機(jī)械加工中機(jī)械振動(dòng)的原因及解決措施

馬 佳

(唐山勞動(dòng)技師學(xué)院，河北 唐山 063000)

1 機(jī)械振動(dòng)的原因

1.1 受迫振動(dòng)

這種振動(dòng)主要是由于外界規(guī)律性干擾因素所致，其長期存在，是機(jī)械加工的潛在隱患。如若發(fā)生這種情況，就需要相關(guān)專業(yè)人員對(duì)機(jī)械加工的多個(gè)方面進(jìn)行綜合分析，不僅僅是機(jī)床本身，還包括工件及所使用的刀具，都可能是產(chǎn)生這種振動(dòng)的原因。

1.2 自激振動(dòng)

這種振動(dòng)源自加工工具本身，在機(jī)械加工過程中，刀具切割過程中，整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)平衡行略微有所變動(dòng)，而機(jī)械加工時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)自身就是一種規(guī)律性振動(dòng)，在系統(tǒng)略微偏離平衡點(diǎn)期間，隨著時(shí)間的推移其幅度日趨增大，并且這一振動(dòng)的能量可以由系統(tǒng)自身源源不斷地提供，其與機(jī)械系統(tǒng)共存亡，這種振動(dòng)對(duì)加工影響巨大。

1.3 自由振動(dòng)

這種振動(dòng)在機(jī)械加工過程中持續(xù)時(shí)間較短，通常是由于整個(gè)系統(tǒng)在規(guī)律性或不規(guī)律性外力的影響下，產(chǎn)生的一種快速衰減的振動(dòng)。這一振動(dòng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)存在不可忽視的影響，會(huì)直接或間接地影響系統(tǒng)平衡，這種振動(dòng)的能源來自外力，同時(shí)也與系統(tǒng)自身有一定的關(guān)系，其不能長時(shí)間進(jìn)行下去。

2 機(jī)械振動(dòng)的危害

2.1 影響機(jī)械加工的精確性

從機(jī)械加工行業(yè)的技術(shù)要求角度上來看，加工工作的開展對(duì)于精確性所提出的要求是非常高的。在開展機(jī)械加工工作的過程中如果出現(xiàn)振動(dòng)，意味著所加工的構(gòu)件在實(shí)際操作中會(huì)由于遇到振動(dòng)問題產(chǎn)生加工位置和加工力度不夠精確的問題。雖然機(jī)械加工中出現(xiàn)誤差是不可避免的現(xiàn)象，但機(jī)械振動(dòng)因素引起的誤差在誤差程度上往往比較大，這對(duì)于機(jī)械加工來說是非常顯著的負(fù)面影響。

2.2 影響整體工藝的質(zhì)量水平

機(jī)械加工工藝在加工工作的開展中不僅要重視工藝應(yīng)用準(zhǔn)確性的問題，還要重視工藝應(yīng)用的整體水平，當(dāng)振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，即使部分加工工藝本身在先進(jìn)性上達(dá)到了較高的要求，但實(shí)際的加工效果卻容易由于加工工作開展中振動(dòng)影響因素的出現(xiàn)而同步帶來質(zhì)量問題。

2.3 影響機(jī)械加工的效率

這種效率上的影響不僅是指機(jī)械加工在進(jìn)行過程中的效率會(huì)降低，更強(qiáng)調(diào)機(jī)械加工中出現(xiàn)誤差后會(huì)對(duì)整個(gè)工件的加工效率產(chǎn)生不利的影響，減緩整個(gè)加工工作的速度。

3 解決措施

3.1 優(yōu)化操作水平，檢測(cè)加工設(shè)備

第一，提升操作水平。雖然機(jī)械加工的過程在現(xiàn)代化發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)支持的背景下能夠獲得更加全面和高效的應(yīng)用效果，但技術(shù)人員仍然是支持技術(shù)應(yīng)用取得更好效果的關(guān)鍵性因素。因此，要針對(duì)從事具體加工工作的技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)能力的提升。第二，定期檢測(cè)加工設(shè)備。設(shè)備是在技術(shù)人員之外機(jī)械加工工作開展需要依托的另一個(gè)重要元素。對(duì)于設(shè)備應(yīng)用的規(guī)范性和設(shè)備在持續(xù)應(yīng)用中整體狀態(tài)的管理和把握是提升設(shè)備應(yīng)用效果的重要方法。由于自由振動(dòng)的能源本質(zhì)是外力，相關(guān)人員定期對(duì)設(shè)備各方面外力進(jìn)行檢測(cè)核查，需要制定相應(yīng)的制度，從而強(qiáng)制性地約束相關(guān)人員進(jìn)行定期檢測(cè)，及時(shí)修復(fù)，避免自由振動(dòng)的產(chǎn)生。

3.2 控制激振力、振源頻率以及區(qū)域震動(dòng)

第一，控制激振力。在機(jī)械加工過程中，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)存在速度差，這就是激振力產(chǎn)生的本質(zhì)?；诖?，需要有效控制機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的速度，盡可能地縮小這一速度差，保證整體運(yùn)轉(zhuǎn)速度恒定，從而避免機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)期間的外力產(chǎn)生。在加工過程中，借助相關(guān)設(shè)備對(duì)加工設(shè)備的相關(guān)部分進(jìn)行測(cè)試，如電機(jī)轉(zhuǎn)子，對(duì)其平衡性進(jìn)行測(cè)試，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行加工作業(yè)。另外，也可通過控制傳送裝置的規(guī)格以增強(qiáng)其自身穩(wěn)定性，從而為加工作業(yè)提供保障。第二，控制振源頻率。機(jī)械加工過程中，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)以一個(gè)恒定的頻率運(yùn)行，技術(shù)人員需要根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行規(guī)律，對(duì)其頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而減少頻率問題所致的共振現(xiàn)象。第三，控制區(qū)域振動(dòng)。受迫振動(dòng)的能源可能是由于其所在區(qū)域內(nèi)的其他振動(dòng)所產(chǎn)生，針對(duì)這一問題，需要加工人員及時(shí)處理好加工區(qū)域的振動(dòng)情況，通過遠(yuǎn)離、清理等方式進(jìn)行有效控制，從而為整個(gè)加工作業(yè)提供充分保障。從總體上來看，無論是對(duì)激振力的控制還是對(duì)震源頻率的控制，還是對(duì)控制區(qū)域整體的控制，都是從不同的振動(dòng)引發(fā)節(jié)點(diǎn)出發(fā)開展控制工作的一項(xiàng)重要嘗試。也是切實(shí)起到控制振動(dòng)作用的有效方法。

3.3 合理選擇刀具，科學(xué)布置加工設(shè)備

刀具是進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)發(fā)揮重要作用的工具。不同的刀具型號(hào)和規(guī)格在實(shí)際應(yīng)用效果上也有所不同，在具體開展機(jī)械加工的過程中，需要技術(shù)人員針對(duì)不同的作業(yè)需求選擇合適的刀具進(jìn)行應(yīng)用。一方面要滿足加工的實(shí)際需求，另一方面也應(yīng)當(dāng)對(duì)刀具應(yīng)用中可能產(chǎn)生的振動(dòng)問題進(jìn)行分析，從基礎(chǔ)環(huán)節(jié)盡可能避免振動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生。因?yàn)檫@種振動(dòng)一旦產(chǎn)生，將會(huì)對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)生持續(xù)的作用。因此，必須從其本質(zhì)入手，從根本上剔除這類振動(dòng)。加工期間，對(duì)刀具的屬性、工件以及機(jī)床的排放進(jìn)行合理處理，以規(guī)避自激振動(dòng)振源，從而規(guī)避這種振動(dòng)所產(chǎn)生的危害。以刀具的選擇為例，加工時(shí)，刀具的選擇是一項(xiàng)專業(yè)較強(qiáng)的工作，需要根據(jù)加工工件的特性以及加工標(biāo)準(zhǔn)合理選擇刀具，如刀具的紋路、刀具的尺寸等等，這都與自激振動(dòng)的發(fā)生有一定的關(guān)系。同時(shí)，加工時(shí)刀具與工件的角度亦是一大關(guān)鍵點(diǎn)，因?yàn)椴煌募庸ば枨?，?duì)刀具的角度都有一定的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，否則就會(huì)產(chǎn)生一定的破壞力，也就是誘導(dǎo)自激振動(dòng)的發(fā)生。因此，技術(shù)人員要確保角度合理。此外，還包含工件的擺放、機(jī)床的擺放等等，都需要依據(jù)機(jī)械原理合理布置，從而有效規(guī)避自激振動(dòng)。

4 結(jié)語

總之，技術(shù)人員要根據(jù)振動(dòng)原因及時(shí)采取措施。對(duì)于自由振動(dòng)，可通過優(yōu)化操作水平，檢測(cè)加工設(shè)備進(jìn)行規(guī)避。對(duì)于受迫振動(dòng)，可通過控制激振力、振源頻率以及區(qū)域振動(dòng)規(guī)避。至于自激振動(dòng)，需要合理選擇刀具，科學(xué)布置加工設(shè)備。