機械制造過程中機械振動的解決措施探討

劉鑫

摘 要：機械加工過程中，工藝系統振動是一種常見的現象，會影響加工質量和降低生產率，甚至會使切削不能繼續進行，對切削加工非常不利。若加工中產生了振動，刀具與工件問將產生相對位移，會使加工表面產生振痕，嚴重影響零件的表面品質和性能;振動使刀具受到附加動載荷，加速刀具磨損，有時甚至崩刃;同時振動使機床、夾具等的連接部分松動，從而增大間隙，降低剛度和精度，縮短使用壽命，嚴重時甚至使切削加工無法繼續進行;振動中產生的噪聲還將危害操作者的身體健康。為減小振動，有時不得不降低切削量，使機床加工的生產效率降低。因此，研究分析機械加工中的振動原因和特性，尋求控制振動的有效途徑是很有必要的。

關鍵詞：機械加工;機械振動;解決措施

0.前言

機械加工中的振動是一種十分有害的物理現象，在分析機械加工中各種振動產生的原因和特性時，提出了相應的減振措施。在實際生產中，合理采用這些措施對保證零件表面品質、提高生產率有著積極的意義。

1.機械加工過程中機械振動的原因

機械加工過程中產生的振動主要可以分為強迫振動、自由振動和自激振動，具體的原因分析如下：

1.1強迫振動的原因

在進行削磨的過程中，皮帶和電動機產生的相互作用力，會產生機械振動。不同規格的皮帶和電動機，產生作用力引發的震動頻率的大小是不一樣的。強迫振動如果較大會影響加工產品的質量，在加工產品的過程中精度會降低，這樣生產出來的產品會達不到精細的程度。這種振動的影響因素很多，在解決這類振動問題時，要考慮的面面俱到，這樣才能使強迫振動降到最低。強迫振動主要包括系統內部和外部兩個方面原因，內部因素的影響有地基振動和液壓部分。外部因素的影響主要包括三個方面：首先。由于系統工作會產生離心力，會使工件會失衡從而產生強迫振動現象。其次，如果系統的旋轉機構存在問題，在工作過程中旋轉產生的干擾力，在機械加工過程中也會導致強制振動。最后，機械加工過程如果存在間斷性。加工部件互出現晃動，相互作用力的出現，最終也會導致強迫振動。

1.2自由振動的原因

自由運動對機械加工的產品影響比較微小。例如：用機械對產品進行切削的過程中，由于產品材料硬度不是特別均勻或工件表面比較粗糙，機械就會發生自由振動，由于阻尼作用產生，振動會迅速降低，所以在機械加工過程中對產品的影響很小。但是自由振動在一定條件下會轉化為自激振動，這樣就會使得機械在加工過程中振動的頻率迅速上升，為了避免轉化為自激振動，也不可完全忽視自由振動。

1.3自激振動的原因

自激振動產生的原因很多，但主要有四個方面。第一，在機械加工過程中，加工的產品由于系統運轉過程的操作，會掉落一些產品的碎屑。如果不及時清理出這些產品碎屑，時間越長，碎屑的數量會越積越多，會對后續加工的產品會產生阻礙，加大造成摩擦，從而引起自激振動;第二，如果加工的材料本身就存在問題，那么在加工過程中，會影響加工的效果。不僅會使產品加工增加難度，也會損害加工設備，造成加工零部件性能變差，那么在機械加工過程中產生自激的振動;第三，機械加工設備在沒有加工產品前挑食的不是太好，使得個別加工零件之間連接不緊密，也會產生自激振動;第四，加工的產品與機床不匹配，如刀片過長，而機床是小型的，那么就不能負擔起長的刀片，在加工生產的過程中會產生自激的振動。自激振動的產生是對產品的加工影響最大的因素。因此，解決這種振動是提高機械在產品加工的精度和質量的前提條件。

2.機械加工過程中機械振動的解決措施

自由振動對機械加工過程中機械振動的印象比較小，所以下文主要介紹強迫振動和自激振動的解決措施。

2.1強迫振動的解決措施

在機械加工過程要想降低強迫振動出現的頻率，就要找到引發強迫振動的原因，對癥下藥才能解決根本問題。首先，降低激振力。在機械加工過程中存在不平衡問題，這就會導致激振力的產生。要想降低不平衡問題對系統的影響。首要要保證砂輪、刀盤以及電動轉子等高轉速的元件的平衡性，確保在加工過程中平衡性。其次，外來設備工作時的振動也會影響本設備的振動。在進行機械加工時，設備之間的間距要和理，并用防震的材料是設備之間進行隔離，這樣就可以有效降低外來振動對設備的影響。最后，提高系統阻尼的系數。提高阻尼可以在機床的主軸上安裝阻尼器、在支承件上安裝混凝土等阻尼材料。

2.2自激振動的解決措施

自激振動是由系統內部產生的，因此要從系統內部構建的優化著手解決自己振動問題。在機械加工過程中，根據機械加工條件的不同，合理地選擇合切削量和速度，合理選擇刀具的型號，都能夠有效的減小甚至消除自激振動的發生頻率，也可以延長機械刀具的使用壽命。

3.結語

總而言之，機械加工過程中機械振動在加工生產過程中是一種比較常見的現象。引起機械振動的原因要有強迫振動、自由振動和自激振動。而自由振動對機械振動的影響比較微小，所以在解決機械振動的問題上，要從強迫振動和自激振動上入手。尋找合理的方式，是提高產品效率和質量的保證，對機械加工有重要的意義。

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