機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施

李曉峰

摘? ?要：在當(dāng)前機(jī)械加工過(guò)程中，提升加工效率及質(zhì)量屬于必然要求及任務(wù)，也是促使機(jī)械加工得以更好發(fā)展的基礎(chǔ)與前提，也就需要有效進(jìn)行機(jī)械加工。在機(jī)械加工中，機(jī)械振動(dòng)的發(fā)生對(duì)于機(jī)械加工質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生直接影響，因而需要相關(guān)工作人員解決機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題，從而為更好進(jìn)行機(jī)械加工提供有效基礎(chǔ)與保障。本文就機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施進(jìn)行分析，以便更好消除機(jī)械振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更好的機(jī)械加工。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工? 機(jī)械振動(dòng)? 成因? 解決措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（b）-0064-02

就目前的機(jī)械加工而言，很多方面的因素都會(huì)對(duì)加工質(zhì)量及效率產(chǎn)生影響，而機(jī)械振動(dòng)就是其中比較重要的影響因素，因而需要有效解決這一問(wèn)題，以保證機(jī)械加工的更有效進(jìn)行，使加工要求得到滿足。因此，在實(shí)際加工生產(chǎn)過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)機(jī)械振動(dòng)的成因充分認(rèn)識(shí)及把握，針對(duì)這些成因，選擇有效的措施將機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題解決，保證機(jī)械的正常使用，從而保證機(jī)械加工能夠取得更加滿意的效果。

1? 機(jī)械加工中的機(jī)械振動(dòng)成因

1.1 機(jī)械加工中的自由振動(dòng)成因

就目前機(jī)械加工實(shí)際情況而言，自由振動(dòng)屬于機(jī)械振動(dòng)中最為常見(jiàn)的一種，并且也是最簡(jiǎn)單的一種類(lèi)型。對(duì)于自由振動(dòng)的發(fā)生，其原因主要就是在實(shí)施機(jī)械加工中切削力出現(xiàn)而致使這種波動(dòng)出現(xiàn)，還有些情況下是在實(shí)際加工中由于外力影響而導(dǎo)致這種振動(dòng)的出現(xiàn)。對(duì)于機(jī)械自由振動(dòng)，一般而言都會(huì)自行減弱，因而在實(shí)際加工生產(chǎn)中對(duì)于產(chǎn)品并不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，通常情況下不需要進(jìn)行處理，但需要注意的一點(diǎn)就是自由振動(dòng)的產(chǎn)生會(huì)引起自激振動(dòng)產(chǎn)生，而這種振動(dòng)對(duì)于機(jī)械加工影響比較大。

1.2 機(jī)械加工中的自激振動(dòng)

在現(xiàn)代機(jī)械加工過(guò)程中，自激振動(dòng)也是比較常見(jiàn)的一種類(lèi)型，這種振動(dòng)所指的就是在機(jī)械正常運(yùn)行中有劇烈振動(dòng)產(chǎn)生，對(duì)機(jī)械正常運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。對(duì)于自激振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，其主要就是由于在實(shí)際進(jìn)行機(jī)械加工過(guò)程中刀具與零件之間會(huì)存在一定摩擦，并且在較短時(shí)間之內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定程度的變化，從而致使自激振動(dòng)產(chǎn)生。若所加工的零件硬度比較大，則會(huì)導(dǎo)致刀具在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)崩刀情況，導(dǎo)致自激情況產(chǎn)生，同時(shí)刀具質(zhì)量較差也會(huì)致使自激振動(dòng)產(chǎn)生。

1.3 機(jī)械加工中的強(qiáng)迫振動(dòng)

對(duì)于機(jī)械加工中強(qiáng)迫振動(dòng)的發(fā)生，其原因主要包括兩個(gè)方面，分別為外部因素與內(nèi)部因素，其中外部因素主要是由于相關(guān)工藝系統(tǒng)缺乏成熟，具有一定缺陷存在。而對(duì)于內(nèi)部因素，主要包括以下幾個(gè)方面：第一，離心慣性力影響因素，這一因素所指的主要就是在電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其中的轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸節(jié)以及砂輪等相關(guān)部件可能會(huì)導(dǎo)致整體的機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)失衡情況，而這種失衡情況的發(fā)生會(huì)引發(fā)離心慣性力產(chǎn)生，從而導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)。第二，傳動(dòng)機(jī)存在結(jié)構(gòu)缺陷，在傳動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)零件實(shí)際裝配中，若缺乏合理性以及尺寸出現(xiàn)錯(cuò)誤，則會(huì)導(dǎo)致干擾力產(chǎn)生，進(jìn)而致使強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)。第三，工藝系統(tǒng)因素也會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生[1-2]。

2? 機(jī)械加工中機(jī)械振動(dòng)的有效解決對(duì)策

2.1 機(jī)械加工中自激振動(dòng)的解決對(duì)策

在實(shí)際的機(jī)械加工過(guò)程中，對(duì)于自激振動(dòng)的發(fā)生，在實(shí)際進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)當(dāng)以設(shè)備自身為入手點(diǎn)，選擇有效措施進(jìn)行處理，具體包括以下幾點(diǎn)。首先，對(duì)于刀具使用中的幾何參數(shù)需要合理確定，具體而言就是需要依據(jù)刀具使用需求對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理選擇，其中需要注意的問(wèn)題就是將刀具前角系數(shù)以及主偏角系數(shù)確定，這是由于這兩個(gè)系數(shù)屬于自激振動(dòng)產(chǎn)生的最關(guān)鍵影響因素，其中，前角所指的就是前刀面和基面之間存在夾角，而主偏角所指的就是在基面中主切削刃形成的與投影及進(jìn)給方向之間的夾角。通常而言，在主偏角增加的情況下，前角也會(huì)有所增加，從而導(dǎo)致振幅有所減少，也就可以避免自激振動(dòng)情況的發(fā)生。所以，在實(shí)際加工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意將主偏角盡量增加，但需要注意的一點(diǎn)就是需要對(duì)前角大小進(jìn)行有效控制，若前角過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致刀刃強(qiáng)度降低，對(duì)刀刃會(huì)產(chǎn)生損害。其次，對(duì)切削用量進(jìn)行合理選擇。對(duì)于切削用量而言，其中主要包括三個(gè)方面指標(biāo)，分別為切削深度、進(jìn)給量以及進(jìn)給速度，這些指標(biāo)之間存在密切關(guān)系，在其中一項(xiàng)指標(biāo)變化的情況下，另外的指標(biāo)也會(huì)產(chǎn)生一定變化。因此，為能夠使機(jī)械加工質(zhì)量得到保證，需要對(duì)切削用量參數(shù)實(shí)行合理選擇。基于對(duì)自激振動(dòng)的考慮，在實(shí)際設(shè)置中可將其切削深度適當(dāng)降低，使進(jìn)給量增加，且選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣龋瑥亩棺约ふ駝?dòng)有效消除。此外，選擇科學(xué)合理的減振措施。在實(shí)際機(jī)械加工過(guò)程中，若機(jī)械體系的耐振性能比較理想，也能夠有效避免自激振動(dòng)的發(fā)生，因而在實(shí)際加工過(guò)程中能夠可將機(jī)械體系剛度適當(dāng)提升，從而對(duì)自激振動(dòng)進(jìn)行有效控制。首先，對(duì)于機(jī)械接觸面可以提前進(jìn)行處理，常見(jiàn)的處理措施主要包括烤漆、噴涂以及鍍鋅等方式。其次，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)體系中的軸承縫隙，需要合理進(jìn)行調(diào)整，具體調(diào)整時(shí)需要依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。再次，對(duì)于運(yùn)作軸承，可使其預(yù)緊力適當(dāng)提升。第四，在對(duì)頂尖孔進(jìn)行打磨時(shí)需要盡量使其質(zhì)量得以提升。此外，還可以進(jìn)行減振設(shè)備的配置，比如使用阻尼器，需要注意一點(diǎn)的就是需要合理選擇阻尼器的安裝位置，一般都是在振動(dòng)比較強(qiáng)烈的一些地方進(jìn)行安裝。

2.2 機(jī)械加工中強(qiáng)迫振動(dòng)的解決對(duì)策

在機(jī)械加工過(guò)程中，為能夠使強(qiáng)迫振動(dòng)以有效解決，需要從以下幾個(gè)方面入手。首先，選擇外部振源分離方式，在這一方面就是需要在實(shí)際進(jìn)行機(jī)械加工中，對(duì)于相關(guān)動(dòng)力設(shè)備應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)隔離，從而消除振源影響，也可利用一些防振材料將振動(dòng)設(shè)備隔離開(kāi)，也能夠消除電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的影響，這樣也就能夠使強(qiáng)迫振動(dòng)消除。其次，可以對(duì)振源頻率進(jìn)行合理協(xié)調(diào)，在這一方面主要就是需要注意對(duì)于機(jī)械振動(dòng)頻率和機(jī)械加工整體體系振動(dòng)頻率，應(yīng)當(dāng)避免兩者相同，這樣也就能夠有效避免產(chǎn)生共振情況，從而也就可以避免強(qiáng)迫振動(dòng)的發(fā)生。此外，也可以選擇將系統(tǒng)阻尼增加的方式，保證系統(tǒng)增強(qiáng)剛度及穩(wěn)定性，這樣一來(lái)也就可以有效避免系統(tǒng)振動(dòng)情況的出現(xiàn)，從而防止強(qiáng)迫振動(dòng)情況的發(fā)生。比如可以裝備阻尼設(shè)備，以阻尼材料進(jìn)行噴涂及填充。但是，在這一方面需要注意的一點(diǎn)就是對(duì)于不同機(jī)械加工工件而言，需要選擇不同措施進(jìn)行有效處理。若為機(jī)床主軸加工，則可以選擇電流變液阻尼器進(jìn)行安裝;若為支撐零件加工，則就可以選擇適當(dāng)?shù)淖枘岵牧线M(jìn)行添加;若為承受彎曲振動(dòng)的有關(guān)部件，則可以選擇粘性材料在其表面進(jìn)行噴涂。這樣一來(lái)，也就能夠使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剛度實(shí)現(xiàn)有效提升，使強(qiáng)迫振動(dòng)消除，避免對(duì)加工產(chǎn)生影響，使機(jī)械加工質(zhì)量能夠得到較好的保障[3-4]。

3? 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代機(jī)械加工過(guò)程中，為能夠使加工質(zhì)量及效率得以保證，需要對(duì)各個(gè)方面的問(wèn)題加強(qiáng)注意，而機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題就是其中比較常見(jiàn)，也是比較重要的一種。因此，作為機(jī)械加工技術(shù)人員，需要對(duì)機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，掌握其發(fā)生的因素，在此基礎(chǔ)上以針對(duì)性的對(duì)策將機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題有效解決，從而實(shí)現(xiàn)更理想的機(jī)械加工，滿足實(shí)際需求。

參考文獻(xiàn)

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[4] 張春雨.探討機(jī)械加工中機(jī)械振動(dòng)的成因及改進(jìn)途徑[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（3）：39.