機械加工過程中機械振動的原因及對策分析

郭新

摘 要：現階段，隨著科學技術的快速發展，機械加工技術的逐漸成熟。在實際的應用過程中，機械加工工作存在一些問題，特別是機械振動對機械加工的影響及危險非常的明顯。本文主要針對機械加工過程中機械振動問題進行了詳細的分析，對其中的原因提出了重要的改善措施。

關鍵詞：機械加工;機械振動;原因;對策

引言

現階段，隨著具有高水準、高性能、高效率的工藝技術的廣泛應用，為我國制造業行業領域革新發展注入了一股新的力量，也進一步提升了機械加工的整體生產能力。同時伴隨市場經濟的不斷進步，機械加工行業企業數量的不斷增多，人們對于產品質量和效率的嚴格要求，使得企業為搶占市場先機和份額，進一步加強了對產品的質量和產品生產過程的重視程度。

1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的運動。不管進行何種的機械加工生產，再加工的過程中機械設備都會產生各種各樣的振動。因為振動的物體是機械結構，這種運動又稱為機械振動。機械振動具有周期性的特點，在切割的過程中、機械設備加工的過程中，刀具切割工件時會產生相對運動。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，按照機械振動產生的原因來分可以分為三類：自由振動、受迫振動、自激振動。

2機械加工過程中機械振動的原因

2.1強迫振動及形成原因

機械加工過程中產生的機械振動有很多種原因，其中一種為強迫式的振動，這種振動主要是在周期外力作用的影響下，逐漸形成的受迫振動，是一種驅動力。具體的強迫振動主要有以下幾方面的特征：第一，強迫振動的自身對于干擾力并不會產生影響作用，與機械設備的使用也沒有直接的關系;一般情況下在施工技術的作用下，強迫振動現象就會消失。第二，機械加工中的強迫振動頻率與外界干擾力周期的頻率是非常接近的;也有一些情況，振動的頻率是干擾力周期頻率的整倍數的關系。第三，強迫振動還可能使機械出現共振的現象，從而影響到機械設備的正常工作。第四，強迫振動與外界的干擾力之間成正比的關系。如果外界的干擾力逐漸的增大，強迫振動的振動幅度就會隨著增加。機械加工過程中的強迫振動現象形成的原因主要有內部原因與外部原因兩種。其中內部原因主要是機械在運動的時候會產生離心力，并在慣性的作用下，產生振動的現象。機械加工設備中的砂輪、電機轉子等零部件處于快速運轉的情況下，會出現失衡的現象。由于失衡現象的發生，就會產生離心力，這是造成強迫振動現象發生的內部原因。另外，內部原因與機械加工的時間間隔也有必然的聯系。零部件在加工的過程中，具有一定的節奏性變化，機械加工周期性的增加也是內部原因形成的因素之一。而外部因素主要是機械在加工的過程中受到環境的影響，如果機械加工的單位內有不同的設備在運行，這樣就會引起強迫機械的振動現象發生。

2.2自由振動產生原因

此類振動的產生原因主要是整體機械系統在受到自身重力以及彈力等因素影響后，產生的一種振動，產生過程沒有外力干擾。例如簡諧振動等，其內耗以及阻尼均屬振動系統自身的組成部分，所以自由振動主要是由慣性或者彈性元件所引起的。

2.3自激振動的原因

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

3機械加工過程中機械振動的解決措施

3.1降低強迫振動的解決方法

有效的降低強迫振動，是保證機械加工正常運行的措施。第一，降低激振力。所謂的激振力就是在機械加工零部件的過程中，由于轉動的速度問題產生不平衡的現象發生。若想降低機械加工的激振力，就需要采取有效的措施掌控機械的轉動速度，降低不平衡問題產生的沖擊力與離心慣性力。在具體的加工過程中，技術人員對相應的電機轉子、高速運轉元件等進行科學的調控，與此同時，還可以安裝平衡裝置，增加設備的穩定性能。第二，對振源的頻率進行調試。機械在進行加工的過程中，對振源的頻率進行有效的調試，能夠減少發生共振現象。其中主要的調試對象就是設備內部的零件調試工作。第三，對外來的振動進行有效的隔離。在實際的機械加工過程中，條件允許的情況下，需要采用隔離外來振動的措施，防止振動的危害。也可以在機械的下面增加軟性的墊板，起到防振的作用。

3.2自由振動控制對策

在機械加工過程中，自由振動會永遠出現，其引發過程不會受到外力影響，且其損傷較小，達到了可以忽視的程度。但是為了進一步確保加工的精確度，加工人員應當及時優化阻尼元件、彈性元件等的性能，使機械系統整體質量得以有效強化，進而最大限度地規避自由振動的出現。

3.3自激振動的解決措施

由于自激振動不會受到外界因素的干擾，它屬于系統本身產生的振動，這種振動具有非線性的特點，自激振動不會關系到初始條件，振動的頻率差不多等于系統本身的振動頻率。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，正交平面內的前角與后角是基本角度;切削平面內的刃傾角;基面的主偏角與副偏角等各種刀具幾何角度。（3）提高機械設備的準確度，定時為機械設備進行維修和保養，尤其是精確分析軸承。（4）吸振器的運用，利用彈性元件將質量塊加到系統上，目的是讓彈性元件的力來抵消系統激振力，最終減少振動。

結語

綜上所述，機械振動因其自身屬性，嚴重影響工件的加工質量和整體作業效率，并對周圍環境造成一定的不良影響。因此，在具體加工過程中必須明確振動成因，并給予有針對性的解決措施，以此提升機械加工質量。工作人員必須根據振動機理類型和加工實際情況予以合理分析，并在總結實踐經驗的基礎上采取有效措施，提升整個生產加工效率，進一步促進企業生產效率提升。

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