機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因及解決措施

何昊軒

（成都理工大學(xué) 核技術(shù)與自動化工程學(xué)院，四川 成都 610059）

機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因及解決措施

何昊軒

（成都理工大學(xué) 核技術(shù)與自動化工程學(xué)院，四川 成都 610059）

隨著我國工業(yè)行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)加工技術(shù)已逐漸被數(shù)控機(jī)床技術(shù)所取代，并使工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了精確、方便、快捷的生產(chǎn)模式。但是，其加工生產(chǎn)過程仍存在部分干擾因素，如常見的振動因素，機(jī)械在加工過程中產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動會給正常生產(chǎn)過程帶來一定不良影響，并給整個機(jī)械加工效率帶來干擾。因此，文章針對機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因展開分析，并提出相關(guān)解決措施。

機(jī)械加工；成因；解決措施

機(jī)械加工是一項對加工精準(zhǔn)度、精細(xì)度要求極高的加工工程，若機(jī)械在加工過程中出現(xiàn)振動現(xiàn)象，會直接導(dǎo)致加工刀具出現(xiàn)位移問題，使得產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)外觀振痕，對產(chǎn)品加工質(zhì)量造成一系列問題。另外，機(jī)械加工振動還會直接導(dǎo)致加工系統(tǒng)受到工件反作用力，引起刀具出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，嚴(yán)重可直接導(dǎo)致刀具出現(xiàn)崩刃，使得機(jī)械加工機(jī)床系統(tǒng)受到損壞，機(jī)床難以正常運(yùn)行。這表示機(jī)械在加工過程中，需合理使用各個設(shè)備，按照規(guī)范的操作方式降低機(jī)械振動幾率，這是解決機(jī)械振動現(xiàn)象的重要舉措。

1 機(jī)械加工過程中產(chǎn)生機(jī)械振動的成因分析

（1）強(qiáng)迫振動的外因與內(nèi)因。強(qiáng)迫振動是機(jī)械加工過程中十分常見的振動現(xiàn)象，該振動因素可分為外因與內(nèi)因，但綜合整體來說多以內(nèi)因常見，導(dǎo)致機(jī)械加工過程中出現(xiàn)強(qiáng)迫振動的主要因素可包括：①機(jī)床的回傳件存在不平衡問題，使得機(jī)械的離心力偏移，出現(xiàn)了周期變化，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要因素是由于卡盤和皮帶輪回轉(zhuǎn)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象所致。②因機(jī)床本身的傳動零件存在缺陷問題使得軸傳動力發(fā)生變化。如較為常見的因塞鐵間隙過大或者刀架部件在運(yùn)行過程中出現(xiàn)松動現(xiàn)象均會改變軸傳動力。③切削力的運(yùn)行過程出現(xiàn)切削不均使得機(jī)械發(fā)生強(qiáng)迫振動。而機(jī)械加工過程中引發(fā)外部振動因素的都是由地基振動所導(dǎo)致，例如機(jī)械設(shè)備中的沖壓機(jī)械，該機(jī)械在加工時會出現(xiàn)明顯的地基振動現(xiàn)象，使得機(jī)械加工過程出現(xiàn)強(qiáng)迫振動。

（2）機(jī)械振動中的自激振動。自激振動在機(jī)械加工過程中的發(fā)生因素主要是由相互作用力所引起，其主要因素可包括這些：①機(jī)械加工時，切削與其他刀具或者工件出現(xiàn)了摩擦，使得摩擦力引發(fā)了機(jī)械加工的振動現(xiàn)象。②機(jī)械加工的內(nèi)部工件硬度不同，使得在加工過程中刀具發(fā)生崩刀現(xiàn)象，引發(fā)了自激震蕩。③機(jī)械加工時各個器具安裝問題引起，如刀具在安裝時未安裝穩(wěn)固，使得器具在加工過程中發(fā)生顫動，引發(fā)自激振蕩。④機(jī)械加工在加工細(xì)長軸類的工件時因機(jī)械剛性問題，使得工件表面出現(xiàn)波紋現(xiàn)象，從而引發(fā)自激振蕩問題。⑤機(jī)械在加工過程中因切削量不合理使得機(jī)械出現(xiàn)自激問題。

2 機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的解決措施

（1）降低強(qiáng)迫振動的有效措施。降低機(jī)械加工過程中的強(qiáng)迫振動可從兩個方面進(jìn)行改善，①對振動的源頭因素采取防控措施。針對機(jī)械設(shè)備中運(yùn)轉(zhuǎn)速度高的各個器件在使用前進(jìn)行平衡測試，如對砂輪器件，這類器件通常運(yùn)轉(zhuǎn)速度極高，器件表面又是以磨砂狀為主，砂粒非常不均勻，在高速旋轉(zhuǎn)時會因受到不同程度的磨損，使器件表面不再平整，最終導(dǎo)致砂輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)振動，對主軸帶來損害。對此，機(jī)械在使用前，需對砂輪的平整狀況進(jìn)行監(jiān)測，并對不平整部位進(jìn)行修整，確保砂輪運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定，減少振動問題。另外，還可選擇合適機(jī)械運(yùn)行的傳動帶來減少加工過程的振動問題。②采用隔振材料進(jìn)行改善，在外部因素的強(qiáng)迫振動上，可通過使用隔振材料來減少機(jī)械加工的外部振動給設(shè)備工件造成的不良影響，在機(jī)械加工過程中可在設(shè)備與地面之間墊一層隔振策略，或者墊其它的彈性材料，盡可能的減少強(qiáng)迫振動給工件帶來的損害。③通過提高系統(tǒng)阻尼對來減少機(jī)械加工產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動，首先，需從改善機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性著手改善，并提高阻尼系數(shù)，使振動問題得到解決。如，可通過安裝阻尼器來增加阻尼，在機(jī)械主軸部位安裝阻尼材料，提高設(shè)備運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。

（2）減少自激振動的有效途徑。機(jī)械加工過程中機(jī)械自激振動的問題可從兩個方面進(jìn)行改善：①選擇合適的機(jī)械刀具幾何參數(shù)，從以往機(jī)械加工過程中機(jī)械發(fā)生振動的因素來看，刀具的幾何參數(shù)對機(jī)械加工振動有著極大影響，因此，在選擇機(jī)械加工刀具時，需對各個刀具的集合參數(shù)做到完全了解，從而選擇合適的刀具類型。在機(jī)械振動因素上，刀具幾何參數(shù)中的前角是引發(fā)刀具出現(xiàn)振動的重要因素，其次則為主偏角，該幾何參數(shù)的刀具與機(jī)械加工過程中發(fā)生振動的問題是呈現(xiàn)正比關(guān)聯(lián)，而前角則是反比。因此，在選擇集合參數(shù)刀具時，合理的選擇能夠極大減少機(jī)械加工的機(jī)械振動問題。②改善加工機(jī)械工藝，機(jī)械加工過程中，若忽視了機(jī)械本身的抗振問題，也會給機(jī)械加工過程造成振動問題，對此，為了減少振動現(xiàn)象，需加強(qiáng)對機(jī)械工藝本身性能的改善，對各個機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的接觸面加強(qiáng)剛度的提升，對工件表面做好打磨工作，對軸承與主軸之間的縫隙做好控制，提升預(yù)緊力。

綜上所述，機(jī)械加工過程中導(dǎo)致機(jī)械發(fā)生振動的原因較多，這些因素不僅給機(jī)械加工的生產(chǎn)效率帶來了直接影響，也給機(jī)械工件的性能與質(zhì)量帶來了損害，因此，當(dāng)機(jī)械設(shè)備在加工過程中出現(xiàn)振動現(xiàn)象時，需對各個振動原因進(jìn)行排查，找到根本因素，對其進(jìn)行針對性的改善，減少振動現(xiàn)象，使機(jī)械加工更具保障。

［1］劉建新，楊慶玲.機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因及解決措施［J］.常州工學(xué)院學(xué)報，2013，22（1）：6-9.

［2］李東，傅曉陽.機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因及解決措施研究［J］.綠色環(huán)保建材，2016，13（10）：213.

［3］花磊，劉展.機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因及解決措施［J］.黑龍江科技信息，2015，14（16）：135.

Causes and Solutions of Mechanical Vibration in Machining Process

HE Hao-xuan

（School of Nuclear Technology and Automation，Chengdu University of Technology，Chengdou，Sichuan 610059，China）

With the continuous development of China's industry，the traditional industrial processing technology has gradually been replaced by CNC machine tool technology，and has realized accurate，convenient and efficient mode of industrial production. However，there are still some interference factors in the production process，the common factors such as vibration，and strong mechanical vibration generated during processing will bring some adverse effects to the normal production process，and brings interference to the whole machining efficiency.Therefore，this paper analyzes the causes of mechanical vibration in the process of machining，and puts forward relevant solutions.

mechanical processing；causes；Solutions

TB533.1

A

2095-980X（2017）01-0043-01

2016-12-23

何昊軒（1992-），男，四川攀枝花人，大學(xué)本科，主要研究方向：機(jī)械工程。