机械加工中机械振动的原因及解决措施

李永成

摘 要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着我国社会经济的快速进步以及科学技术水平的不断提升，整个机械行业取得了巨大的进步，而社会对于机械加工精度的要求也在不断提升。在实际进行机械加工的过程中，机械加工精度会受到机械振动的直接影响。鉴于此，为了充分保障机械产品的加工精度，非常有必要针对机械振动产生原因及控制措施进行探讨。本文就机械加工中机械振动的原因及解决措施展开探讨。

关键词：机械加工;机械振动;成因;解决措施

0 引言

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。

1 机械振动的原因

（1）受迫振动。这种振动主要是由于外界规律性干扰因素所致，其长期存在，是机械加工的潜在隐患。如若发生这种情况，就需要相关专业人员对机械加工的多个方面进行综合分析，不仅仅是机床本身，还包括工件及所使用的刀具，都可能是产生这种振动的原因。

（2）自由振动。自由振动是机械振动的一种，也是机械振动中危害比较小的一种。机械振动自由振动产生的主要原因是自身机械原因，机械系统在工作过程中会受到自身工作作用力、弹力因素以及本体重力的影响而出现自由振动现象。换言之，机械自由振动产生是由自身惯性以及原件弹性引起的。例如，简谐振动的产生就是一常见的自由振动。

（3）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。

2 机械加工中机械振动的有效解决对策

（1）控制激振力、振源频率以及区域震动。第一，控制激振力。在机械加工过程中，机械运转存在速度差，這就是激振力产生的本质。基于此，需要有效控制机械运转的速度，尽可能地缩小这一速度差，保证整体运转速度恒定，从而避免机械运转期间的外力产生。在加工过程中，借助相关设备对加工设备的相关部分进行测试，如电机转子，对其平衡性进行测试，确保其符合相关标准时进行加工作业。另外，也可通过控制传送装置的规格以增强其自身稳定性，从而为加工作业提供保障。第二，控制振源频率。机械加工过程中，整个系统会以一个恒定的频率运行，技术人员需要根据实际情况，结合设备运行规律，对其频率进行适当的调整，从而减少频率问题所致的共振现象。第三，控制区域振动。受迫振动的能源可能是由于其所在区域内的其他振动所产生，针对这一问题，需要加工人员及时处理好加工区域的振动情况，通过远离、清理等方式进行有效控制，从而为整个加工作业提供充分保障。从总体上来看，无论是对激振力的控制还是对震源频率的控制，还是对控制区域整体的控制，都是从不同的振动引发节点出发开展控制工作的一项重要尝试。也是切实起到控制振动作用的有效方法。

（2）自激振动控制措施。1）合理调整振型刚度比：不同加工材料阻尼会存在较大差异，因此针对机床立柱以及床身等一些支撑件通常情况下会利用铸铁进行制造，以此来有效抑制自激振动。另外还可以通过有效提升机械系统刚度来有效抑制自激振动;2）科学选择切削用量：切削速度会对刀具使用寿命产生巨大影响，因此在加工过程中针对不同加工工件需要合理的控制切削速度。另外，还可以充分结合切削内容来合理选择几何角度，保证切削加工的稳定性。

（3）强迫振动的控制办法。对于强迫振动的控制，可以采取以下方法进行：首先，可以采取降低振源或者消除振源激振力的方法控制强迫振动。在进行机械加工过程中，机械加工人员要做好转速控制工作，保证机械技工中工件的转速控制在600转/min。控制机械加工转速是防止工件在加工中受到工件本身存在的砂砾造成的磨损影响，从而出现强迫振动现象。另外，工作人员在进行机械加工过程当中也要及时更换机械砂轮。其次，采用接触刚度、消除间隙以及提升接触面精度等方法提升机械系统的频率以及方法。

（4）合理选择刀具，科学布置加工设备。刀具是进行机械加工时发挥重要作用的工具。不同的刀具型号和规格在实际应用效果上也有所不同，在具体开展机械加工的过程中，需要技术人员针对不同的作业需求选择合适的刀具进行应用。一方面要满足加工的实际需求，另一方面也应当对刀具应用中可能产生的振动问题进行分析，从基础环节尽可能避免振动现象的产生。因为这种振动一旦产生，将会对机械加工产生持续的作用。因此，必须从其本质入手，从根本上剔除这类振动。加工期间，对刀具的属性、工件以及机床的排放进行合理处理，以规避自激振动振源，从而规避这种振动所产生的危害。以刀具的选择为例，加工时，刀具的选择是一项专业较强的工作，需要根据加工工件的特性以及加工标准合理选择刀具，如刀具的纹路、刀具的尺寸等等，这都与自激振动的发生有一定的关系。同时，加工时刀具与工件的角度亦是一大关键点，因为不同的加工需求，对刀具的角度都有一定的规定和标准，否则就会产生一定的破坏力，也就是诱导自激振动的发生。因此，技术人员要确保角度合理。此外，还包含工件的摆放、机床的摆放等等，都需要依据机械原理合理布置，从而有效规避自激振动。

3 结语

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.