試析機械加工中的振動消除與利用

樊強博 范信江

摘 要：現(xiàn)如今隨著我國時代的變遷，經(jīng)濟發(fā)展日新月異。而經(jīng)濟變化日新月異的背后離不開工業(yè)的支持。我國工業(yè)為經(jīng)濟發(fā)展帶來了重要的支持，然而在工業(yè)的生產(chǎn)中，機械生產(chǎn)加工是一個必備環(huán)節(jié)。機械振動是生產(chǎn)中最常見的問題之一，對于生產(chǎn)影響也十分關(guān)鍵。本文就機械加工中振動的消除與利用做簡單的分析和探討。

關(guān)鍵詞：機械加工;機械振動;消除與利用

引言

發(fā)生振動在實際的生產(chǎn)工作開展之中可以說是十分常見，這樣的影響也十分關(guān)鍵。就機械生產(chǎn)加工而言，在這一過程中的高精準度要求極為苛刻，如果機械振動頻繁影響著機械加工等生產(chǎn)工作的進行，進一步就會對機械加工帶來極其不利的影響。

一、機械加工過程中機械振動產(chǎn)生的分類和原理分析

（一）機械受迫振動

機械加工中產(chǎn)生的受迫振動是屬于不衰減振動的，是受外界周期性的干擾力影響的。這樣的振動產(chǎn)生需要進行綜合性考慮，結(jié)合一系列影響因素來進行實際情況分析。一般來說這樣的振動產(chǎn)生都是由三個方面產(chǎn)生，在刀具、機床和生產(chǎn)零件方面都有著較為明顯的影響。例如在機械的道具上進行切割，因為齒較多可能會產(chǎn)生一些不可避免的誤差，這樣的誤差就會造成振動。同時在生產(chǎn)零件方面，如果表面存在凹凸不平導致刀具切割不能順暢的進行，或者整個生產(chǎn)零件的硬度不一致，從而在進行實際生產(chǎn)的過程中也會出現(xiàn)同樣的振動問題。

（二）機械自激振動

機械自激振動一般來說是因為在生產(chǎn)的過程中，切割發(fā)生對應的周期性變化，在不斷生產(chǎn)加工過程中，周期性變化反復性越來越強，周期性不斷在提高，從而進一步導致阻尼作用消耗的能量在振動系統(tǒng)中得到補充。這樣的機械振動一般稱之為機械的自激振動[1]。

（三）機械自由振動

機械自由振動的產(chǎn)生一般都是因為一些外力性因素干擾導致的，消除外力后會形成衰減性振動。一些外界因素會對整個機械生產(chǎn)加工系統(tǒng)發(fā)生作用，進一步破壞整個系統(tǒng)的平衡性。自由振動僅僅依靠彈性恢復力維持震動，在阻尼作用下，會很快衰減[2]。

二、機械加工中機械振動的危害簡述

如上所述，機械振動的產(chǎn)生是一些外界因素的干擾和生產(chǎn)加工本質(zhì)原因引起的。綜合來說，也會對整個生產(chǎn)過程中帶來一系列不同程度的危害，產(chǎn)生的危害也大多數(shù)具備著復雜性和多樣性，對生產(chǎn)的機械、質(zhì)量和效率都會有一定程度的危害。機械振動的產(chǎn)生有些是意味著有故障因素的產(chǎn)生，有的則會直接對生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率帶來危害。這些危害可能對生產(chǎn)零件的質(zhì)量、機床加工工具、刀具和生產(chǎn)效率及操作環(huán)境帶來不同程度的不利影響，最直接的就是對于生產(chǎn)零件的影響。在整個加工的過程中，因為不同的影響因素產(chǎn)生的機械振動會對生產(chǎn)質(zhì)量帶來直接的威脅，可能會導致加工表面粗糙，出現(xiàn)一些不該出現(xiàn)的紋路和總體質(zhì)量問題。同時因為振動的因素，可能會導致刀具和生產(chǎn)零件之間出現(xiàn)錯位，從而導致質(zhì)量問題的出現(xiàn)。零件生產(chǎn)是一種精準性要求極高的技藝，如果發(fā)生機械振動，就進一步影響到了生產(chǎn)中對于生產(chǎn)質(zhì)量和精準性的把控，從而導致生產(chǎn)質(zhì)量和效率都出現(xiàn)不同程度的問題。

在這基礎(chǔ)上，因振動的原因?qū)е聶C床的精準性也得不到保障，在不斷地震動下導致機床和夾具的運動元件之間發(fā)生松動，從一定角度來看，隨著縫隙的加大，也不斷增大了機械的振動，從而導致機床生產(chǎn)和夾具的精準度下降，進一步影響實際生產(chǎn)工作。然而除了精準度下降之外，這些問題如果沒有及時得到解決，讓松動的元件和有了縫隙的運動元件之間不斷地出現(xiàn)振動，進一步加速了機床和夾具的運動磨損和消耗，影響到整體的使用壽命。在實際的工作生產(chǎn)中，也會埋下重大的安全隱患伏筆，在影響生產(chǎn)質(zhì)量的同時還會影響到安全生產(chǎn)，甚至會造成重大的安全生產(chǎn)事故。

除了對機床和夾具產(chǎn)生重大的不利影響之外，對于切割刀具也有一定程度的影響。刀具切割的精準性對于整個生產(chǎn)來說非常重要，然而在振動的影響下，會進一步使刀具正常切削出現(xiàn)問題，讓刀具承受交變切削力的作用，切削熱增加，加快了刀具在生產(chǎn)中的磨損和消耗[3]。這些影像致使刀具在實際使用中使用壽命減短，甚至會引起刀具的崩裂，降低了刀具的使用壽命同時，也為生產(chǎn)帶來了一定程度的威脅。在這一系列因素的影響下，機械振動對生產(chǎn)質(zhì)量、成產(chǎn)效率和操作環(huán)境都有不同程度的危害。

三、機械振動的利用和消除措施

（一）機械振動的利用

機械振動反映了機械的總體情況，及時發(fā)現(xiàn)機械的振動，辨別振動的類別，及時消除影響因素，可以進一步為生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率帶來保障[4]。在這一過程中，對于操作人員的要求相對較高，操作人員需要及時發(fā)現(xiàn)機械振動，辨別震動情況，進一步確定影響振動的實際因素，采取相應的檢修措施。振動對于機械生產(chǎn)加工的過程中影響非常重大，在機械產(chǎn)生震動時進行檢修，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，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)之后及時查找原因，進而解決相關(guān)的問題。

總而言之，機械振動反映著機械現(xiàn)今存在的故障因素，利用機械振動的原因和情況進一步提高機械的抗振動能力，提升機床的性能十分重要。

（二）機械振動的消除措施

機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)整振型剛度比來達到一個振動消除的目的。同時，要整體提升機械的相關(guān)工藝系統(tǒng)，尤其是機床方面，要不斷增強機床的穩(wěn)定性和抗振動能力，加強裝配質(zhì)量，強化零部件頻率，從而達到一個機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)備也有較好的實際應用效果，可以有效減少振動，以減少振動對于實際生產(chǎn)中造成的質(zhì)量、效率方面的影響。

對于強迫振動控制的方面，要將整個生產(chǎn)工藝系統(tǒng)和阻尼進行提升，同時要盡量消除來自振源的激振力，較高速度旋轉(zhuǎn)的一些零件應該在調(diào)整前和調(diào)整后進行兩平衡，同時在齒輪等方面必須要提升其精準性和有效性。除此之外，還可以采取相關(guān)的隔振措施，例如用柔性連接機床的機身和電機，從而控制電機自身的振動。

四、結(jié)束語

機械振動在機械的生產(chǎn)加工過程中是十分常見的現(xiàn)象之一，有些振動不會對實際生產(chǎn)帶來較大的不利影響，是一種正常的情況。而有的振動則與之相反，是由機械故障因素產(chǎn)生的，從而導致機械生產(chǎn)出現(xiàn)問題。要利用機械振動的產(chǎn)生，來觀察產(chǎn)生原因，進一步對機械進行檢修，尋找根源性問題，從多方面入手，確保整個生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1]李文超.研究機械加工過程中機械振動的原因及處理措施[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（9）：54–54.

[2]秦海亮.機械加工過程中機械振動的成因及解決措施探討[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2016（17）：30–31.

[3]盧超，王建新.機械加工過程中機械振動的成因及解決措施探討[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2016（22）：21–33.

[4]錢時林.機械加工過程中的振動問題分析及解決策略[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（6）：129–129.