機(jī)械加工中機(jī)械振動(dòng)的原因及解決措施

李永成

摘 要：近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)科技水平的提升。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，整個(gè)機(jī)械行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，而社會(huì)對(duì)于機(jī)械加工精度的要求也在不斷提升。在實(shí)際進(jìn)行機(jī)械加工的過(guò)程中，機(jī)械加工精度會(huì)受到機(jī)械振動(dòng)的直接影響。鑒于此，為了充分保障機(jī)械產(chǎn)品的加工精度，非常有必要針對(duì)機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生原因及控制措施進(jìn)行探討。本文就機(jī)械加工中機(jī)械振動(dòng)的原因及解決措施展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;機(jī)械振動(dòng);成因;解決措施

0 引言

在當(dāng)前機(jī)械加工過(guò)程中，提升加工效率及質(zhì)量屬于必然要求及任務(wù)，也是促使機(jī)械加工得以更好發(fā)展的基礎(chǔ)與前提，也就需要有效進(jìn)行機(jī)械加工。在機(jī)械加工中，機(jī)械振動(dòng)的發(fā)生對(duì)于機(jī)械加工質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生直接影響，因而需要相關(guān)工作人員解決機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題，從而為更好進(jìn)行機(jī)械加工提供有效基礎(chǔ)與保障。

1 機(jī)械振動(dòng)的原因

（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(zhǎng)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。

（2）自由振動(dòng)。自由振動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)的一種，也是機(jī)械振動(dòng)中危害比較小的一種。機(jī)械振動(dòng)自由振動(dòng)產(chǎn)生的主要原因是自身機(jī)械原因，機(jī)械系統(tǒng)在工作過(guò)程中會(huì)受到自身工作作用力、彈力因素以及本體重力的影響而出現(xiàn)自由振動(dòng)現(xiàn)象。換言之，機(jī)械自由振動(dòng)產(chǎn)生是由自身慣性以及原件彈性引起的。例如，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的產(chǎn)生就是一常見(jiàn)的自由振動(dòng)。

（3）強(qiáng)迫振動(dòng)。對(duì)于機(jī)械加工中強(qiáng)迫振動(dòng)的發(fā)生，其原因主要包括兩個(gè)方面，分別為外部因素與內(nèi)部因素，其中外部因素主要是由于相關(guān)工藝系統(tǒng)缺乏成熟，具有一定缺陷存在。而對(duì)于內(nèi)部因素，主要包括以下幾個(gè)方面：第一，離心慣性力影響因素，這一因素所指的主要就是在電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其中的轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸節(jié)以及砂輪等相關(guān)部件可能會(huì)導(dǎo)致整體的機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)失衡情況，而這種失衡情況的發(fā)生會(huì)引發(fā)離心慣性力產(chǎn)生，從而導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)。第二，傳動(dòng)機(jī)存在結(jié)構(gòu)缺陷，在傳動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)零件實(shí)際裝配中，若缺乏合理性以及尺寸出現(xiàn)錯(cuò)誤，則會(huì)導(dǎo)致干擾力產(chǎn)生，進(jìn)而致使強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)。第三，工藝系統(tǒng)因素也會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生。

2 機(jī)械加工中機(jī)械振動(dòng)的有效解決對(duì)策

（1）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(guò)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)。基于此，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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(wèn)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(guò)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(lái)看，無(wú)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(kāi)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。

（2）自激振動(dòng)控制措施。1）合理調(diào)整振型剛度比：不同加工材料阻尼會(huì)存在較大差異，因此針對(duì)機(jī)床立柱以及床身等一些支撐件通常情況下會(huì)利用鑄鐵進(jìn)行制造，以此來(lái)有效抑制自激振動(dòng)。另外還可以通過(guò)有效提升機(jī)械系統(tǒng)剛度來(lái)有效抑制自激振動(dòng);2）科學(xué)選擇切削用量：切削速度會(huì)對(duì)刀具使用壽命產(chǎn)生巨大影響，因此在加工過(guò)程中針對(duì)不同加工工件需要合理的控制切削速度。另外，還可以充分結(jié)合切削內(nèi)容來(lái)合理選擇幾何角度，保證切削加工的穩(wěn)定性。

（3）強(qiáng)迫振動(dòng)的控制辦法。對(duì)于強(qiáng)迫振動(dòng)的控制，可以采取以下方法進(jìn)行：首先，可以采取降低振源或者消除振源激振力的方法控制強(qiáng)迫振動(dòng)。在進(jìn)行機(jī)械加工過(guò)程中，機(jī)械加工人員要做好轉(zhuǎn)速控制工作，保證機(jī)械技工中工件的轉(zhuǎn)速控制在600轉(zhuǎn)/min?？刂茩C(jī)械加工轉(zhuǎn)速是防止工件在加工中受到工件本身存在的砂礫造成的磨損影響，從而出現(xiàn)強(qiáng)迫振動(dòng)現(xiàn)象。另外，工作人員在進(jìn)行機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中也要及時(shí)更換機(jī)械砂輪。其次，采用接觸剛度、消除間隙以及提升接觸面精度等方法提升機(jī)械系統(tǒng)的頻率以及方法。

（4）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(kāi)展機(jī)械加工的過(guò)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(wèn)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)。

3 結(jié)語(yǔ)

作為機(jī)械加工技術(shù)人員，需要對(duì)機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，掌握其發(fā)生的因素，在此基礎(chǔ)上以針對(duì)性的對(duì)策將機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題有效解決，從而實(shí)現(xiàn)更理想的機(jī)械加工，滿足實(shí)際需求。

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