论机械加工中的振动消除与利用

2016-03-14徐俏娬

工程技术研究 2016年10期

关键词：切削速度机械加工机床

徐俏娬

（上饶职业技术学院，江西上饶 334109）

论机械加工中的振动消除与利用

徐俏娬

（上饶职业技术学院，江西上饶 334109）

根据机械加工的具体情况来看，其产生的振动主要有强迫振动、自激振动、自由振动。其中，自由振动会被阻力及时消除，因而一般不考虑。文章就机械加工中的振动消除策略进行分析，对于机械加工中的振动的利进行探讨用，以有效提高提高机械加工产品的质量。

机械加工；振动；消除；利用

通常情况下，机械加工产生的振动应及时消除，才能避免机械加工产品的质量受到影响。因此，对机械加工中的振动消除与利用有比较深入地了解，才能更好地提高各种原材料的有效利用率，最终延长机械的使用寿命。

1 机械加工中的振动消除策略

1.1 强迫振动方面

（1）消除或减弱振源产生的激振力。在零件的转速为每分钟600转时，需要采取措施保持平衡。一般零件高速旋转会引起其自身砂粒分布不均匀，从而导致其表面磨损出现不均匀现象，最终引发主轴的振动。在这种情况下，想要进行砂轮的更换，必须合理进行两次平衡试验：①修正之前的试验；②修正之后的试验，并促进齿轮平稳性进一步提高，才能真正降低周期性冲击力带来的振动。

（2）激振力的频率和系统自身的频率不能一样。在频率不一样的情况下，不会产生共振。因此，可以改变电动机的转速，或者是改变主轴的转速，并提高接触面、结合面的精度，减少它们之间的间隙，才能有效提高系统的固有频率。

（3）合理采取隔振措施，即在机床的电机、床身连接位置进行柔性连接，从而有效隔离电机自身的振动。与此同时，分离液压部分、机床，或者是将液压缓冲装置添加在系统中，可以使部件换向时产生的冲击力得到有效降低。另外，将木材或厚的橡皮添加在地基和机床之间，可以将地面和机床的连接隔开，从而避免振源从地面传送到机床上。

1.2 自激振动方面

（1）科学选择切削过程的相关参数。一般指的是切削速度、工件进给量、背吃力量等。例如：切削速度在每分钟20m和60m这个范围时，振幅会快速增大。切削速度低于或高于上述范围，可以有效减弱振动和振幅。进给量、振幅之间是反比关系，背吃力量、振幅之间是正比关系。因此，需要合理进行切削过程中各种参数的设置，才能更好地保证机械加工稳定性。

（2）注重系统本身抗振性的适当提高。在合理消除振动的过程中，系统自身具有的抗振性是最主要的原因。因此，需要采取有效措施改善这个问题。①改善机床的刚性；②合理分析各个部件具有的固定频率；③加大系统的阻力，合理安排各种参数，可以使系统本身的抗振性有效提高。同时，采取上述措施，刀具的抗振性也能得到提高，并进一步提高工件的弯曲刚性。

（3）将消振装置安装在加工系统中。目前，在系统中合理添加吸震器，是最主要的消振工具。根据机械加工的具体情况来看，吸震器主要有如下两种：①冲击式吸震器；②动力式吸震器。其中，冲击式吸震器是将与刚性连接的壳体添加在振动系统中，一般壳体中有一个质量块，可以自由运动。在系统出现振动的情况下，质量块自由振动会给壳体带来冲击，从而消耗一定能量，最终使振动减少。动力式吸震器指的是将几个质量块添加在系统上，可以产生一定动力，从而抵消弹性元件产生的力同激振力，最终达到减少振动的目的。

2 机械加工中的振动利用

根据机械加工的实际情况来看，振动产生的原因有很多种，振动利用的方法也有很多种，而振动切削是最常见的一种，不但能使零件的表面品质得到改善，还能使切削效果进一步提高。通常情况下，振动切削指的是：合理改变工件之间的时间、空间等条件，可以使切削加工原理得到改变，从而使切削热、切削力有效降低，最终提高切削质量、加工时效性等。在上述情况下，切削需要的时间很少，可以确保切入、切出有效地完成，从而促进机械加工产品的质量进一步提高。

在合理利用振动时，可以对切削速度进行适当改变，以便切削速度更加规律，从而使加工工件表面的质量有效提高。例如：在振动发生的情况下，降低切削温度、切削力，可以使热处理零件的变形减少，并使裂纹减少，从而达到机械加工的精密性。根据振动切削方面的相关试验来看，按照正弦方式来进行切削，工件的表面会产生一些很小的刀痕，从而产生油膜。由此可见，在合理选择振动参数的情况下，可以有效延长刀具的使用寿命，并使零件活动时的摩擦耐磨性进一步提高，甚至提高工件表面的耐腐蚀性。