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機械加工機械振動成因及解決措施的論文
摘要：機械加工過程中，機械容易由于各種因素而產生振動，分析機械加工過程中機械振動的成因及解決措施，具有重要的現實意義。本文首先針對機械加工過程當中，出現振動的原因和各自的特點開展分析，并在此基礎上，建設性地提出了減小機械振動的相關辦法。希望憑借此次經驗交流，本文能夠為從事相關行業的技術人員帶來一定有價值的參考，同時也希望本篇文章能夠起到拋磚引玉的效果。
關鍵詞：機械加工;振動原因;解決辦法
隨著我國科學技術的不斷推廣和普及，數控技術開始在機械生產加工過程當中被大力推廣和普及，在人們使用數控技術的過程當中，感受到了數控技術給大家帶來了高效、精準和便捷。但是在機械加工的過程之中，因為加工零件與刀具之間是呈現無休止的周期性運動，所以久而久之便會產生振動現象。振動現象一旦出現，機械加工的精準性便無法得到有效的保障。因此針對機械加工過程當中振動現象的處理，將會關系到機械加工的整體質量，這是從事該行業的相關工作人員都必須要思考的一個重要問題。
一、在機械加工時發生振動的原因和對應特點
1.自由振動。在機械對零部件進行生產加工的過程當中，自由振動是最為常見并且也是原理最為簡單的一種振動類型。機械振動發生的原因主要是在機械對零部件進行生產加工時，切削力產生波動而引發自由振動，或者是機械在對零部件進行生產加工時，受到外力的影響而產生自由振動。由于機械在自由振動的過程當中，不會出現外力進行補充，所以一般會在振動產生之后迅速衰弱，所以自由振動不會對機械正產運轉產生過大的影響，但是自由振動會誘發機械進行自激振動。
2.強迫振動。在機械對零部件進行生產加工過程當中，強迫振動發生的主要原因分別是內部原因和外部原因兩種。其中內部原因是因為機械在運轉過程當中，產生的離心慣性所導致的振動。在機械加工設備當中，皮帶輪、電機轉子、砂輪、以及快速運轉的加工零件都會產生不平衡現象，這種不平衡就會導致離心慣性的出現，由此產生強迫振動。還有就是機械自身存在有設計缺陷，如軸承軌道的尺寸規格存在問題，同樣會誘發強迫振動。再有就是機械加工的時間點有一定的間隔，在機械對零部件進行加工的過程當中，會存在有節奏變換的現象，導致在機械運轉過程當中，出現周期性的反應，由此引發強迫振動。而導致強迫振動發生的外部原因，只要是機械周邊存在有能夠引發周期性的振動的其他大型機械，如空壓機、沖床等，這些同樣會導致機械的強迫振動。強迫振動主要擁有以下特點：首先，機械本身不會對干擾力進行改變，和加工過程之間沒有太大的關聯，憑借相關的技術手段去掉干擾力，強迫振動便會停止。再有就是強迫振動頻率和外界所出現的干擾力的周期往往十分相似，或者是其周期的整數倍。第三，強迫振動很容易讓機械產生共振現象，由此對機械的運轉產生嚴重的干擾。最后是外界干擾力越大，機械所產生的強迫振動的振幅也就越大。
3.自激振動。自激振動又被稱之為顫振，指的是機械在運轉過程中發生的高頻率劇烈振動，自激振動產生的原因主要有以下幾點：首先在機械在針對零部件進行生產加工的過程當中，刀具和零部件的摩擦力在短時間當中發生劇烈的變化會導致自激振動。再有就是因為機械針對零部件進行加工的過程中，刀具因為所加工零件硬度變化過大，由此發生崩刀現象之后，機械自身也會產生自激振動。還有就是機械在對零部件進行生產加工的過程當中，刀具剛性較差，刀桿產生了自激振動。最后是在機械加工的過程當中，因為切削量選擇不合理，導致了自激振動。同其他振動類型進行對比，自己振動主要有以下特點：首先，自激振動的出現時沒有周期性的外力影響的。再有就是發生振動的頻率和該機械在進行零部件加工過程當中其中一個固定頻率類似。最后在出現自激振動時，機械自身出出現某一種不會衰弱的周期性變化，系統振動會憑借這一外力來進行能量的補充，以保持長期的振動。在機械振動停止之后，該種外力的周期性波動和能量的補給均終止。
二、降低機械振動的相關辦法
1.降低強迫振動的相關辦法。機械在運轉過程中產生強迫振動，通過對上文的分析，可以清楚地了解到產生強迫振動的原因是因為存在有周期性的外力，因此針對這一問題的解決發生便是找出周期性外力的來源。
1.1減低激振力。激振力是機械在針對零部件進行生產加工過程當中，轉動速度不均衡而產生的，降低激振力的方法就是降低機械因為轉動速度不均衡而出現的離心慣性力和沖擊力。在實際操作過程當中，技術人員可以首先針對砂輪、電機轉子、高速運轉元件等進行平衡調試，并安裝平衡裝置。再有就是增強傳動裝置自身的穩定性。常見的做法就是將機械當中的傳動皮帶設置為長短規格一致，并且在傳送帶當中，盡量少使用接頭，盡可能使用斜齒輪替代直齒輪。最后是增強機械傳動過程中的穩定性，常見的做法是從高速軸上除去聯動潤滑油泵的凸輪。
1.2調試振源的頻率。在機械對零部件進行生產加工的過程當中，合理針對加工系統的原有頻率進行調試，可以有效其杜絕共振現象的出現。其常見做法為：進行激振力頻率的調劑，或者在針對機械設備的內部結構進行設計時，把各個系統當中的零件原有頻率超過共振區的頻率。
1.3對外來振動進行隔離。在機械針對零部件進行生產加工的過程當中，如果有條件的地區，可以直接將振動源進行分離，或者在機械和地面當中添加一塊軟性墊板，同樣有降低強迫振動頻率的作用。
2.減低自激振動的相關辦法。通過上文的分析，發現自激振動產生的原因是在切削過程當中，機械內部系統導致的。因此可以通過以下途徑對這一問題進行處理。
2.1降低重疊系數。重疊系數針對系統再生效果的影響巨大，重疊系數μ是通過加工形式、使用刀具的紋理樣式和切削作業過程中的用量這三種數據進行判定的。針對螺紋零部件進行加工作業時，μ值為0.系統不會發生自激振動，在切斷零部件時，μ值為1，再生效果最為明顯，所以改刀具文理樣式，可以降低μ值。
2.2針對刀具的數據進行合理選擇。在機械加工過程當中，所使用刀具的參數選擇，往往會對自激振動產生很大的影響。所以工作人員在使用機械進行加工的過程中需要合理針對前角和主偏角進行擴大，這樣可以有效實現降低振動的目的。并且，選取的后角角度需要進行盡可能小，在進行精加工過程當中，如果切割面的深度相對較低，就會讓摩擦加劇，由此增強自激振動發生的可能性。
2.3合理布置零部件、刀具和機床的位置關系。通過對自激振動原理的分析，可以看出，刀具、零部件和機床的位置關系如果合理化，能夠有效抑制自激振動的發生。因此在位置安排的過程當中，技術人員需要根據機械的運轉原理，對相關部件進行合理安排，為了增強切削作用的穩定程度，工件進行反轉切削作業的過程當中，切削作用力應與機械的高剛度反向整體相同。
三、結語
在機械運轉過程中，產生機械振動的原因是多元化的，因此技術人員若需要降低機械振動帶來的問題，就必須要找準問題產生的原因，并采取相關的辦法來解決問題。本文著重分析了造成機械振動的一些常見原因，并提出了對應的解決辦法，希望能夠給予該行業工作人員提供幫助。
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