摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，機(jī)械加工行業(yè)也隨之發(fā)展。在機(jī)械加工過(guò)程中，因?yàn)槟承┰驒C(jī)械會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)品加工的質(zhì)量和進(jìn)度大大降低。因此，為了提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和加快進(jìn)程，要采取相應(yīng)的解決對(duì)策。本文主要針對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并提出有效的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；振動(dòng)原因；解決對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TH161.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0284-01

在機(jī)械加工過(guò)程中，常常出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)于機(jī)械振動(dòng)的產(chǎn)生原因也是多方面的。機(jī)械加工產(chǎn)品與機(jī)械之間，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不停歇的運(yùn)作很容易產(chǎn)生振動(dòng)的現(xiàn)象。在機(jī)械加工過(guò)程中，一旦出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，將會(huì)帶來(lái)較大的危害和影響。一方面大大降低了機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量，生產(chǎn)出殘次品的概率增大，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。另一方面會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)械加工的效率與進(jìn)度，無(wú)法在限定時(shí)間內(nèi)完成工作量。因此，針對(duì)在機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的現(xiàn)象，需要對(duì)其進(jìn)行全面的分析，并采取合理且有效的對(duì)策。

1 機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的類(lèi)型和成因

在機(jī)械加工過(guò)程之中，為了提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和加快進(jìn)程，對(duì)機(jī)械振動(dòng)必須進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，了解和掌握其分類(lèi)和成因。

1.1 自由振動(dòng)

在機(jī)械對(duì)產(chǎn)品加工過(guò)程中，最常見(jiàn)且最為簡(jiǎn)單的振動(dòng)類(lèi)型就是自由振動(dòng)。機(jī)械出現(xiàn)自由振動(dòng)的原因大多是機(jī)械在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工時(shí)，切削力產(chǎn)生的波動(dòng)而引起的，或是機(jī)械對(duì)產(chǎn)品加工中，受到外部力的影響從而引起的。機(jī)械在自由振動(dòng)過(guò)程中，通常會(huì)逐漸減弱，因此，自由振動(dòng)對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)品加工的影響不大，但是要考慮到一個(gè)問(wèn)題，就是自由振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)生自激振動(dòng)。

1.2 自激振動(dòng)

自激振動(dòng)是指機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)的高頻率劇烈振動(dòng)。自激振動(dòng)產(chǎn)生的原因通常有以下幾點(diǎn)：①機(jī)械在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)加工時(shí)，刀具與產(chǎn)品之間的摩擦力在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生巨大的變化，從而引起自激振動(dòng)。②機(jī)械在加工零件時(shí)，因加工零件硬度變化較大，導(dǎo)致刀具產(chǎn)生崩刀的現(xiàn)象，從而引發(fā)機(jī)械自身的自激振動(dòng)。③機(jī)械對(duì)零件進(jìn)行加工過(guò)程中，刀具的剛性過(guò)差，刀桿便會(huì)產(chǎn)生自激振動(dòng)。④在機(jī)械加工的過(guò)程中，因選擇的切削量不合理，從而也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械自激振動(dòng)。⑤機(jī)械設(shè)備的組裝中存在某些問(wèn)題，例如部分零件沒(méi)有緊密連接，也會(huì)出現(xiàn)機(jī)械自激振動(dòng)。自激振動(dòng)主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①自激振動(dòng)是無(wú)周期性外力影響的。②自激振動(dòng)會(huì)使機(jī)械自身出現(xiàn)不會(huì)衰減的周期性變化，系統(tǒng)振動(dòng)會(huì)因外力影響而進(jìn)行補(bǔ)充，從而確保長(zhǎng)期振動(dòng)，當(dāng)機(jī)械振動(dòng)停止之后，對(duì)這種外力周期性能量的補(bǔ)充將會(huì)停止。

1.3 強(qiáng)迫振動(dòng)

在機(jī)械加工過(guò)程中，強(qiáng)迫振動(dòng)是常見(jiàn)的振動(dòng)類(lèi)型。產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的原因分別有內(nèi)部原因和外部原因。內(nèi)因通常有以下幾點(diǎn)：①機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生離心慣性，從而所導(dǎo)致的振動(dòng)。離心慣性出現(xiàn)的原因是機(jī)械加工設(shè)備中皮帶輪、砂輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子和快速運(yùn)轉(zhuǎn)的加工零部件等都會(huì)產(chǎn)生的不平衡現(xiàn)象，由此產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。②機(jī)械自身存在的問(wèn)題，例如尺寸規(guī)格設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)。③機(jī)械加工過(guò)程中因時(shí)間規(guī)律性的間隔，會(huì)有一定的節(jié)奏變換，使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)周期性的反應(yīng)，從而產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。外部原因通常是機(jī)械附近有能夠引起周期性振動(dòng)的某些大型機(jī)械，例如沖床和空壓機(jī)等，這些都會(huì)引起機(jī)械產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①機(jī)械自身無(wú)法改變干擾力，與加工過(guò)程中關(guān)聯(lián)性小，用與之相關(guān)的技術(shù)除去干擾力，即可以使強(qiáng)迫振動(dòng)停止。②強(qiáng)迫振動(dòng)易使機(jī)械引發(fā)共振現(xiàn)象，因此在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生干擾。③機(jī)械產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅與外界干擾力成正比。④強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率和外界的干擾力周期相似。

2 機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因與解決對(duì)策

對(duì)機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)性分析，并且了解和掌握其成因后，根據(jù)分析結(jié)果采取相對(duì)應(yīng)的有效措施和解決對(duì)策。

2.1 自激振動(dòng)的解決措施

通過(guò)以上內(nèi)容分析，可得知自激振動(dòng)是因切削過(guò)程中機(jī)械內(nèi)部系統(tǒng)導(dǎo)致的。對(duì)此有以下三種方法。

（1）選擇合理刀具。在機(jī)械加工過(guò)程中，刀具的選擇對(duì)自激振動(dòng)的產(chǎn)生有密切聯(lián)系。因此在機(jī)械加工過(guò)程中，需要合理擴(kuò)大前角和主偏角，從而達(dá)到降低振動(dòng)的目的。

（2）布置機(jī)械位置。從上文對(duì)自激振動(dòng)原理的分析，可知零部件、刀具和機(jī)床的位置如進(jìn)行合理設(shè)置，能夠有效降低自激振動(dòng)發(fā)生的頻率。因此在機(jī)械加工過(guò)程中，需根據(jù)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)原理，對(duì)相關(guān)機(jī)械進(jìn)行合理安排。

（3）降低重疊系數(shù)。系統(tǒng)重疊系數(shù)和再生效果有著密切聯(lián)系。重疊系數(shù)是根據(jù)使用刀具紋理樣式和加工形式以及切削作業(yè)過(guò)程中的用量，這三種數(shù)據(jù)來(lái)判定的。因此，可適度調(diào)節(jié)加工形式、刀具紋理樣式以及切削作業(yè)過(guò)程中的用量三種數(shù)據(jù)來(lái)降低重疊系數(shù)。

2.2 強(qiáng)迫振動(dòng)的解決措施

通過(guò)上文對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的類(lèi)型和成因的分析，同樣可知強(qiáng)迫振動(dòng)的引發(fā)是因?yàn)榇嬖谥芷谛缘耐饬?，因此找到周期性外力源頭是關(guān)鍵所在。

（1）調(diào)試振源頻率。機(jī)械對(duì)零件進(jìn)行加工的過(guò)程中，對(duì)加工系統(tǒng)原有頻率進(jìn)行合理的調(diào)試，能有效降低共振現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率。通常對(duì)機(jī)械設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，將各個(gè)系統(tǒng)中的零件原有的頻率調(diào)試超過(guò)共振區(qū)的頻率。

（2）對(duì)外來(lái)振動(dòng)源進(jìn)行隔離。在機(jī)械加工過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際條件對(duì)振動(dòng)源進(jìn)行隔離，例如在機(jī)械和地面之間放置軟性墊板，從而減弱強(qiáng)迫振動(dòng)。

（3）降低激振力。因機(jī)械在對(duì)零件進(jìn)行加工過(guò)程中，不均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)速度而引起不同程度的激振力。一方面，降低機(jī)械因轉(zhuǎn)動(dòng)速度不均衡而引起的沖擊力和離心慣性力，可以減弱強(qiáng)迫振動(dòng)。例如技術(shù)人員可以通過(guò)對(duì)砂輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子和高速運(yùn)轉(zhuǎn)元件等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，并且安裝相應(yīng)的平衡裝置。另一方面，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的穩(wěn)定性進(jìn)行加強(qiáng)，從而減弱強(qiáng)迫振動(dòng)。通常將機(jī)械中傳動(dòng)皮帶尺寸規(guī)格設(shè)計(jì)一致，盡可能減少在機(jī)械自身方面的問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，在機(jī)械加工過(guò)程中，機(jī)械振動(dòng)一方面大大影響機(jī)械產(chǎn)品的加工質(zhì)量，另一方面，影響著機(jī)械的生產(chǎn)效率。因此，應(yīng)采取有效的對(duì)策來(lái)解決機(jī)械加工過(guò)程中所出現(xiàn)的機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象，從而提高機(jī)械產(chǎn)品的加工質(zhì)量和增大機(jī)械加工的進(jìn)度和效率。

參考文獻(xiàn)

[1]余建國(guó).機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（24）：10.

[2]劉建新，楊慶玲，機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（01）.

收稿日期：2018-8-1