机械加工振动产生与消除研究

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摘要：我国工业化建设步伐的加快，关于机械加工的要求越发严格。而工件加工时产生的振动问题，会直接影响着工件加工质量与性能等，所以如何保证工件合格率十分重要。本文以机械加工振动实际情况为出发点，对加工振动解决措施进行了深入研究，以切实提高加工质量。

关键词：机械加工；振动；解决措施

精度是机械加工的根本，如果机械加工时发生振动问题，那么就可能造成刀具发生位移现象，从而使工件产生振痕，严重影响工件质量与性能。同时，机械加工振动引发的工件反作用力，也会对加工系统造成伤害，不仅会造成刀具出现磨损、崩刃问题，还会一定程度上伤害机床系统，甚至影响其安全运行。基于此，及时发现与解决机械加工中的振动问题，对机械行业的发展具有实际意义。

1机械加工中振动的产生

机械加工过程中振动产生的原因十分复杂，以振动类型为依据就能分出多种原因，具体如下。1)自由振动。机械加工时自由振动的产生是因为激振力作用而形成的，若是没有外力予以补充，那么就会处于振动衰弱状态[1]。而自由振动的影响要素，是机械加工过程中切削力发生了突变，或加工时出现了外力。切削力和外力的间断性作用，会使自由振动慢慢降低，同时其特性十分容易受系统刚度与固有频率等有关要素的影响，此类振动对机械加工造成的影响相对而言比较小。2）自激振动。自激振动产生的原因是机械加工过程中刀具与工件之间的摩擦力突然出现了变化，进而产生了自激振动；或者是工件进行机械加工时，材料并未均匀化，而且刚度方面又存在着明显差别，从而刀具就会出现崩刀问题，产生自激振动问题；或者是因为积屑未进行及时处理，以致于刀具与积屑之间形成了作用力，从而引发了自激振动问题，对机械加工质量造成了负面影响。此外，机械系统中的刀具刚度茶也会引发震颤，进一步转化为自激振动，比如刀量和切削量选择缺乏科学性，也会引发自激振动问题。3）强迫振动。机械加工时强迫振动对加工质量也会造成一定影响，而强迫振动的产生原因是机械系统的安装存在误差，或者是零部件存在误差，再或是传送带之间的衔接存在误差，一系列要素都会引发强迫振动问题[2]。机械加工实践操作时，机械系统内部高速回转下零件出现不平衡问题，也会诱发振动现象。

2机械加工中振动的消除措施

若想从根本上消除机械加工过程中产生的振动问题，就必须根据机械振动实际情况进行综合性分析，然后“对症下药”制定行之有效的振动消除措施。从机械加工过程中产生振动的类型角度分析，其中强迫振动与自激振动带来的影响是十分大的，严重威胁加工安全与质量，而自由振动造成的加工质量影响是微乎其微的，也可以说不会造成影响。基于此，消除强迫振动与自激振动尤为关键，需要制定行之有效的振动消除措施。2.1自激振动消除措施。关于机械加工过程中产生的振动问题，必须基于多角度加以分析、判断，明确其振动的类型，这样才能制定具有针对性的消除措施。机械加工中自激振动问题的消除，需要以振源频率、范围等要素为参考进行判断，由于自激振动与系统工艺存在着密切联系，所以诊断的难度相对较低。由此判断自激振动之时，应该单独驱动机床中的全部运动部件进行空转试验，从而就能够确定准确的振源。对于自激振动问题的消除措施具体如下：挑选恰当的刀具，原因是刀具与工件的作用力是产生自激振动的根本性来源，必须挑选最佳的几何参数。同时刀具的主偏角与前角几何参数也是自激振动产生的重要来源，所以主偏角与前角都需要增大，这样才能进一步减小振幅[3]。为能消除自激振动，必须借助减震手段予以处理，需有效增加机械系统刚度，对应的解决方法是加强接触面预处理，同时完成机械传动系统内部轴承间隙的科学化调整，或建立减震设施消除振动能量。此外，也可以通过科学挑选切削量，合理把控切削速度与进给量等，实现各项参数的优化整合，从而实现自激振动消除目的。2.2强迫振动消除措施。机械加工过程中产生的强迫振动，对机械加工安全性与工件质量造成的影响是巨大的，为能消除强迫振动就必须有效渐现激振力。分析强迫振动发现：机械加工时回转失衡是产生强迫振动的重要原因之一。所以需要建立平衡设备，加强传动设备的安全性与稳定性，或者是加强传动稳定性，以进一步优化联轴器各个轴心线之间的同轴度，合理提升机械加工进度与装配质量[4]。同时也可以科学调节振源频率，对机械系统的原有频率进行优化与调节，防止发生共振问题。对此，必须与机械系统的固有频率有效的避开，适当的调整激振力频率，机械系统中的各个部件的固有频率应该大于共振区域的频率，同时也要及时的调节机械系统中轴承之间的间隙。此外，可以选择对系统进行增加阻尼的方法，有效加强振动的安全性与稳定性，或者是隔离外来振动消除强迫振动问题。

3总结

机械加工过程中产生的振动问题，不仅对机械加工的安全性造成严重威胁，而且也严重影响工件加工质量与性能等，因此，必须彻底解决机械加工中产生的振动问题。根据机械加工中产生的振动类型，分析与明确振源，然后制定行之有效的振动消除措施，从而达到加强机械加工安全性与稳定性的目的。

参考文献：

[1]王蓉.机械加工中刀具磨损的影响因素及对策[J].内燃机与配件，2017(19)：38-39.

[2]李文超.研究机械加工过程中机械振动的原因及处理措施[J].山东工业技术，2017(9)：54.

[3]秦海亮.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨[J].现代职业教育，2016(17)：30-31.

[4]于涛.机械加工过程中的振动特点及预防措施[J].科技创新与应用，2014(9)：59.

作者:周薇 单位:盐城工学院