產出殘次品的概率增大，造成嚴重的資源浪費。另一方面會嚴重影響機械加工的效率與進度，無法在限定時間內完成工作量。因此，針對在機械加工過程中機械振動的現象，需要對其進行全面的分析，并采取合理且有效的對策。

1 機械加工過程中機械振動的類型和成因

在機械加工過程之中，為了提高機械產品的質量和加快進程，對機械振動必須進行系統性的分析，了解和掌握其分類和成因。

1.1 自由振動

在機械對產品加工過程中，最常見且最為簡單的振動類型就是自由振動。機械出現自由振動的原因大多是機械在對產品進行加工時，切削力產生的波動而引起的，或是機械對產品加工中，受到外部力的影響從而引起的。機械在自由振動過程中，通常會逐漸減弱，因此，自由振動對機械加工過程中產品加工的影響不大，但是要考慮到一個問題，就是自由振動會導致機械產生自激振動。

1.2 自激振動

自激振動是指機械在運轉過程中，出現的高頻率劇烈振動。自激振動產生的原因通常有以下幾點：①機械在對產品進行生產加工時，刀具與產品之間的摩擦力在較短時間內發生巨大的變化，從而引起自激振動。②機械在加工零件時，因加工零件硬度變化較大，導致刀具產生崩刀的現象，從而引發機械自身的自激振動。③機械對零件進行加工過程中，刀具的剛性過差，刀桿便會產生自激振動。④在機械加工的過程中，因選擇的切削量不合理，從而也會導致機械自激振動。⑤機械設備的組裝中存在某些問題，例如部分零件沒有緊密連接，也會出現機械自激振動。自激振動主要具有以下幾個特點：①自激振動是無周期性外力影響的。②自激振動會使機械自身出現不會衰減的周期性變化，系統振動會因外力影響而進行補充，從而確保長期振動，當機械振動停止之后，對這種外力周期性能量的補充將會停止。

1.3 強迫振動

在機械加工過程中，強迫振動是常見的振動類型。產生強迫振動的原因分別有內部原因和外部原因。內因通常有以下幾點：①機械在運轉過程中，產生離心慣性，從而所導致的振動。離心慣性出現的原因是機械加工設備中皮帶輪、砂輪、電機轉子和快速運轉的加工零部件等都會產生的不平衡現象，由此產生強迫振動。②機械自身存在的問題，例如尺寸規格設計存在的問題，也會導致強迫振動。③機械加工過程中因時間規律性的間隔，會有一定的節奏變換，使機械運轉過程中出現周期性的反應，從而產生強迫振動。外部原因通常是機械附近有能夠引起周期性振動的某些大型機械，例如沖床和空壓機等，這些都會引起機械產生強迫振動。強迫振動主要具有以下幾個特點：①機械自身無法改變干擾力，與加工過程中關聯性小，用與之相關的技術除去干擾力，即可以使強迫振動停止。②強迫振動易使機械引發共振現象，因此在機械運轉時產生干擾。③機械產生的強迫振動的振幅與外界干擾力成正比。④強迫振動的頻率和外界的干擾力周期相似。

2 機械加工過程中機械振動的成因與解決對策

對機械振動進行系統性分析，并且了解和掌握其成因后，根據分析結果采取相對應的有效措施和解決對策。

2.1 自激振動的解決措施

通過以上內容分析，可得知自激振動是因切削過程中機械內部系統導致的。對此有以下三種方法。

（1）選擇合理刀具。在機械加工過程中，刀具的選擇對自激振動的產生有密切聯系。因此在機械加工過程中，需要合理擴大前角和主偏角，從而達到降低振動的目的。

（2）布置機械位置。從上文對自激振動原理的分析，可知零部件、刀具和機床的位置如進行合理設置，能夠有效降低自激振動發生的頻率。因此在機械加工過程中，需根據機械的運轉原理，對相關機械進行合理安排。

（3）降低重疊系數。系統重疊系數和再生效果有著密切聯系。重疊系數是根據使用刀具紋理樣式和加工形式以及切削作業過程中的用量，這三種數據來判定的。因此，可適度調節加工形式、刀具紋理樣式以及切削作業過程中的用量三種數據來降低重疊系數。

2.2 強迫振動的解決措施

通過上文對機械加工過程中機械振動的類型和成因的分析，同樣可知強迫振動的引發是因為存在周期性的外力，因此找到周期性外力源頭是關鍵所在。

（1）調試振源頻率。機械對零件進行加工的過程中，對加工系統原有頻率進行合理的調試，能有效降低共振現象出現的頻率。通常對機械設備內部結構進行設置時，將各個系統中的零件原有的頻率調試超過共振區的頻率。

（2）對外來振動源進行隔離。在機械加工過程中，可根據實際條件對振動源進行隔離，例如在機械和地面之間放置軟性墊板，從而減弱強迫振動。

（3）降低激振力。因機械在對零件進行加工過程中，不均勻的轉動速度而引起不同程度的激振力。一方面，降低機械因轉動速度不均衡而引起的沖擊力和離心慣性力，可以減弱強迫振動。例如技術人員可以通過對砂輪、電機轉子和高速運轉元件等機械設備進行調試，并且安裝相應的平衡裝置。另一方面，對轉動裝置的穩定性進行加強，從而減弱強迫振動。通常將機械中傳動皮帶尺寸規格設計一致，盡可能減少在機械自身方面的問題。

3 結束語

總之，在機械加工過程中，機械振動一方面大大影響機械產品的加工質量，另一方面，影響著機械的生產效率。因此，應采取有效的對策來解決機械加工過程中所出現的機械振動現象，從而提高機械產品的加工質量和增大機械加工的進度和效率。

參考文獻

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[2]劉建新，楊慶玲，機械加工過程中機械振動的成因及解決措施[J].常州工學院學報，2013（01）.

收稿日期：2018-8-1