機(jī)械加工過程中的機(jī)械振動(dòng)的研究

馬　科（美卓礦機(jī)（天津）國際貿(mào)易有限公司，寧夏　銀川　750000）

機(jī)械加工過程中的機(jī)械振動(dòng)的研究

馬科
（美卓礦機(jī)（天津）國際貿(mào)易有限公司，寧夏銀川750000）

在生活中，在做很多事情的時(shí)候，物體都會(huì)有振動(dòng)發(fā)生，機(jī)械加工的過程也不例外，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。機(jī)械加工中所產(chǎn)生的振動(dòng)現(xiàn)象，會(huì)對加工過程帶來一定的影響。首先，影響機(jī)械切削，其次，還會(huì)影響到質(zhì)量方面、以及生產(chǎn)效率方面，所以對此要引起重視。本文針對這一現(xiàn)象，對振動(dòng)的相關(guān)知識(shí)展開研究，希望為大家提供一定的參考。

機(jī)械；加工過程；機(jī)械振動(dòng)；影響方面

機(jī)械過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，是因?yàn)楣ぞ咴O(shè)備反復(fù)而有規(guī)律的動(dòng)作而產(chǎn)生的，屬于物理現(xiàn)象。在加工過程中，產(chǎn)生振動(dòng)是必然的，所以會(huì)對機(jī)械加工產(chǎn)生一定的影響。發(fā)生比較小的振動(dòng)時(shí)，輕微的波動(dòng)會(huì)降低加工的精細(xì)度；比較大的振動(dòng)時(shí)，會(huì)破壞制造工藝甚至影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，加工的產(chǎn)品質(zhì)量就會(huì)降低。在競爭日益激烈的機(jī)械加工行業(yè)中，對產(chǎn)品的精密準(zhǔn)確度要求越來越高，所以在今后的加工中，減小振動(dòng)輻度，提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要任務(wù)。

一、振動(dòng)對機(jī)械加工過程的影響

在加工過程中產(chǎn)生了振動(dòng)，在很大程度上阻礙了切削用量的提高，甚至更為嚴(yán)重的是導(dǎo)致切削不能正常的進(jìn)行，影響了機(jī)械加工的生產(chǎn)效率。還會(huì)使機(jī)床和夾具等一些零件的鏈接處出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，使得期間的縫隙增大，導(dǎo)致剛度與精度降低，同時(shí)縮短了使用壽命。在切削過程中所產(chǎn)生的振動(dòng)，可能會(huì)使刀尖刀刃崩碎，特別是那些韌性非常差的道具，刀具的材質(zhì)是陶瓷的或者是硬質(zhì)合金的要注意可能會(huì)引起的消振問題。當(dāng)振動(dòng)的頻率很低時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一定的波度，振動(dòng)的頻率高時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致加工面粗糙。

二、振動(dòng)的類型劃分

了解振動(dòng)要先從振動(dòng)的類型開始，振動(dòng)從不同的角度來劃分，可以分為很多類型，有強(qiáng)迫型、自激型、自由型等，每種類型都有各自的特點(diǎn)，都對機(jī)械生產(chǎn)過程會(huì)產(chǎn)生不同的影響，下面我們就具體來看看吧。

1 自激振動(dòng)的概念及類型分析

自激振動(dòng)是振動(dòng)的另一種類型，自激振動(dòng)從某種意義上說是一種自發(fā)振動(dòng)。因?yàn)檫@種振動(dòng)是不受外力干擾，而自動(dòng)引起的自發(fā)性振動(dòng)，在振動(dòng)的過程中，受交變力的影響會(huì)引起持續(xù)的運(yùn)動(dòng)，持續(xù)且有規(guī)律性，機(jī)械設(shè)備在工作時(shí)，齒輪和部件相互交織在一起，而產(chǎn)生一定的磨擦導(dǎo)致這種自激振動(dòng)產(chǎn)生。

2 自由振動(dòng)的概念及類型分析

振動(dòng)中還有最后一種類型，是自由振動(dòng)類型。這種振動(dòng)類型對機(jī)械加工的影響相對不是很大。由于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，激振力對系統(tǒng)不斷作用，從而機(jī)械設(shè)備的平衡就被破壞，我們把能對激振力，進(jìn)行約束的方式稱為自由振動(dòng)。

3 強(qiáng)迫振動(dòng)的概念及類型分析

強(qiáng)迫振動(dòng)類型，是在外力有規(guī)律的作用下產(chǎn)生的振動(dòng)。例如，在我們經(jīng)常見到的，削、切、磨的過程中，由于機(jī)械設(shè)備的帶動(dòng)，象電動(dòng)機(jī)械，砂輪、皮帶等的帶動(dòng)下，都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。這其中因?yàn)槠Щ蜷L或短，或厚或薄，油泵不穩(wěn)定等因素的影響，從不同程度上都會(huì)促使振動(dòng)的發(fā)生，這種振動(dòng)現(xiàn)象就是強(qiáng)迫振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)對加工產(chǎn)品的精密準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，從而影響加工產(chǎn)品的圓度、加工產(chǎn)品的粗糙度等。一些回轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，振動(dòng)對回轉(zhuǎn)精度也會(huì)產(chǎn)生影響。

三、控制機(jī)械加工振動(dòng)所采取的措施

1 如何進(jìn)行自激振動(dòng)消減及具體實(shí)施

（1）適當(dāng)改變切削速度，盡量減少碰到臨界的切削速度概率。或是中心架，或是選擇主偏角較大長軸車刀從而消除振動(dòng)。

（2）可以適當(dāng)改變系統(tǒng)中剛度主軸的方向，使得主軸的位置處于加工面法線與切削力夾角之外，例如鏜孔時(shí)可以壓扁鏜桿，車刀裝反等。

（3）可以適當(dāng)調(diào)整切削用量以及刀具的幾何外觀，例如安裝上可以選取直角偏刀車外圓。

（4）降低切削速度，提高進(jìn)給、前角、主偏角。

（5）改變切削速度，提高被加工原料的可塑性。

2 如何進(jìn)行強(qiáng)迫振動(dòng)消減及具體實(shí)施

（1）精密磨床中，利用葉片替代齒輪泵，采用液壓緩沖設(shè)備減少?zèng)_力。

（2）將處于快速旋轉(zhuǎn)（每分鐘600轉(zhuǎn)以上）的零部件保持平衡狀態(tài)或是將這些零部件添加一個(gè)自動(dòng)平衡系統(tǒng)，包括啟用減振設(shè)備。

（3）可以適當(dāng)保持鑲條和軸承之間的空隙，調(diào)整工藝系統(tǒng)的原始頻率，使得固有頻率與激振頻率不一致。

（4）可以保持傳動(dòng)設(shè)備的穩(wěn)定性，例如在磨床或是車床上不采用接頭皮帶，保持傳動(dòng)帶的長度一致，將飛輪安裝在主軸上以及淘汰直齒輪等。

四、各類振動(dòng)的形成原因

振動(dòng)有各種類型，因?yàn)檎駝?dòng)的類型不同，所以其成因也不盡相同，找到振動(dòng)的成因，對降低振動(dòng)幅度至關(guān)重要，所以，下面就根據(jù)振動(dòng)的類型分別進(jìn)行分析。

1 分析自激振動(dòng)的原理及過程

我們來分析一下自激振動(dòng)的形成原因。對于自激振動(dòng)的成因，要與強(qiáng)迫振動(dòng)比照來分析，自激振動(dòng)是自身交變力起作用引起的，它的振動(dòng)穩(wěn)定性方面較好，但維持振動(dòng)不是因?yàn)榧ふ窳Q定的。當(dāng)系統(tǒng)不能正常運(yùn)動(dòng)時(shí)，交變力就消失了，那自激振動(dòng)也就不存在了。

2 分析自由振動(dòng)的原理及過程

我們來分析一下自由振動(dòng)的形成原因。自由振動(dòng)的成因很大程度上因?yàn)槠胶庑员黄茐?，?dāng)系統(tǒng)受到各種外力作用，而受到?jīng)_擊時(shí)，它的平衡性就會(huì)受到破壞，當(dāng)平衡性破壞時(shí)，就會(huì)靠自身的彈性來進(jìn)行自由振動(dòng)。

3 分析強(qiáng)迫振動(dòng)的原理及過程

根據(jù)振動(dòng)類型的劃分，我們首先來分析一下強(qiáng)迫振動(dòng)的形成原因。強(qiáng)迫振動(dòng)的成因，主要是由于外力作用產(chǎn)生，而且這種外力在有規(guī)律性的，機(jī)械工作的過程中，設(shè)備與尺輪的帶動(dòng)下，加之油泵本身存在的不穩(wěn)定性，都會(huì)促使強(qiáng)迫振動(dòng)的產(chǎn)生。這種強(qiáng)迫振動(dòng)的程度受機(jī)械設(shè)備中皮帶的長度、厚度等影響較大。這種振動(dòng)現(xiàn)象就是強(qiáng)迫振動(dòng)，即強(qiáng)迫振動(dòng)的成因。

結(jié)語

前面通過分析振動(dòng)的類型劃分，以及形成的主要原因和消減的具體措施，對振動(dòng)這種物理現(xiàn)象，有了一個(gè)總體的了解。因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備在加工的時(shí)候，所產(chǎn)生的振動(dòng)較為復(fù)雜，要想對其進(jìn)行深入的分析和研究，必須在其成因、類型的基礎(chǔ)上進(jìn)行，這樣才能使研究更有針對性，找出影響振動(dòng)、振幅的影響因素。確定出影響振動(dòng)的具體因素后，才有利于分析出更利于消減振幅的措施，對加工生產(chǎn)過程進(jìn)行全面控制，最大限度消除和減小振動(dòng)的影響，來保證產(chǎn)品的質(zhì)量，在競爭激烈的工業(yè)生產(chǎn)加工行業(yè)占有一席之地。

[1]史功赫，劉貴強(qiáng).淺談機(jī)械加工過程中的振動(dòng)[J].科技資訊，2011（05）.

[2]任明章.機(jī)械振動(dòng)的分析與控制以及計(jì)算方法[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

TH16

A