機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的原因及對策探析

許國慶　高亞健

摘要：伴隨我國整體社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，我國的機(jī)械加工行業(yè)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，人們對于機(jī)械加工的精確度也有越來越高的要求。在整體加工流程中，機(jī)械振動對于加工的精確度具有直接性的影響。因此，為了確保產(chǎn)品精密度，有關(guān)人員應(yīng)深入分析機(jī)械振動的產(chǎn)生原因及其控制對策。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;機(jī)械振動;原因;對策

1機(jī)械振動概述

1.1機(jī)械振動概念

機(jī)械振動，即質(zhì)點(diǎn)或者物體在自身平衡的位置周邊進(jìn)行往復(fù)性有規(guī)律運(yùn)動，振動量是衡量其強(qiáng)弱的關(guān)鍵指標(biāo)，可以是物體振動的加速度、位移或者速度。

1.2機(jī)械加工過程中機(jī)械振動分類

在機(jī)械加工過程中，最常見的機(jī)械振動分類包含自由振動、強(qiáng)迫振動以及自激振動。①自由振動：在機(jī)械系統(tǒng)最初運(yùn)行的過程中，會受到激振力影響，激振力會破壞機(jī)械系統(tǒng)的整體平衡，進(jìn)而出現(xiàn)自由振動。然而此類振動會自然衰弱，影響較小。②強(qiáng)迫振動：機(jī)械系統(tǒng)在長期受到外界固定周期性影響時(shí)，會出現(xiàn)周期性、強(qiáng)制性的振動。③自激振動：相對其他振動，此類振動對機(jī)械加工危害更大。此類振動主要是由于周期性、交變力振動產(chǎn)生的振動，具有較高的頻率。

1.3機(jī)械加工過程中機(jī)械振動危害

在機(jī)械加工過程中出現(xiàn)的機(jī)械振動會對整個加工過程及其涉及構(gòu)件等都產(chǎn)生不同程度的危害，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①危害操作環(huán)境：各類振動會引發(fā)大量刺耳噪聲，會直接影響操作人員的身心健康，進(jìn)而使其工作效率也有所下降。②危害工件質(zhì)量：在機(jī)械加工過程中出現(xiàn)的各類機(jī)械振動會對加工件表面質(zhì)量產(chǎn)生直接影響和危害，使其質(zhì)量有所下降，加大其表面粗糙程度，甚至?xí)a(chǎn)生紋路、瑕疵等。除此之外，機(jī)械振動還會致使工件和刀具間出現(xiàn)位移，進(jìn)而嚴(yán)重影響加工的精確度。③影響生產(chǎn)效率：很多加工人員會通過降低切深、轉(zhuǎn)速等方式，把切削的用量減少，以降低或者規(guī)避機(jī)械振動的發(fā)生，加之刀具使用壽命也會因振動而降低，需要加工人員對刀具頻繁更換、研磨，最終降低了整體生產(chǎn)的效率。④危害切削刀具：刀具會受到振動的影響而無法正常進(jìn)行切削，并受到交變切削力影響而增加切削熱，使得刀具磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)崩裂現(xiàn)象，使得刀具使用壽命被嚴(yán)重降低。⑤危害工裝夾具及機(jī)床：工裝夾具及機(jī)床會受到機(jī)械振動的影響而變得松動，使得間隙逐漸變大，從而使工裝夾具及機(jī)床的磨損加劇，影響并降低了加工精確度，進(jìn)而使工裝夾具及機(jī)床使用的壽命也被降低，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的加工事故。

2機(jī)械振動對機(jī)械生產(chǎn)加工的影響

由以上分析可知，引起機(jī)械振動的原因包括外界的干擾作用以及生產(chǎn)加工過程本身的誤差。這些振動從一定程度上影響著機(jī)械生產(chǎn)加工進(jìn)程，具有錯綜復(fù)雜又多種多樣的妨礙作用。例如零件生產(chǎn)方面，其對精準(zhǔn)度和技藝水平有著嚴(yán)格的要求，而機(jī)械振動過于頻繁會影響到生產(chǎn)的質(zhì)量以及精準(zhǔn)度，直接降低了生產(chǎn)質(zhì)量和效率并拖延生產(chǎn)進(jìn)度。這些危害詳細(xì)包括：降低生產(chǎn)零件的質(zhì)量，降低機(jī)床加工刀具、工具的生產(chǎn)效率，影響操作環(huán)境。此外，由不同外界或內(nèi)部原因引起的機(jī)械振動，對生產(chǎn)過程造成的影響也有差異。有些會使得零件表面凹凸不平，使零件出現(xiàn)一些奇怪的紋路而影響零件質(zhì)量;有些會使得刀具和生產(chǎn)零件錯位引起質(zhì)量劣質(zhì)等問題。一般來說，機(jī)械振動的產(chǎn)生可能是加工過程存在故障的標(biāo)志，或者直接阻礙生產(chǎn)進(jìn)程降低生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

在這基礎(chǔ)上，因振動的原因?qū)е聶C(jī)床的精準(zhǔn)性也得不到保障，在不斷地震動下導(dǎo)致機(jī)床和夾具的運(yùn)動元件之間發(fā)生松動，從一定角度來看，隨著縫隙的加大，也不斷增大了機(jī)械的振動，從而導(dǎo)致機(jī)床生產(chǎn)和夾具的精準(zhǔn)度下降，進(jìn)一步影響實(shí)際生產(chǎn)工作。然而除了精準(zhǔn)度下降之外，這些問題如果沒有及時(shí)得到解決，讓松動的元件和有了縫隙的運(yùn)動元件之間不斷地出現(xiàn)振動，進(jìn)一步加速了機(jī)床和夾具的運(yùn)動磨損和消耗，影響到整體的使用壽命。在實(shí)際的工作生產(chǎn)中，也會埋下重大的安全隱患伏筆，在影響生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)還會影響到安全生產(chǎn)，甚至?xí)斐芍卮蟮陌踩a(chǎn)事故。機(jī)械振動除了具有以上所述的危害外，還會影響到切割道具的使用。在整個生產(chǎn)加工過程中，精確地刀具切斷工作有著至關(guān)重要的作用。然而，頻繁的機(jī)械振動，會引起交變切削力，從而增加切削熱，這會加快刀具的磨損和破舊進(jìn)程，直接縮短了刀具的使用壽命。除此以外，其還可能導(dǎo)致刀具崩裂，使刀具無法正常進(jìn)行切割，嚴(yán)重威脅著整個生產(chǎn)加工過程。在不同的外界或內(nèi)部因素產(chǎn)生的機(jī)械振動作用影響下，生產(chǎn)加工過程的生產(chǎn)效率、質(zhì)量以及工作環(huán)境都受著不同程度的影響。

3機(jī)械振動的利用和消除措施

3.1機(jī)械振動的利用

機(jī)械振動反映了機(jī)械的總體情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械的振動，辨別振動的類別，及時(shí)消除影響因素，可以進(jìn)一步為生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率帶來保障。在這一過程中，對于操作人員的要求相對較高，操作人員需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械振動，辨別震動情況，進(jìn)一步確定影響振動的實(shí)際因素，采取相應(yīng)的檢修措施。振動對于機(jī)械生產(chǎn)加工的過程中影響非常重大，在機(jī)械產(chǎn)生震動時(shí)進(jìn)行檢修，也可以為生產(chǎn)安全和生產(chǎn)質(zhì)量帶來保障。例如出現(xiàn)了振動時(shí)，一般都是采用較低的轉(zhuǎn)速和切深來避免劇烈振動，而最正確的辦法則是在振動出現(xiàn)之后及時(shí)查找原因，進(jìn)而解決相關(guān)的問題?？偠灾?，機(jī)械振動反映著機(jī)械現(xiàn)今存在的故障因素，利用機(jī)械振動的原因和情況進(jìn)一步提高機(jī)械的抗振動能力，提升機(jī)床的性能十分重要。

3.2機(jī)械振動的消除措施

機(jī)械振動的消除必須要對癥下藥，有的放矢，一般可以通過調(diào)整振型剛度比來達(dá)到一個振動消除的目的。同時(shí)，要整體提升機(jī)械的相關(guān)工藝系統(tǒng)，尤其是機(jī)床方面，要不斷增強(qiáng)機(jī)床的穩(wěn)定性和抗振動能力，加強(qiáng)裝配質(zhì)量，強(qiáng)化零部件頻率，從而達(dá)到一個機(jī)床提升抗振動能力的目的。除此之外，利用合理的減振裝置也十分重要。隨著工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，相關(guān)減振設(shè)備也有較好的實(shí)際應(yīng)用效果，可以有效減少振動，以減少振動對于實(shí)際生產(chǎn)中造成的質(zhì)量、效率方面的影響。對于強(qiáng)迫振動控制的方面，要將整個生產(chǎn)工藝系統(tǒng)和阻尼進(jìn)行提升，同時(shí)要盡量消除來自振源的激振力，較高速度旋轉(zhuǎn)的一些零件應(yīng)該在調(diào)整前和調(diào)整后進(jìn)行兩平衡，同時(shí)在齒輪等方面必須要提升其精準(zhǔn)性和有效性。除此之外，還可以采取相關(guān)的隔振措施，例如用柔性連接機(jī)床的機(jī)身和電機(jī)，從而控制電機(jī)自身的振動。

結(jié)束語：在機(jī)械制造的過程中，機(jī)械加工作為其重要的環(huán)節(jié)，具有非常高的精度要求。機(jī)械加工的過程中機(jī)械振動的類型比較多，造成機(jī)械振動的原因比較復(fù)雜。通過對機(jī)械振動進(jìn)行分析，尋找機(jī)械振動的源頭，根據(jù)機(jī)械加工的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，提高機(jī)械加工的效率和質(zhì)量。

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（作者身份證號：1、210726199112015314;2、150426198902010510）