试析机械加工中的振动消除与利用

樊强博 范信江

摘 要：现如今随着我国时代的变迁，经济发展日新月异。而经济变化日新月异的背后离不开工业的支持。我国工业为经济发展带来了重要的支持，然而在工业的生产中，机械生产加工是一个必备环节。机械振动是生产中最常见的问题之一，对于生产影响也十分关键。本文就机械加工中振动的消除与利用做简单的分析和探讨。

关键词：机械加工;机械振动;消除与利用

引言

发生振动在实际的生产工作开展之中可以说是十分常见，这样的影响也十分关键。就机械生产加工而言，在这一过程中的高精准度要求极为苛刻，如果机械振动频繁影响着机械加工等生产工作的进行，进一步就会对机械加工带来极其不利的影响。

一、机械加工过程中机械振动产生的分类和原理分析

（一）机械受迫振动

机械加工中产生的受迫振动是属于不衰减振动的，是受外界周期性的干扰力影响的。这样的振动产生需要进行综合性考虑，结合一系列影响因素来进行实际情况分析。一般来说这样的振动产生都是由三个方面产生，在刀具、机床和生产零件方面都有着较为明显的影响。例如在机械的道具上进行切割，因为齿较多可能会产生一些不可避免的误差，这样的误差就会造成振动。同时在生产零件方面，如果表面存在凹凸不平导致刀具切割不能顺畅的进行，或者整个生产零件的硬度不一致，从而在进行实际生产的过程中也会出现同样的振动问题。

（二）机械自激振动

机械自激振动一般来说是因为在生产的过程中，切割发生对应的周期性变化，在不断生产加工过程中，周期性变化反复性越来越强，周期性不断在提高，从而进一步导致阻尼作用消耗的能量在振动系统中得到补充。这样的机械振动一般称之为机械的自激振动[1]。

（三）机械自由振动

机械自由振动的产生一般都是因为一些外力性因素干扰导致的，消除外力后会形成衰减性振动。一些外界因素会对整个机械生产加工系统发生作用，进一步破坏整个系统的平衡性。自由振动仅仅依靠弹性恢复力维持震动，在阻尼作用下，会很快衰减[2]。

二、机械加工中机械振动的危害简述

如上所述，机械振动的产生是一些外界因素的干扰和生产加工本质原因引起的。综合来说，也会对整个生产过程中带来一系列不同程度的危害，产生的危害也大多数具备着复杂性和多样性，对生产的机械、质量和效率都会有一定程度的危害。机械振动的产生有些是意味着有故障因素的产生，有的则会直接对生产质量和生产效率带来危害。这些危害可能对生产零件的质量、机床加工工具、刀具和生产效率及操作环境带来不同程度的不利影响，最直接的就是对于生产零件的影响。在整个加工的过程中，因为不同的影响因素产生的机械振动会对生产质量带来直接的威胁，可能会导致加工表面粗糙，出现一些不该出现的纹路和总体质量问题。同时因为振动的因素，可能会导致刀具和生产零件之间出现错位，从而导致质量问题的出现。零件生产是一种精准性要求极高的技艺，如果发生机械振动，就进一步影响到了生产中对于生产质量和精准性的把控，从而导致生产质量和效率都出现不同程度的问题。

在这基础上，因振动的原因导致机床的精准性也得不到保障，在不断地震动下导致机床和夹具的运动元件之间发生松动，从一定角度来看，随着缝隙的加大，也不断增大了机械的振动，从而导致机床生产和夹具的精准度下降，进一步影响实际生产工作。然而除了精准度下降之外，这些问题如果没有及时得到解决，让松动的元件和有了缝隙的运动元件之间不断地出现振动，进一步加速了机床和夹具的运动磨损和消耗，影响到整体的使用寿命。在实际的工作生产中，也会埋下重大的安全隐患伏笔，在影响生产质量的同时还会影响到安全生产，甚至会造成重大的安全生产事故。

除了对机床和夹具产生重大的不利影响之外，对于切割刀具也有一定程度的影响。刀具切割的精准性对于整个生产来说非常重要，然而在振动的影响下，会进一步使刀具正常切削出现问题，让刀具承受交变切削力的作用，切削热增加，加快了刀具在生产中的磨损和消耗[3]。这些影像致使刀具在实际使用中使用寿命减短，甚至会引起刀具的崩裂，降低了刀具的使用寿命同时，也为生产带来了一定程度的威胁。在这一系列因素的影响下，机械振动对生产质量、成产效率和操作环境都有不同程度的危害。

三、机械振动的利用和消除措施

（一）机械振动的利用

机械振动反映了机械的总体情况，及时发现机械的振动，辨别振动的类别，及时消除影响因素，可以进一步为生产质量和生产效率带来保障[4]。在这一过程中，对于操作人员的要求相对较高，操作人员需要及时发现机械振动，辨别震动情况，进一步确定影响振动的实际因素，采取相应的检修措施。振动对于机械生产加工的过程中影响非常重大，在机械产生震动时进行检修，也可以为生产安全和生产质量带来保障。例如出现了振动时，一般都是采用较低的转速和切深来避免剧烈振动，而最正确的办法则是在振动出现之后及时查找原因，进而解决相关的问题。

总而言之，机械振动反映着机械现今存在的故障因素，利用机械振动的原因和情况进一步提高机械的抗振动能力，提升机床的性能十分重要。

（二）机械振动的消除措施

机械振动的消除必须要对症下药，有的放矢，一般可以通过调整振型刚度比来达到一个振动消除的目的。同时，要整体提升机械的相关工艺系统，尤其是机床方面，要不断增强机床的稳定性和抗振动能力，加强装配质量，强化零部件频率，从而达到一个机床提升抗振动能力的目的。除此之外，利用合理的减振装置也十分重要。随着工业技术不断发展，相关减振设备也有较好的实际应用效果，可以有效减少振动，以减少振动对于实际生产中造成的质量、效率方面的影响。

对于强迫振动控制的方面，要将整个生产工艺系统和阻尼进行提升，同时要尽量消除来自振源的激振力，较高速度旋转的一些零件应该在调整前和调整后进行两平衡，同时在齿轮等方面必须要提升其精准性和有效性。除此之外，还可以采取相关的隔振措施，例如用柔性连接机床的机身和电机，从而控制电机自身的振动。

四、结束语

機械振动在机械的生产加工过程中是十分常见的现象之一，有些振动不会对实际生产带来较大的不利影响，是一种正常的情况。而有的振动则与之相反，是由机械故障因素产生的，从而导致机械生产出现问题。要利用机械振动的产生，来观察产生原因，进一步对机械进行检修，寻找根源性问题，从多方面入手，确保整个生产质量和生产效率。

参考文献

[1]李文超.研究机械加工过程中机械振动的原因及处理措施[J].山东工业技术，2017（9）：54–54.

[2]秦海亮.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨[J].现代职业教育，2016（17）：30–31.

[3]卢超，王建新.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨[J].军民两用技术与产品，2016（22）：21–33.

[4]钱时林.机械加工过程中的振动问题分析及解决策略[J].现代制造技术与装备，2016（6）：129–129.