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摘要：在机械加工的过程中，机械振动的现象是会影响机械加工的进度与质量，造成严重的生产浪费。此外，在机械加工的过程中，机械振动还会产生巨大的噪声，容易对生产环境、生活环境等造成巨大的噪音危害。同时对机械本身也是一种损害。因此，必须要找出机械加工中产生振动的原因，进而针对问题提出一系列的解决措施，保障机械运作的安全性与稳定性。
关键词：机械加工机械振动成因解决措施
引言
机械加工振动会对加工物的表面品质与生产效率产生十分重要影响，可以说是一种非常有害的现象。如果加工过程中产生振动现象，会导致刀具和工件发生相对位移，进而造成加工表面出现振痕，对零件表面品质及其性能产生很大影响。因而不可避免的出现系统振动的情况。在振动现象的影响下，加工部件的精度大大被降低，这对生产率的提高是非常不利的。因此需要采取措施减少机械加工中的振动，以提高机械加工工件精准度和质量。
1.机械加工振动产生的原理分析
受迫振动是在外界的周期性干扰力支持下的不衰减的振动。产生受迫振动的原因可从工件、刀具和机床三个方面进行分析。机床中的一些零件制造的精度不高，导致机床不均匀的运动而引起的振动。刀具方面，当刀具多刃、多齿时，在进行切削时，因为刃口高度存在误差，也容易产生一定振动。工件表面经过切削后可能有断续表面、硬度不一等或表面余量不均，使加工时产生振动。
自激振动是在机械的加工过程中，由于振动的过程本身所引起的切削力的周期性变化，接着这种周期性变化切削力又来加强、维持振动，从而使被阻尼作用所消耗的能量从振动系统中得到了补充，这种振动即为自激振动。切削过程中的自激振动是一种频率比较高的振动，一般又称为颤振，通常能对加工表面质量及机床生产率的提高产生很大影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆导致自激振动发生的原因有以下几个方面：在切削加工过程中，在缺乏周期性外力发生作用的情形下，相对振动有时也会产生在刀具和工件之间，且在工件加工的表面上留下有规律、明显的的振纹。
自由振动是指由于系统所受外界干扰力消除后来自系统自身的衰减振动。因为一些偶然因素会对工艺系统发生作用，破坏系统平衡，自由振动仅靠弹性恢复力维持振动。这类振动会会在工艺系统的阻尼作用下很快衰减。
2.机械加工过程中产生机械振动的成因
2.1自由振动产生的原因
在机械加工中，自由振动是最简单的振动，所占振动比率仅5%左右，引起自由振动的主要原因有：（1）在机械设备加工过程中，切削力突然发生变化引起自由振动。（2）机械加工设备在加工时，外界力对其产生冲击而引起自由振动。机械加工过程产生的自由振动过程没有外来能量的补充，其振动一般会因阻尼的作用而迅速衰减，可见，自由振动对机械加工过程影响较小，但是自由振动在一定条件下诱发产生自激振动。
2.2强迫振动的成因
强迫振动作为机械加工过程中产生的最主要的振动，对于强迫振动的成因来说一般分为两个因素的影响，一个是外部因素，一个是内部因素。而内部因素作为最主要的影响因素，主要成因是（1）对于机床的加工在整体上会存在不平衡的因素，而整体的离心力就会成为一个具有周期性特点的作用力，在这种情况下就会发生皮带、卡盘和电机回转不平衡的产生。（2）机床传动性的零件一般会存在一些缺陷，就会引起强迫振动的产生。（3）在切削过程中的不均匀性，这也会引起强迫振动的产生。从外部因素来说，地基的振动会产生强迫振动的发生，这种情况下会出现在冲压机械的过程中，剧烈的地基振动导致强迫振动，这种强迫振动的产生对于机械的设备和加工工件的影响是非常大的。
2.3自激的振动产生的原因
第一，在进行切、片和削的过程中，操作的零件在运转的过程中，会有一些细碎的原料渣，这是在操作的时候留下了的，不定期清理则会产生阻碍，造成摩擦，从而引起自激的振动；第二，生产加工设备零件的时候，选用的原料质量不佳，而且生产的水平落后，造成零部件尤其是刀片性能差，弹性也没有保证，那么在运作的时候会产生自激的振动；第三，机械加工设备在组装的时候存在缺失，个别零件之间连接不紧密；第四，个别零件与机床不匹配，如刀片过长，而机床是小型的，那么就不能负担起长的刀片，在加工生产的过程中会产生自激的振动。
3.机械加工振动的主要防治措施
3.1有效控制自激振动的方法与途径
1.通过对振型刚度比的合理调整达到目的。根据振型原理可知，各振型刚度比及其组合也能影响到工艺系统的振动。可以通过合理调整两者之间的关系，来有效的抑制自激振动，从而提高系统抗振性。
2.实现工艺系统自身抗振性的提高。要不断提高机床抗振性，由于机床抗振性通常占主导地位，因此可以通过增强加工与装配质量、合理设定各部件固有的频率、提高机床的刚性以及增大阻尼等来提高抗振性。此外，还应注意增强刀具抗振性。可以通过增强工件弯曲刚性来提升工件安装的刚性。
3.减振装置的合理使用。如果采用其他措施后仍无法有效控制振动，还可以考虑通过消振减振装置的使用来达到目的。一般情况下，工艺系统中都附加有减振装置，振动能量被吸收或消耗后，减振的目的得以达到。它对自激振动可以达到同样的抑制效果，成为增强工艺系统的抗振性的有效途径。消振器装置中的吸振器可分成冲击式吸振器与动力式吸振器两类：动力式吸振器是利用所谓的弹性元件把附加质量块接连到系统中，通过对附加质量动力作用的利用，使得系统的力和系统激振力得以相互抵消，从而减弱振动。而冲击式吸振器是由与振动系统的刚性相连接的一个壳体与壳体内的自由冲击质量块来组成的，系统一旦振动，通过自由质量往复运动不断冲击壳体，使振动的能量得以消耗，从而减小振动。
3.2有效控制强迫振动的方法与途径
1.实现工艺系统刚度和阻尼的提升。提高工艺系统的刚度及增大阻尼是提高系统的抗振能力的有效措施。
不断增强连接处的部件接触刚度，减小滚动轴承的间隙。另外，通过使用内阻尼比较大的材料所制造的一些零件也可以效果减振。
2.通过消除或最大限度的减少来自振源的激振力必。以较高速旋转的一些零件，应该在修整前与修整后经过至少两次平衡。还要齿轮的装配精度与制造精度严格要求，可以通过齿轮工作的平稳性提升，来控制由于周期性冲击导致的振动，减少噪声。此外，提升滚动轴承的装配及制造精度，减低由滚动轴承自身缺陷引起的振动或选用厚薄均匀、长短一致的传动带等都可有效减少振动。
3.合理采用相关的隔振措施来减少震动。通过采用柔性连接机床的床身与电机以控制电机自身的振动，通过液压缓冲装置的应用，可以有效控制部件在换向时的冲击。另外，通过木材等使机床和地基相互隔离，将设备的基础与地面的联系通过防振沟进行隔离，从而有效控制周围的振源以地面及基础为媒介传给机床本身。
4.结语
总而言之，机械振动在加工生产过程中是一种比较常见的现象，有的振动不会造成太大影响，而有的振动，本身是由于机械故障所产生的，需要进行进一步的检查和分析，明确问题来源，寻求最佳的解决措施。降低振动的方式多样化，可以从多个方面入手，降低机械振动，保障工件质量，促进生产效率的提高。
参考文献
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[2]吴舒.机械加工过程中机械振动成因及改善措施研究[J].橡塑技术与装备，2015（24）：81-82，88.
[3]余建国.机械加工过程中机械振动的成因分析[J].山东工业技术，2014（24）：10.
论文作者:陈忠平
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/20
标签：过程中论文; 机械加工论文; 系统论文; 工件论文; 机械论文; 机床论文; 加工论文; 《防护工程》2017年第16期论文;