机械加工过程中机械振动的成因及解决措施

李永斌

摘 要：机械振动在机械加工过程中是常见的。如果机械加工过程中机械振动的频率比较高，不仅会产生令人感到厌烦的噪音，降低生产效率，而且会影响加工产品的质量，与此同时，会损坏加工工具。机械加工过程中机械振动在所难免，但是我们可以把振动降到最低，所以必须采取的有效措施，使機械振动的频率最小化，不仅延长加工工具的使用寿命，而且可以提高加工效率。本文对机械加工过程中振动现象产生的原因及其特征进行了分析，并提出了针对性的解决措施，希望能为从事机械加工的人员提供一定的参考价值。

关键词：机械加工；机械振动；解决措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.004

随着经济的发展，我国数控技术的发展如春笋破土一般迅速。在机械生产过程中得到了非常广泛的应用，大大提高了加工效率，使我国制造业的发展提供了便利的条件。然而机械加工过程中机械振动的问题需要解决，因为机械振动频率会造成加工产品的精度。因此针对机械加工中的振动现象必须引起足够的重视，提高产品加工的精密度和准确度，减少机械加工过程中机械的振动频率是机械加工作业需要解决的问题之一。

1 机械加工过程中振动的分类

机械加工过程中振动主要就是有下面三点，首先就是强迫振动。强迫振动主要是在机械加工过程中受到有规律的外力的作用出现的一种振动，这是系统被迫产生的振动。强迫振动可以分为机内振源和机外振源振动。其次就是自由振动。

当系统受到初始干扰力而破坏了其平衡状态后，仅靠弹性恢复力来维持的振动称为自由振动。最后就是自激振动。自激振动的产生主要是系统在工作是本身的振动产生的外力，这种外力的产生也会一想到其它工作部位的振动。

2 机械加工过程中机械振动的原因

机械加工过程中产生的振动主要可以分为强迫振动、自由振动和自激振动，具体的原因分析如下：

2.1 强迫振动的原因

在进行削磨的过程中，皮带和电动机产生的相互作用力，会产生机械振动。不同规格的皮带和电动机，产生作用力引发的震动频率的大小是不一样的。强迫振动如果较大会影响加工产品的质量，在加工产品的过程中精度会降低，这样生产出来的产品会达不到精细的程度。这种振动的影响因素很多，在解决这类振动问题时，要考虑的面面俱到，这样才能使强迫振动降到最低。强迫振动主要包括系统内部和外部两个方面原因，内部因素的影响有地基振动和液压部分。外部因素的影响主要包括三个方面：首先。由于系统工作会产生离心力，会使工件会失衡从而产生强迫振动现象。其次，如果系统的旋转机构存在问题，在工作过程中旋转产生的干扰力，在机械加工过程中也会导致强制振动。最后，机械加工过程如果存在间断性。加工部件互出现晃动，相互作用力的出现，最终也会导致强迫振动。

2.2 自由振动的原因

自由运动对机械加工的产品影响比较微小。例如：用机械对产品进行切削的过程中，由于产品材料硬度不是特别均匀或工件表面比较粗糙，机械就会发生自由振动，由于阻尼作用产生，振动会迅速降低，所以在机械加工过程中对产品的影响很小。但是自由振动在一定条件下会转化为自激振动，这样就会使得机械在加工过程中振动的频率迅速上升，为了避免转化为自激振动，也不可完全忽视自由振动。

2.3 自激振动的原因

自激振动产生的原因很多，但主要有四个方面。第一，在机械加工过程中，加工的产品由于系统运转过程的操作，会掉落一些产品的碎屑。如果不及时清理出这些产品碎屑，时间越长，碎屑的数量会越积越多，会对后续加工的产品会产生阻碍，加大造成摩擦，从而引起自激振动；第二，如果加工的材料本身就存在问题，那么在加工过程中，会影响加工的效果。不仅会使产品加工增加难度，也会损害加工设备，造成加工零部件性能变差，那么在机械加工过程中产生自激的振动；第三，机械加工设备在没有加工产品前挑食的不是太好，使得个别加工零件之间连接不紧密，也会产生自激振动；第四，加工的产品与机床不匹配，如刀片过长，而机床是小型的，那么就不能负担起长的刀片，在加工生产的过程中会产生自激的振动。自激振动的产生是对产品的加工影响最大的因素。因此，解决这种振动是提高机械在产品加工的精度和质量的前提条件。

3 机械加工过程中机械振动的解决措施

自由振动对机械加工过程中机械振动的印象比较小，所以下文主要介绍强迫振动和自激振动的解决措施。

3.1 强迫振动的解决措施

在机械加工过程要想降低强迫振动出现的频率，就要找到引发强迫振动的原因，对症下药才能解决根本问题。首先，降低激振力。在机械加工过程中存在不平衡问题，这就会导致激振力的产生。要想降低不平衡问题对系统的影响。首要要保证砂轮、刀盘以及电动转子等高转速的元件的平衡性，确保在加工过程中平衡性。其次，外来设备工作时的振动也会影响本设备的振动。在进行机械加工时，设备之间的间距要和理，并用防震的材料是设备之间进行隔离，这样就可以有效降低外来振动对设备的影响。最后，提高系统阻尼的系数。提高阻尼可以在机床的主轴上安装阻尼器、在支承件上安装混凝土等阻尼材料。

3.2 自激振动的解决措施

自激振动是由系统内部产生的，因此要从系统内部构建的优化着手解决自己振动问题。在机械加工过程中，根据机械加工条件的不同，合理地选择合切削量和速度，合理选择刀具的型号，都能够有效的减小甚至消除自激振动的发生频率，也可以延长机械刀具的使用寿命。

4 结语

总而言之，机械加工过程中机械振动在加工生产过程中是一种比较常见的现象。引起机械振动的原因要有强迫振动、自由振动和自激振动。而自由振动对机械振动的影响比较微小，所以在解决机械振动的问题上，要从强迫振动和自激振动上入手。寻找合理的方式，是提高产品效率和质量的保证，对机械加工有重要的意义。

参考文献：

[1]陈雪菊，张超.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].现代制造技术与装备，2017（04）：79-80.

[2]何昊轩.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].时代农机，2017，44（01）：43+45.

[3]李东，傅晓阳.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施研究[J].绿色环保建材，2016（10）：213.