机械加工机械振动成因及解决措施

摘要：机械加工过程中，机械容易由于各种因素而产生振动，分析机械加工过程中机械振动的成因及解决措施，具有重要的现实意义。本文首先针对机械加工过程当中，出现振动的原因和各自的特点开展分析，并在此基础上，建设性地提出了减小机械振动的相关办法。希望凭借此次经验交流，本文能够为从事相关行业的技术人员带来一定有价值的参考，同时也希望本篇文章能够起到抛砖引玉的效果。

关键词：机械加工;振动原因;解决办法

随着我国科学技术的不断推广和普及，数控技术开始在机械生产加工过程当中被大力推广和普及，在人们使用数控技术的过程当中，感受到了数控技术给大家带来了高效、精准和便捷。但是在机械加工的过程之中，因为加工零件与刀具之间是呈现无休止的周期性运动，所以久而久之便会产生振动现象。振动现象一旦出现，机械加工的精准性便无法得到有效的保障。因此针对机械加工过程当中振动现象的处理，将会关系到机械加工的整体质量，这是从事该行业的相关工作人员都必须要思考的一个重要问题。

一、在机械加工时发生振动的原因和对应特点

1.自由振动。在机械对零部件进行生产加工的过程当中，自由振动是最为常见并且也是原理最为简单的一种振动类型。机械振动发生的原因主要是在机械对零部件进行生产加工时，切削力产生波动而引发自由振动，或者是机械在对零部件进行生产加工时，受到外力的影响而产生自由振动。由于机械在自由振动的过程当中，不会出现外力进行补充，所以一般会在振动产生之后迅速衰弱，所以自由振动不会对机械正产运转产生过大的影响，但是自由振动会诱发机械进行自激振动。

2.强迫振动。在机械对零部件进行生产加工过程当中，强迫振动发生的主要原因分别是内部原因和外部原因两种。其中内部原因是因为机械在运转过程当中，产生的离心惯性所导致的振动。在机械加工设备当中，皮带轮、电机转子、砂轮、以及快速运转的加工零件都会产生不平衡现象，这种不平衡就会导致离心惯性的出现，由此产生强迫振动。还有就是机械自身存在有设计缺陷，如轴承轨道的尺寸规格存在问题，同样会诱发强迫振动。再有就是机械加工的时间点有一定的间隔，在机械对零部件进行加工的过程当中，会存在有节奏变换的现象，导致在机械运转过程当中，出现周期性的反应，由此引发强迫振动。而导致强迫振动发生的外部原因，只要是机械周边存在有能够引发周期性的振动的其他大型机械，如空压机、冲床等，这些同样会导致机械的强迫振动。强迫振动主要拥有以下特点：首先，机械本身不会对干扰力进行改变，和加工过程之间没有太大的关联，凭借相关的技术手段去掉干扰力，强迫振动便会停止。再有就是强迫振动频率和外界所出现的干扰力的周期往往十分相似，或者是其周期的整数倍。第三，强迫振动很容易让机械产生共振现象，由此对机械的运转产生严重的干扰。最后是外界干扰力越大，机械所产生的强迫振动的振幅也就越大。

3.自激振动。自激振动又被称之为颤振，指的是机械在运转过程中发生的高频率剧烈振动，自激振动产生的原因主要有以下几点：首先在机械在针对零部件进行生产加工的过程当中，刀具和零部件的摩擦力在短时间当中发生剧烈的变化会导致自激振动。再有就是因为机械针对零部件进行加工的过程中，刀具因为所加工零件硬度变化过大，由此发生崩刀现象之后，机械自身也会产生自激振动。还有就是机械在对零部件进行生产加工的过程当中，刀具刚性较差，刀杆产生了自激振动。最后是在机械加工的过程当中，因为切削量选择不合理，导致了自激振动。同其他振动类型进行对比，自己振动主要有以下特点：首先，自激振动的出现时没有周期性的外力影响的。再有就是发生振动的频率和该机械在进行零部件加工过程当中其中一个固定频率类似。最后在出现自激振动时，机械自身出出现某一种不会衰弱的周期性变化，系统振动会凭借这一外力来进行能量的补充，以保持长期的振动。在机械振动停止之后，该种外力的周期性波动和能量的补给均终止。

二、降低机械振动的相关办法

1.降低强迫振动的相关办法。机械在运转过程中产生强迫振动，通过对上文的分析，可以清楚地了解到产生强迫振动的原因是因为存在有周期性的外力，因此针对这一问题的解决发生便是找出周期性外力的来源。

1.1减低激振力。激振力是机械在针对零部件进行生产加工过程当中，转动速度不均衡而产生的，降低激振力的方法就是降低机械因为转动速度不均衡而出现的离心惯性力和冲击力。在实际操作过程当中，技术人员可以首先针对砂轮、电机转子、高速运转元件等进行平衡调试，并安装平衡装置。再有就是增强传动装置自身的稳定性。常见的做法就是将机械当中的传动皮带设置为长短规格一致，并且在传送带当中，尽量少使用接头，尽可能使用斜齿轮替代直齿轮。最后是增强机械传动过程中的稳定性，常见的做法是从高速轴上除去联动润滑油泵的凸轮。

1.2调试振源的频率。在机械对零部件进行生产加工的过程当中，合理针对加工系统的原有频率进行调试，可以有效其杜绝共振现象的出现。其常见做法为：进行激振力频率的调剂，或者在针对机械设备的内部结构进行设计时，把各个系统当中的零件原有频率超过共振区的频率。

1.3对外来振动进行隔离。在机械针对零部件进行生产加工的过程当中，如果有条件的地区，可以直接将振动源进行分离，或者在机械和地面当中添加一块软性垫板，同样有降低强迫振动频率的作用。

2.减低自激振动的相关办法。通过上文的分析，发现自激振动产生的原因是在切削过程当中，机械内部系统导致的。因此可以通过以下途径对这一问题进行处理。

2.1降低重叠系数。重叠系数针对系统再生效果的影响巨大，重叠系数μ是通过加工形式、使用刀具的纹理样式和切削作业过程中的用量这三种数据进行判定的。针对螺纹零部件进行加工作业时，μ值为0.系统不会发生自激振动，在切断零部件时，μ值为1，再生效果最为明显，所以改刀具文理样式，可以降低μ值。

2.2针对刀具的数据进行合理选择。在机械加工过程当中，所使用刀具的参数选择，往往会对自激振动产生很大的影响。所以工作人员在使用机械进行加工的过程中需要合理针对前角和主偏角进行扩大，这样可以有效实现降低振动的目的。并且，选取的后角角度需要进行尽可能小，在进行精加工过程当中，如果切割面的深度相对较低，就会让摩擦加剧，由此增强自激振动发生的可能性。

2.3合理布置零部件、刀具和机床的位置关系。通过对自激振动原理的分析，可以看出，刀具、零部件和机床的位置关系如果合理化，能够有效抑制自激振动的发生。因此在位置安排的过程当中，技术人员需要根据机械的运转原理，对相关部件进行合理安排，为了增强切削作用的稳定程度，工件进行反转切削作业的过程当中，切削作用力应与机械的高刚度反向整体相同。

三、结语

在机械运转过程中，产生机械振动的原因是多元化的，因此技术人员若需要降低机械振动带来的问题，就必须要找准问题产生的原因，并采取相关的办法来解决问题。本文着重分析了造成机械振动的一些常见原因，并提出了对应的解决办法，希望能够给予该行业工作人员提供帮助。

作者:李笑林 单位:西京学院万钧书院

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