机械加工过程中机械振动的原因及对策分析

郭新

摘 要：现阶段，随着科学技术的快速发展，机械加工技术的逐渐成熟。在实际的应用过程中，机械加工工作存在一些问题，特别是机械振动对机械加工的影响及危险非常的明显。本文主要针对机械加工过程中机械振动问题进行了详细的分析，对其中的原因提出了重要的改善措施。

关键词：机械加工;机械振动;原因;对策

引言

现阶段，随着具有高水准、高性能、高效率的工艺技术的广泛应用，为我国制造业行业领域革新发展注入了一股新的力量，也进一步提升了机械加工的整体生产能力。同时伴随市场经济的不断进步，机械加工行业企业数量的不断增多，人们对于产品质量和效率的严格要求，使得企业为抢占市场先机和份额，进一步加强了对产品的质量和产品生产过程的重视程度。

1机械振动的分类

振动是一种特殊的运动形式，指的主要是物体在平衡的位置进行的往复的运动。不管进行何种的机械加工生产，再加工的过程中机械设备都会产生各种各样的振动。因为振动的物体是机械结构，这种运动又称为机械振动。机械振动具有周期性的特点，在切割的过程中、机械设备加工的过程中，刀具切割工件时会产生相对运动。有很多的人认为，切削用量降低了，就可以通过减少摩擦从而来减少机械振动。使机械加工的基本工作性能得不到根本的保证，还会削弱刀具和设备的耐用度，减少了使用寿命，还会形成噪声污染。在长时间的分析和实践中，按照机械振动产生的原因来分可以分为三类：自由振动、受迫振动、自激振动。

2机械加工过程中机械振动的原因

2.1强迫振动及形成原因

机械加工过程中产生的机械振动有很多种原因，其中一种为强迫式的振动，这种振动主要是在周期外力作用的影响下，逐渐形成的受迫振动，是一种驱动力。具体的强迫振动主要有以下几方面的特征：第一，强迫振动的自身对于干扰力并不会产生影响作用，与机械设备的使用也没有直接的关系;一般情况下在施工技术的作用下，强迫振动现象就会消失。第二，机械加工中的强迫振动频率与外界干扰力周期的频率是非常接近的;也有一些情况，振动的频率是干扰力周期频率的整倍数的关系。第三，强迫振动还可能使机械出现共振的现象，从而影响到机械设备的正常工作。第四，强迫振动与外界的干扰力之间成正比的关系。如果外界的干扰力逐渐的增大，强迫振动的振动幅度就会随着增加。机械加工过程中的强迫振动现象形成的原因主要有内部原因与外部原因两种。其中内部原因主要是机械在运动的时候会产生离心力，并在惯性的作用下，产生振动的现象。机械加工设备中的砂轮、电机转子等零部件处于快速运转的情况下，会出现失衡的现象。由于失衡现象的发生，就会产生离心力，这是造成强迫振动现象发生的内部原因。另外，内部原因与机械加工的时间间隔也有必然的联系。零部件在加工的过程中，具有一定的节奏性变化，机械加工周期性的增加也是内部原因形成的因素之一。而外部因素主要是机械在加工的过程中受到环境的影响，如果机械加工的单位内有不同的设备在运行，这样就会引起强迫机械的振动现象发生。

2.2自由振动产生原因

此类振动的产生原因主要是整体机械系统在受到自身重力以及弹力等因素影响后，产生的一种振动，产生过程没有外力干扰。例如简谐振动等，其内耗以及阻尼均属振动系统自身的组成部分，所以自由振动主要是由惯性或者弹性元件所引起的。

2.3自激振動的原因

在机械加工过程中，由于自激振动而产生的危害也是不容忽视的，它指的是在加工设备中的运转而产生的振动，具有周期性，发生在系统的内部，这种危害是非常大的。这种振动只会增加而不会减少，若加工过程中出现自激振动，那么将会无法消除，将会一直存在于系统内部。这种振动的能量将会一直累加，有可能这种能量会和系统内部的能量消除，也有可能消除的能量大于新产生的能量，但是能量还是一直累加。目前，产生自激振动的原因还是相当复杂的，对于如何控制自激振动，人类还在一直进行探索和实践。

3机械加工过程中机械振动的解决措施

3.1降低强迫振动的解决方法

有效的降低强迫振动，是保证机械加工正常运行的措施。第一，降低激振力。所谓的激振力就是在机械加工零部件的过程中，由于转动的速度问题产生不平衡的现象发生。若想降低机械加工的激振力，就需要采取有效的措施掌控机械的转动速度，降低不平衡问题产生的冲击力与离心惯性力。在具体的加工过程中，技术人员对相应的电机转子、高速运转元件等进行科学的调控，与此同时，还可以安装平衡装置，增加设备的稳定性能。第二，对振源的频率进行调试。机械在进行加工的过程中，对振源的频率进行有效的调试，能够减少发生共振现象。其中主要的调试对象就是设备内部的零件调试工作。第三，对外来的振动进行有效的隔离。在实际的机械加工过程中，条件允许的情况下，需要采用隔离外来振动的措施，防止振动的危害。也可以在机械的下面增加软性的垫板，起到防振的作用。

3.2自由振动控制对策

在机械加工过程中，自由振动会永远出现，其引发过程不会受到外力影响，且其损伤较小，达到了可以忽视的程度。但是为了进一步确保加工的精确度，加工人员应当及时优化阻尼元件、弹性元件等的性能，使机械系统整体质量得以有效强化，进而最大限度地规避自由振动的出现。

3.3自激振动的解决措施

由于自激振动不会受到外界因素的干扰，它属于系统本身产生的振动，这种振动具有非线性的特点，自激振动不会关系到初始条件，振动的频率差不多等于系统本身的振动频率。总体而言，以下几种方案可以在整体上减少由于自激振动而带来的危害：（1）应该选择合适的切削用量，切削用量包括切削速度、进给量与切削深度。决定刀具寿命的因素是切削速度，随着切削速度的提高，相应的切削温度也将会升高，从而使得刀具的寿命明显缩短，因为加工不同的硬件，硬件的硬度不一样;所以，切削的速度也将会不同。（2）选择刀具几何角度时要合理，正交平面内的前角与后角是基本角度;切削平面内的刃倾角;基面的主偏角与副偏角等各种刀具几何角度。（3）提高机械设备的准确度，定时为机械设备进行维修和保养，尤其是精确分析轴承。（4）吸振器的运用，利用弹性元件将质量块加到系统上，目的是让弹性元件的力来抵消系统激振力，最终减少振动。

结语

综上所述，机械振动因其自身属性，严重影响工件的加工质量和整体作业效率，并对周围环境造成一定的不良影响。因此，在具体加工过程中必须明确振动成因，并给予有针对性的解决措施，以此提升机械加工质量。工作人员必须根据振动机理类型和加工实际情况予以合理分析，并在总结实践经验的基础上采取有效措施，提升整个生产加工效率，进一步促进企业生产效率提升。

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