摘要：随着我国制造业的不断发展，机械加工技术已经被广泛应用到各个领域中，深刻的影响着人们的生产生活。机械加工手段不仅能够实现生产效率的提高，而且还可以确保产品的标准化，是当代大规模生产的必然趋势。笔者在文章中针对常见的振动问题提出了一些见解，并在此基础上论述了解决振动问题的具体措施，以供参考。
关键词：机械加工；机械振动；改良措施
引言
机械加工更注重产品的标准化，因此对于生产误差的控制极为严格。但工艺系统在使用过程中一方面会出现性能下降，另一方面也容易受到外界因素的干扰。由此造成的振动问题严重影响了产品的质量，甚至还可能给企业造成巨大的经济损失。而振动问题根据成因与表现形式的不同也有着不同的特点，在控制和解决时往往具有一定的难度。由此可见，对该问题进行细致的梳理并且提出性行之有效的对策已十分迫切。
一、机械振动的危害
（一）造成能量损耗
通常而言，在加工机床中产生的振动多为有害的，均会不同程度影响到生产的有序进行。而且这种振动往往会进行往复，伴随着机械设备的运行持续，造成了大量的能耗损失。对于制造企业而言，能耗问题直接关系到生产成本。作为充分竞争的市场主体，企业只有严格的控制生产成本才能在激烈的竞争中占据优势。而机械振动的产生无疑给企业经营发展带来了不利因素，不仅制约了经济效益的实现，而且也不符合当代企业绿色低碳的转型。
（二）破坏工艺系统
机械振动除了会对产品质量造成影响外，同时也可能破坏工艺系统的内部结构。由于在长时间的振动中，动能会给元件造成额外的负荷，因此机械构件和工艺系统的生命周期会被缩短。不仅如此，在振动的影响下工艺系统的性能也会大打折扣，产品的质量参数以及尺寸标准都有可能出现较大的误差。在部分振动较为严重的工艺系统中，甚或造成设备的报废损坏，不仅给企业造成了经济损失，而却也给操作人员埋下了安全隐患。
（三）引发噪声污染
机械振动的同时还会发出噪声，这种混乱和不和谐的声音也会给操作人员带来不适感。根据生理学的研究表明，在噪声的影响下人们的正常工作会受到妨碍，因此机械加工的质量自然就得不到保障。尤其是这种高强度、长时间的噪声污染，会使操作人员产生疲劳、视觉模糊等现象。一旦因此而出现了误操作，不仅使产品的质量出现问题，而且还可能威胁到操作人员的人身安全。此外，若是噪声的分贝较高，还会令人体的感官及内脏出现问题，可见噪声危害之大。
二、机械振动的主要原因
（一）刀具振动
刀具振动是机械振动的常见形式之一，且往往是由多方面因素导致的。而在以往的制造加工工作中，技术人员对于问题认识不全面，因此很难根治这个问题。比如，当工艺系统的刚性较低时，刀具的工作频率就小于标准值，从而造成了振动的现象。抑或是刀具在工作中对工件造成了较大的外激力，而受到这个力的作用机械设备也会产生振动。而若是这个力与机床本身的工作频率接近，那么整个系统就会产生共振。而出现此类问题之后，不仅会使加工的效率降低，而且对于部分元件来说也具有较大的打击。一方面是刀具在振动中对产品造成了一定的破坏，使精度和外观都出现了缺陷；另一方面刀具作为高精尖的元件在震动着也会出现折旧损坏，给企业带了巨大的经济损失。
（二）受迫振动
受迫振动主要是指在工艺系统运行中，机内零部件与机外地基所受外力造成的。而且这种振动在机械设备中普遍存在，只能通过一些特殊的手段来进行控制，将其对制造的影响降到最低。当系统内卡盘与皮带的工作不协调时，就会使设备运行过程中受到离心力的作用，出现规律性的振动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆或者是工艺系统所使用的机械零部件存在天然的缺陷，导致设备在运作时传动力与理论值出现了较大的偏差。此外，车削过程中刀具和工件之间也会产生一个激阵力，若是对某些不规则的工件进行加工时，这个力就会造成机械设备的振动。当然，除了这些机械设备存在的问题，工况环境等外因也十分常见。比如周围设备高强度运作影响到了工艺系统，从而使机床设备在冲撞中振动。或者是厂房建筑地基在生产中产生了共振，两者在互相影响中不断将振动放大，这也是需要思考的问题。
（三）自激振动
顾名思义，自激振动主要是机械设备在运行过程中内部元件之间相互作用而产生的振动，而且这种力不仅难以利用阻尼来控制反而会加剧这种现象。尽管自激振动也是由于系统外力造成的，但不同于受迫振动的是在这种状况下机械设备的能力始终守恒。一般来说，自激振动满足以下两个特点。其一，系统在平衡点附近的不稳定性；其二，迫使系统的工作点略微偏离平衡点的外界扰动。在刀具切削的过程中，这种往复的运动就会造成机床的振动。这就极容易造成工件的外观受损，而且也缩短了机床的服役寿命。
三、机械振动的解决措施
（一）安装阻尼装置
实际上阻尼装置在许多领域都有着广泛地应用，尤其是在振动问题中更是有着立竿见影的效果。在安装之后，阻尼会将振动系统的幅度逐渐降低，起到对机械设备保护和控制的作用。其工作原理是依靠力学规律，将振动所造成的力进行消耗。从其命名也不难看出，阻尼装置主要起到阻止元件运动的设备。一旦工艺系统出现了振动现象，阻尼就会自动产生一个与之矢量方向截然相反的一个力。在两者的共同影响下，振动力就会逐渐衰减，同时阻尼器还能够起到缓冲减震的效果，确保机械设备的零部件不受到损坏。笔者建议，技术人员应该结合生产的具体需求，合理设置阻尼装置的位置和型号。同时，阻尼力并非是越大越好，而要根据实际情况选择铰链或者滑轮，确保加工生产能够有序进行。
（二）合理利用摩擦
基于外力中和控制的思路，笔者认为利用摩擦力来减震也是切实可行的办法之一。而且这种手段成本较低，在实践中也有着不俗的表现。比如可以在镗杆的弹簧处添加一个高质量的重块，在系统工作室能够起到摩擦阻碍的作用。而且重块的质量也会给支承施加一个额外的力，使支承面在振动过程中逐渐被压制，直至将幅度控制在合理的范围之内。该技术在应用中可以完全不依靠外力，因此能够以最低的成本实现减振效果的最大化。不过值得注意的是，摩擦力受到多方面因素的影响，在具体落实阶段仍需要严谨的计算。比如厂房内工况温度以及湿度都存在较大的差距，技术人员需要根据实际情况来进行调整。
（三）优化工艺设计
机床设备的质量以及合理化是决定振动严重与否的直接因素，也是业界最需要解决的问题。前文也曾提到过，加工过程中的部分振动是无法根治消除的，因此必须通过优化设计方案来实现控制。比如刀具在切削的往复运动中会造成受迫振动，其主要原因是设计过程中刀具的形状与尺寸不合理。因此，设计人员就需要充分了解到机械的实际用途，有针对性的进行设计确保在使用过程中不出现较严重的外激力。此外，还需要考虑零部件所表现出来的性能。在设计时，应该选择质优价廉的元件，在资金允许的情况下应该加大对设备的投入。
结语
综上所述，机械加工在我国制造业中的作用日趋重要，但振动问题频现不仅给企业造成了巨大的经济损失，而且也不利于行业的健康发展。笔者通过对振动原因的梳理，提出了安装阻尼、合理运用摩擦力以及优化设计方案等措施，希望能给业界提供一些启发。
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论文作者:王宝苗
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/9
标签：阻尼论文; 系统论文; 刀具论文; 机械论文; 工艺论文; 过程中论文; 机械设备论文; 《基层建设》2018年第19期论文;