機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施探討

王喆

[摘要]機(jī)械加工過(guò)程中，機(jī)械振動(dòng)是較為常見(jiàn)的。如果機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)，必然會(huì)有負(fù)面影響，不利于企業(yè)的生產(chǎn)，降低產(chǎn)品的質(zhì)量，而且機(jī)械壽命會(huì)縮短，企業(yè)的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)降低。機(jī)械加工的過(guò)程中一旦產(chǎn)生振動(dòng)，就需要采取有效的措施解決，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本論文針對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施展開(kāi)研究。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械加工過(guò)程 機(jī)械振動(dòng) 成因 解決措施

引言：

當(dāng)前的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，對(duì)于加工件有很高的質(zhì)量要求。采用機(jī)械加工的方法，會(huì)對(duì)加工件間產(chǎn)生摩擦，就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)，必然會(huì)對(duì)加工件造成損傷，降低其應(yīng)用價(jià)值。這就需要重視機(jī)械加工中所產(chǎn)生的振動(dòng)問(wèn)題，對(duì)于相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的解決措施。

一、機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因

（一）機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生自由振動(dòng)的主要原因

其一，機(jī)械加工中，機(jī)械設(shè)備上的刀具的反復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得加工件增加了切削力效果，當(dāng)切削力發(fā)生轉(zhuǎn)變，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。

其二，機(jī)械加工的過(guò)程中，受到外力的作用有沖擊力產(chǎn)生，就會(huì)產(chǎn)生自由振動(dòng)。機(jī)械加工中自由振動(dòng)是不可避免的，主要是由于力的作用下產(chǎn)生的。但是，如果自由振動(dòng)中沒(méi)有增強(qiáng)外力，就說(shuō)明有阻力存在，使得振動(dòng)逐漸削弱。由于各種外在因素干擾導(dǎo)致的自由振動(dòng)是不容易被消除的。因此，找到導(dǎo)致自由振動(dòng)的主要因素，就需要采取措施解決，否則會(huì)對(duì)加工件品質(zhì)造成影響。

（二）機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的主要原因

其一，機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，主要是由于離心慣性力的作用下產(chǎn)生的。機(jī)械加工中，由于加工的速度大，包括皮帶輪、轉(zhuǎn)軸以及部分回轉(zhuǎn)工件都會(huì)不同程度的影響，出現(xiàn)不均衡的狀況，就會(huì)有離心力出現(xiàn)，由此造成強(qiáng)迫振動(dòng)。

其二，如果機(jī)械自身有缺陷存在，產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)是必然的。通常而言，與往機(jī)械設(shè)備存在關(guān)聯(lián)性，當(dāng)設(shè)備處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)候，由于部件的規(guī)格上存在誤差，各個(gè)要件之間沒(méi)有密切貼合，在機(jī)械加工的過(guò)程中就會(huì)失去平衡。

（三）機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生自激振動(dòng)的主要原因

機(jī)械加工過(guò)程中如果產(chǎn)生非常激烈的振動(dòng)，就需要認(rèn)真分析，因?yàn)楫a(chǎn)生這種現(xiàn)象的因素是比較多的。比如，加工材質(zhì)的硬度散布不夠均勻就會(huì)產(chǎn)生激烈的振動(dòng)，甚至?xí)斐傻毒吆图庸ぜg遷移，就會(huì)有切削力形成，因此就會(huì)有自激振動(dòng)產(chǎn)生。

二、機(jī)械加工進(jìn)程中處理機(jī)械振動(dòng)的有效對(duì)策

（一）機(jī)械加工進(jìn)程中對(duì)自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)的處理策略

當(dāng)機(jī)械加工進(jìn)程中產(chǎn)生自由振動(dòng)的時(shí)候，需要對(duì)切削力調(diào)整到合適的狀態(tài)，就可以解決自由振動(dòng)的問(wèn)題。如果采用了這種方法依然存在振動(dòng)，就要考慮外力因素，對(duì)加工環(huán)境以及機(jī)械部件進(jìn)行檢查。強(qiáng)迫振動(dòng)主要是受到外力的影響。無(wú)論是自由振動(dòng)，還是強(qiáng)迫振動(dòng)，都要以預(yù)防為主，對(duì)較為常見(jiàn)的振源以及振動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行分析，將振源歸類，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，利用環(huán)境實(shí)驗(yàn)、空轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)等等方法對(duì)振動(dòng)做出判斷。

在機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)使用傳感器搜集振動(dòng)訊號(hào)，對(duì)振動(dòng)頻次進(jìn)行分析，確定振源之后，可以采用如下的方法。

其一，對(duì)外部的振源進(jìn)行分離。在機(jī)械加工中，使用動(dòng)力源間隔振源，包括各種加工設(shè)施、電動(dòng)機(jī)以及油泵等等都可以發(fā)揮作用。使用隔振材質(zhì)也可以間隔振源。比如，使用厚橡皮墊在機(jī)床下面，與地基隔離，也可以開(kāi)挖防振溝，使得設(shè)施離開(kāi)地面，就可以在一定程度上減弱振動(dòng)。

其二，對(duì)振源頻率做好協(xié)調(diào)工作。采用這種方法可以避免激振力的作用下產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。對(duì)機(jī)械加工設(shè)備進(jìn)行制造時(shí)候，各個(gè)要件的自有頻率不可以與共振區(qū)等同。在機(jī)械加工體系已經(jīng)明確的情況下，要做好激振力頻率的協(xié)調(diào)工作，避免自有頻率產(chǎn)生。在機(jī)械加工的過(guò)程中，要調(diào)整好電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，與共振地區(qū)錯(cuò)開(kāi)，避免產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。

（二）機(jī)械加工進(jìn)程中對(duì)自激振動(dòng)的處理策略

其一，機(jī)械加工進(jìn)程中處理自激振動(dòng)，要對(duì)刀具幾何系數(shù)合理選擇，因?yàn)楣ぜ淖饔昧偷毒叩淖饔昧κ钱a(chǎn)生自激振動(dòng)的主要原因。選擇的過(guò)程中，需要根據(jù)刀具幾何系數(shù)以及實(shí)際需求選擇。

機(jī)械加工中所使用的刀具幾何系數(shù)中，自激振動(dòng)干擾性最強(qiáng)的的是偏角的幾何系數(shù)，隨著主偏角的加大，前角就會(huì)有所增加，導(dǎo)致振幅降低，就會(huì)在加工中產(chǎn)生振動(dòng)。切削操作中，將主偏角和前角合理加大，就不會(huì)有振動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生。將后角減小，使其符合基礎(chǔ)要求，對(duì)于機(jī)械振動(dòng)可以起到緩解的作用。

其二，對(duì)切削用量要科學(xué)擇選。切削用量，就是指切削深度、進(jìn)給量、切削的速度等指數(shù)。隨著指數(shù)的加大，生產(chǎn)效率就會(huì)提高。如果僅僅是增加一個(gè)指數(shù)，其他的指數(shù)就會(huì)相對(duì)減小，很有可能導(dǎo)致振動(dòng)。為了避免振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，就需要對(duì)每個(gè)指數(shù)合理搭配。在機(jī)械加工的過(guò)程中，切削深度要盡可能淺一些，進(jìn)給量多一些，切削的速度要適中，可以有效地避免自激振動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生。

其三，機(jī)械加工中采用減震對(duì)策。機(jī)械加工的過(guò)程中，機(jī)械體系本身就有一定的耐振屬性，同時(shí)也是自激振動(dòng)的限制性要素。要將機(jī)械體系的剛度提升，將自激振動(dòng)的強(qiáng)度減弱，就可以避免振動(dòng)。在具體的實(shí)施中，需要對(duì)接觸面采用預(yù)處置的方式，對(duì)于傳動(dòng)體系軸承間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)，運(yùn)作軸承的預(yù)緊力需要增加，頂尖孔的打磨要細(xì)致，提高其品質(zhì)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，在機(jī)械加工的過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)是在所難免的。振動(dòng)的種類很多，而且產(chǎn)生振動(dòng)的原因繁雜。對(duì)于振動(dòng)問(wèn)題的處理中，要結(jié)合機(jī)械加工的實(shí)際狀況，從多個(gè)角度分析，保證加工的品質(zhì)，提高加工作業(yè)的效率。