机械加工过程中机械振动的成因及解决措施

李晓峰

摘   要：在当前机械加工过程中，提升加工效率及质量属于必然要求及任务，也是促使机械加工得以更好发展的基础与前提，也就需要有效进行机械加工。在机械加工中，机械振动的发生对于机械加工质量会产生直接影响，因而需要相关工作人员解决机械振动问题，从而为更好进行机械加工提供有效基础与保障。本文就机械加工过程中机械振动的成因及解决措施进行分析，以便更好消除机械振动，实现更好的机械加工。

关键词：机械加工  机械振动  成因  解决措施

中图分类号：TP3                                    文獻标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）06（b）-0064-02

就目前的机械加工而言，很多方面的因素都会对加工质量及效率产生影响，而机械振动就是其中比较重要的影响因素，因而需要有效解决这一问题，以保证机械加工的更有效进行，使加工要求得到满足。因此，在实际加工生产过程中，相关技术人员需要对机械振动的成因充分认识及把握，针对这些成因，选择有效的措施将机械振动问题解决，保证机械的正常使用，从而保证机械加工能够取得更加满意的效果。

1  机械加工中的机械振动成因

1.1 机械加工中的自由振动成因

就目前机械加工实际情况而言，自由振动属于机械振动中最为常见的一种，并且也是最简单的一种类型。对于自由振动的发生，其原因主要就是在实施机械加工中切削力出现而致使这种波动出现，还有些情况下是在实际加工中由于外力影响而导致这种振动的出现。对于机械自由振动，一般而言都会自行减弱，因而在实际加工生产中对于产品并不会产生太大的影响，通常情况下不需要进行处理，但需要注意的一点就是自由振动的产生会引起自激振动产生，而这种振动对于机械加工影响比较大。

1.2 机械加工中的自激振动

在现代机械加工过程中，自激振动也是比较常见的一种类型，这种振动所指的就是在机械正常运行中有剧烈振动产生，对机械正常运行产生直接影响。对于自激振动现象的发生，其主要就是由于在实际进行机械加工过程中刀具与零件之间会存在一定摩擦，并且在较短时间之内会产生一定程度的变化，从而致使自激振动产生。若所加工的零件硬度比较大，则会导致刀具在实际应用中出现崩刀情况，导致自激情况产生，同时刀具质量较差也会致使自激振动产生。

1.3 机械加工中的强迫振动

对于机械加工中强迫振动的发生，其原因主要包括两个方面，分别为外部因素与内部因素，其中外部因素主要是由于相关工艺系统缺乏成熟，具有一定缺陷存在。而对于内部因素，主要包括以下几个方面：第一，离心惯性力影响因素，这一因素所指的主要就是在电动机高速运动过程中，其中的转子、联轴节以及砂轮等相关部件可能会导致整体的机械系统出现失衡情况，而这种失衡情况的发生会引发离心惯性力产生，从而导致强迫振动出现。第二，传动机存在结构缺陷，在传动机的旋转零件实际装配中，若缺乏合理性以及尺寸出现错误，则会导致干扰力产生，进而致使强迫振动出现。第三，工艺系统因素也会导致强迫振动产生[1-2]。

2  机械加工中机械振动的有效解决对策

2.1 机械加工中自激振动的解决对策

在实际的机械加工过程中，对于自激振动的发生，在实际进行处理时，应当以设备自身为入手点，选择有效措施进行处理，具体包括以下几点。首先，对于刀具使用中的几何参数需要合理确定，具体而言就是需要依据刀具使用需求对参数进行合理选择，其中需要注意的问题就是将刀具前角系数以及主偏角系数确定，这是由于这两个系数属于自激振动产生的最关键影响因素，其中，前角所指的就是前刀面和基面之间存在夹角，而主偏角所指的就是在基面中主切削刃形成的与投影及进给方向之间的夹角。通常而言，在主偏角增加的情况下，前角也会有所增加，从而导致振幅有所减少，也就可以避免自激振动情况的发生。所以，在实际加工过程中应当注意将主偏角尽量增加，但需要注意的一点就是需要对前角大小进行有效控制，若前角过大，会导致刀刃强度降低，对刀刃会产生损害。其次，对切削用量进行合理选择。对于切削用量而言，其中主要包括三个方面指标，分别为切削深度、进给量以及进给速度，这些指标之间存在密切关系，在其中一项指标变化的情况下，另外的指标也会产生一定变化。因此，为能够使机械加工质量得到保证，需要对切削用量参数实行合理选择。基于对自激振动的考虑，在实际设置中可将其切削深度适当降低，使进给量增加，且选择适当的切削速度，从而使自激振动有效消除。此外，选择科学合理的减振措施。在实际机械加工过程中，若机械体系的耐振性能比较理想，也能够有效避免自激振动的发生，因而在实际加工过程中能够可将机械体系刚度适当提升，从而对自激振动进行有效控制。首先，对于机械接触面可以提前进行处理，常见的处理措施主要包括烤漆、喷涂以及镀锌等方式。其次，对于转动体系中的轴承缝隙，需要合理进行调整，具体调整时需要依据实际生产中的相关标准。再次，对于运作轴承，可使其预紧力适当提升。第四，在对顶尖孔进行打磨时需要尽量使其质量得以提升。此外，还可以进行减振设备的配置，比如使用阻尼器，需要注意一点的就是需要合理选择阻尼器的安装位置，一般都是在振动比较强烈的一些地方进行安装。

2.2 机械加工中强迫振动的解决对策

在机械加工过程中，为能够使强迫振动以有效解决，需要从以下几个方面入手。首先，选择外部振源分离方式，在这一方面就是需要在实际进行机械加工中，对于相关动力设备应当进行适当隔离，从而消除振源影响，也可利用一些防振材料将振动设备隔离开，也能够消除电动机振动的影响，这样也就能够使强迫振动消除。其次，可以对振源频率进行合理协调，在这一方面主要就是需要注意对于机械振动频率和机械加工整体体系振动频率，应当避免两者相同，这样也就能够有效避免产生共振情况，从而也就可以避免强迫振动的发生。此外，也可以选择将系统阻尼增加的方式，保证系统增强刚度及稳定性，这样一来也就可以有效避免系统振动情况的出现，从而防止强迫振动情况的发生。比如可以装备阻尼设备，以阻尼材料进行喷涂及填充。但是，在这一方面需要注意的一点就是对于不同机械加工工件而言，需要选择不同措施进行有效处理。若为机床主轴加工，则可以选择电流变液阻尼器进行安装;若为支撑零件加工，则就可以选择适当的阻尼材料进行添加;若为承受弯曲振动的有关部件，则可以选择粘性材料在其表面进行喷涂。这样一来，也就能够使系统结构刚度实现有效提升，使强迫振动消除，避免对加工产生影响，使机械加工质量能够得到较好的保障[3-4]。

3  结语

在现代机械加工过程中，为能够使加工质量及效率得以保证，需要对各个方面的问题加强注意，而机械振动问题就是其中比较常见，也是比较重要的一种。因此，作为机械加工技术人员，需要对机械振动问题加强认识，掌握其发生的因素，在此基础上以针对性的对策将机械振动问题有效解决，从而实现更理想的机械加工，满足实际需求。

参考文献

[1] 杨君.浅谈机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].山东工业技术，2018（19）：32.

[2] 庞应哲，马晓红.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].建材与装饰，2018（34）：212.

[3] 陈永生.机械加工过程中机械振动的成因及对策分析[J].中国设备工程，2018（12）：88-89.

[4] 张春雨.探讨机械加工中机械振动的成因及改进途径[J].山东工业技术，2019（3）：39.