機(jī)械加工中的振動(dòng)消除與利用

何曉峰

【摘 ?要】自從步入現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程以來(lái)，國(guó)家整體經(jīng)濟(jì)水平都得到了很大程度的提升，各行各業(yè)也因此得到了不斷的發(fā)展。機(jī)械加工作為國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象之一，對(duì)于國(guó)家的發(fā)展有著十分重要的影響，然而在機(jī)械加工的過(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的振動(dòng)，如果對(duì)這些振動(dòng)不能及時(shí)的消除就會(huì)對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)生很大的影響。文章通過(guò)對(duì)機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中可能出現(xiàn)的振動(dòng)進(jìn)行了充分的分析，并且對(duì)消除震動(dòng)的策略也進(jìn)行了研究，最后對(duì)振動(dòng)加以利用，從而機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了提高。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工;振動(dòng);消除;利用

前言

通過(guò)對(duì)機(jī)械加工過(guò)程研究來(lái)看，機(jī)械加工產(chǎn)生的振動(dòng)主要有強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振動(dòng)、自由振動(dòng)等，不過(guò)自由振動(dòng)在加工的過(guò)程當(dāng)中會(huì)被阻力所消除，因此不會(huì)對(duì)其進(jìn)行考慮。為了能夠保證機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量得到保障，機(jī)械加工時(shí)要求能夠及時(shí)消除振動(dòng)，或是采取有效的方式來(lái)利用振動(dòng)，機(jī)械設(shè)備的使用壽命也會(huì)因此得到延長(zhǎng)。

一、機(jī)械加工中的振動(dòng)消除策略

（一）強(qiáng)迫振動(dòng)

在實(shí)際的機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中，工程技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際的情況而采取科學(xué)的辦法消除或減弱振源產(chǎn)生的激振力，如果零件在加工過(guò)程當(dāng)中自身的轉(zhuǎn)速達(dá)到600轉(zhuǎn)每分鐘的時(shí)候，操作人員要使用有效的措施讓其保持平衡。通過(guò)實(shí)際的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，砂輪出現(xiàn)自身砂粒不均勻的現(xiàn)象主要的原因就是零件的高速旋轉(zhuǎn)，這樣會(huì)讓零件的表面出現(xiàn)磨損，而且還會(huì)出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，主軸的振動(dòng)也就會(huì)因此而產(chǎn)生。為了能夠?qū)@一現(xiàn)象進(jìn)行有效的消除，所以需要對(duì)砂輪進(jìn)行及時(shí)的更換，這就需要進(jìn)行兩次平衡試驗(yàn)，這兩次試驗(yàn)分別在修正之前和修正之后進(jìn)行，從而能夠讓齒輪的平穩(wěn)性得到有效的提高，由于周期性沖擊力而導(dǎo)致振動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)象也得到進(jìn)一步的降低。

一般情況下，機(jī)械系統(tǒng)自身的頻率和激振力的頻率是不一樣的，在這種情況下是不會(huì)發(fā)生共振的。所以，操作人員可以根據(jù)實(shí)際的加工需求來(lái)將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?，還可以對(duì)主軸自身的轉(zhuǎn)速進(jìn)行改變，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速的改變不僅可以讓接觸面和接合面各自的精度得到很大程度的提高，而且還可以讓二者之間的間隙進(jìn)行有效的減少，機(jī)械系統(tǒng)自身固有頻率得到提高。除此之外，操作人員要對(duì)加工機(jī)械采取科學(xué)合理的隔振措施，必要的時(shí)候可以在機(jī)床的機(jī)電、床身連接的位置采取柔性連接的方式。這樣能夠讓電機(jī)在加工過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的振動(dòng)得到有效的隔離。在分離液部分、機(jī)床或者在機(jī)械系統(tǒng)當(dāng)中添加液壓緩沖設(shè)備可以達(dá)到預(yù)期的隔振效果，零部件在進(jìn)行換向的時(shí)候產(chǎn)生的沖擊力也會(huì)因此得到降低。工作人員還可以在地基和機(jī)床之間添加木材或者較厚的橡皮，從而能夠讓地面和機(jī)床之間進(jìn)行有效的隔開(kāi)，地面的振源也很難傳遞到機(jī)床當(dāng)中。

（二）自激振動(dòng)

為了能夠?qū)@一振動(dòng)進(jìn)行有效的消除，要對(duì)切削過(guò)程當(dāng)中涉及到的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的選擇，所謂的參數(shù)簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是切削速度、弓工件進(jìn)給量、背吃力量等等。就好比，如果切削速度在每分鐘20-60m的范圍當(dāng)中，切削設(shè)備自身的振幅增加的速度也會(huì)變得越來(lái)越快;如果切削速度大于或者小于這個(gè)范圍，切削設(shè)備的振動(dòng)和振幅都會(huì)得到有效的降低。通過(guò)實(shí)際的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中進(jìn)給量和振幅之間是反比例關(guān)系，而背吃力量和振幅之間是正比例關(guān)系，這就要求相關(guān)人員在切削過(guò)程當(dāng)中對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程當(dāng)中，必須要結(jié)合實(shí)際的情況而對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，從而額能夠讓機(jī)械加工整體的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提高。

機(jī)械加工人員還要對(duì)系統(tǒng)自身抗振性予以足夠的重視，并且將其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣摺Ｔ谙駝?dòng)的過(guò)程當(dāng)中系統(tǒng)自身的抗振性是相關(guān)人員需要進(jìn)行首要考慮的，為了能夠?qū)@一問(wèn)題進(jìn)行有效的解決，工作人員要對(duì)機(jī)床自身的剛性進(jìn)行改善，充分分析機(jī)械內(nèi)部的各個(gè)零部件自身固有頻率，在實(shí)際的加工過(guò)程當(dāng)中對(duì)涉及到的多種闡述進(jìn)行合理的設(shè)置，并且還要對(duì)系統(tǒng)的阻力進(jìn)行加大，這樣才能夠讓系統(tǒng)自身的抗振性得到進(jìn)一步的提升，而且刀具的抗振性也會(huì)得到相應(yīng)的提高，工件的彎曲剛性得到保障。另外，工作人員還可以在加工系統(tǒng)當(dāng)中加入消振設(shè)備，目前消振工具是在系統(tǒng)當(dāng)中添加吸震器的主要工具。通過(guò)對(duì)機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中來(lái)看吸震器的主要種類可以分為兩種，一種是沖擊式吸震器，另一種就是動(dòng)力式吸震器，沖擊式吸震器主要是在振動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中添加與剛性連接的殼體，殼體一般都是由一個(gè)質(zhì)量塊組成，并且能夠進(jìn)行自由的活動(dòng)，這樣能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象的時(shí)候，質(zhì)量塊會(huì)由于自身的自由移動(dòng)對(duì)殼體進(jìn)行沖擊，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中就會(huì)消耗一定的能量，振動(dòng)的程度也會(huì)因此得到降低;動(dòng)力式吸震器就是在系統(tǒng)當(dāng)中加入兩個(gè)或兩個(gè)以上的質(zhì)量塊，這些質(zhì)量塊之間會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)力，由彈性元件產(chǎn)生的力同激振力也會(huì)得到抵消，從而達(dá)到預(yù)期的振動(dòng)消除效果。

二、機(jī)械加工對(duì)振動(dòng)進(jìn)行的利用

在機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到很多因素的影響，從而導(dǎo)致產(chǎn)生振動(dòng)的原因也有很多種，對(duì)這些振動(dòng)進(jìn)行利用的方法也有很多，不過(guò)在這些利用方法當(dāng)中最為常見(jiàn)的就是振動(dòng)切削法，通過(guò)對(duì)這種方法的合理利用能夠讓零部件表面的品質(zhì)得到有效的改善，切削出來(lái)的效果也能夠達(dá)到預(yù)期。所謂的振動(dòng)切削，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是對(duì)工件之間的時(shí)間、空間等相關(guān)條件進(jìn)行合理的改變，這樣能夠有效的改變切削加工原理，工件的切削熱和切削力也會(huì)得到降低，從而能夠讓切削質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高，這種方法不僅需要的時(shí)間比較少，而且還能夠保證切入和切出工作順利的進(jìn)行，進(jìn)而提高機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，在對(duì)振動(dòng)進(jìn)行利用的時(shí)候，要對(duì)振動(dòng)類型進(jìn)行充分的分析，而且還要對(duì)切削速度進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?，這樣不僅工件表面的質(zhì)量得到提高，而且還能夠讓切削速度更加具有規(guī)律性，對(duì)振動(dòng)的合理利用能夠讓加工機(jī)械的使用壽命得到延長(zhǎng)，機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部的零部件之間可以進(jìn)行正常的活動(dòng)。最后，我們還可以借助于機(jī)械加工中的振動(dòng)來(lái)將切削產(chǎn)品質(zhì)量予以提升。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，技術(shù)人員利用機(jī)械振動(dòng)將產(chǎn)品切削加工是所產(chǎn)生的溫度予以降低，這樣一來(lái)能夠降低產(chǎn)品因溫度過(guò)高而出現(xiàn)變形，并且這也可以給企業(yè)加工精密件提供有效地支持。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在機(jī)械加工的過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到很多因素的影響，從而導(dǎo)致一系列振動(dòng)類型的產(chǎn)生，為了能夠?qū)@些振動(dòng)進(jìn)行有效的消除，工作人員就要對(duì)振動(dòng)類型進(jìn)行充分的分析和了解，并且結(jié)合實(shí)際的情況采取有效的措施進(jìn)行解決，對(duì)這些振動(dòng)進(jìn)行利用的時(shí)候也要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)利用方法進(jìn)行合理的選擇，這樣才能夠保證機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升，而且還能夠延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。有鑒于此，上文在充分結(jié)合筆者對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)研究以及自己多年工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)情況下，主要就機(jī)械加工中的振動(dòng)消除與利用提出幾點(diǎn)看法，以供參考。

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（作者單位：酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司）