摘要：在机械制造的过程中，机械加工作为其重要的环节，具有非常高的精度要求。机械加工的过程中机械振动的类型比较多，造成机械振动的原因比较复杂。通过对机械振动进行分析，寻找机械振动的源头，根据机械加工的实际情况，采取相应的改进措施，提高机械加工的效率和质量。
关键词：机械加工；机械振动；成因；改进途径
引言
随着经济的发展，我国数控技术的发展如春笋般迅速。在机械生产过程中得到了非常广泛的应用，大大提高了加工效率，为我国制造业的发展提供了便利的条件。然而机械加工过程中机械振动的问题需要解决，因为机械振动频率会影响加工产品的精度。因此针对机械加工中的振动现象必须引起足够的重视，提高产品加工的精密度和准确度，减少机械加工过程中机械的振动频率是机械加工作业需要长期解决的问题之一。
1机械加工过程中机械振动的原因
1.1强迫振动的原因
在进行削磨的过程中，皮带和电动机产生的相互作用力，会造成机械振动。不同规格的皮带和电动机，产生作用力引发的震动频率的大小是不一样的。强迫振动如果较大会影响加工产品的质量，在加工产品的过程中精度会降低，这样生产出来的产品将达不到精细的程度。这种振动的影响因素很多，在解决这类振动问题时，要考虑的面面俱到，这样才能使强迫振动降到最低。强迫振动主要包括系统内部和外部两个方面原因，内部因素的影响有地基振动和液压部分。外部因素的影响主要包括三个方面：1）由于系统工作会产生离心力，会使工件会失衡从而产生强迫振动现象。2）如果系统的旋转机构存在问题，在工作过程中旋转产生的干扰力，在机械加工过程中也会导致强制振动。3）机械加工过程如果存在间断性，加工部件互出现晃动，相互作用力的出现，最终也会导致强迫振动。
1.2自由振动的原因
自由运动对机械加工的产品影响比较微小。例如：用机械对产品进行切削的过程中，由于产品材料硬度不是特别均匀或工件表面比较粗糙，机械就会发生自由振动，由于阻尼作用产生，振动会迅速降低，所以在机械加工过程中对产品的影响很小。但是自由振动在一定条件下会转化为自激振动，这样就会使得机械在加工过程中振动的频率迅速上升，为了避免转化为自激振动，也不能完全忽视自由振动。
1.3自激振动的原因
自激振动产生的原因很多，但主要有三个方面。第一，在机械加工过程中，加工的产品由于系统运转过程的操作，会掉落一些产品的碎屑。如果不及时清理出这些产品碎屑，时间越长，碎屑的数量会越积越多，会对后续加工的产品会产生阻碍，加大摩擦引起自激振动；第二，如果加工的材料本身就存在问题，那么在加工过程中，会影响加工的效果。不仅会使产品加工增加难度，也会损害加工设备，造成加工零部件性能变差，在机械加工过程中产生自激的振动；第三，机械加工设备在加工产品前没有调试好，使个别加工零件之间连接不紧密，也会产生自激振动。
2 机械加工过程中机械振动的有效改进措施
2.1减少强迫振动的措施
机械加工的过程中，外力作用是强迫振动产生的重要原因，在对强迫振动进行改进的过程中，需要结合振动的规律和振动源头。强迫振动的源头大多来自外界，可以采取现场测试、环境实验等方式寻找振动源头。在现场测试的过程中，借助相应的振动传感收集装置，开展频谱分析工作，根据分析的结果判断振动频率。环境实验的过程中，根据外界环境中的振源，对停机状态下的振动信号进行采集以及分析，提出相应的频率信息确定振动的源头。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在明确振动的源头之后，采取下面的改进措施：第一，隔离外来振源。机械加工中，将加工设备和电动机、油泵等动力类型的设备分开，实现振源的隔离。也可以使用相应的隔振材料，如弹性木板等实现地基和机床等设备的隔离。也可以采取挖掘防振沟的方式，将地面和设备进行隔离。第二，有效控制激振力。在机械加工的过程中，由于不平衡问题的存在造成激振力的出现。在振动控制的过程中，需要做好激振力的控制措施，其关键点是有效减少系统中的不平衡现象。因此，在机械系统中安装相应的自动平衡装置，可以采取动态和静态两种平衡装置。为了有效增强系统的稳定性，应当保证设备的质量，提高安装的精度。技术人员在机械加工开展之前和加工过程中，针对元件开展相应的平衡调节工作，有效控制和减少激振力的出现，改善机械振动的情况。第三，有效调节振源频率。频率调节的目的是有效控制激振力的频率，使其能够低于固有频率，避免出现共振现象。在机械结构设计的过程中，应当避免系统中各个部件固有频率过于接近共振频率。如果机械加工系统已经明确，可以通过调节激振力频率的方式，有效避开系统固有频率。在机械加工的过程中，可以改变主轴的转速或者电动机的运转速度等各项参数，避免其接近共振范围。第四，有效增强系统阻尼。机械加工的过程中，通过增强机械系统设备的刚性以及稳定性，改善强迫振动。适当安装相应的阻尼器增强系统的阻尼。在支撑件的零部件臂处填充相应的阻尼材料。机械加工系统中，需要承受弯曲振动的表面，喷涂相应的内阻和高弹性的黏性材料，提高阻尼装置的效率，改善机械振动的现状。
2.2自激振动的改进措施
自激振动的振源找是根据振动频率、范围以及性质等进行综合的判断，使用逐步排查的方式寻找振源。自激振动和系统工艺有着直接的关系，诊断的难度比较低。自激振动中振源在内部的情况下，通过单独驱动机床的各个部分开展相应的空转试验寻找振源。针对有可能发生振动的元器件或者运动部件进行评估，根据相应的参数计算、外力频率分析以及运转试验等进行分析，明确机械自激振动的振源。在改进自激振动中，可以采取下面方式：第一，刀具参数选择应当合理。刀具和工件之间的作用力是自激振动的重要源头，根据刀具参数的要求选择合适的刀具。机械加工的过程中，刀具主偏角和前角的参数是自激振动的主要影响因素，主偏角不断增加，前角就会越大，振幅就会减小。在实际的切削加工中，应当适当的扩大主偏角和前角，在满足条件的情况下，尽量减小后角，有效减小机械振动。第二，选择适当的切削量。切削用量主要有切削速度、进给量以及切削深度，任意一个参数的变化，都会对生产效率产生影响。在机械加工的过程中，根据加工的需求，需要对三个参数进行优化。加工的过程中，进给量选择相对较大的，切削深度应当较小，采用高速切削或者低俗切削的方式，实现减少自激振动的目的。第三，采取相应的减振措施。机械系统自身的抗振性能是自激振动的原因之一，应当注重机械系统刚性的提高，达到降低自激振动的目的。在实际的措施中，可以通过对接触面采取预处理的方式，调整轴承之间的间隙，增加滚动轴承的预紧力等。同时也可以采取相应的减振装置，消耗和吸收振动的能量。
结束语
在技术和工艺发展的过程中，原料和设备开展高精度的加工是重要的基础。在传统的机械加工和数字化加工中，工件和工具之间需要进行往复运动，系统通常会出现振动问题。振动的类型和程度不同，对机械加工进度有着不同的影响。随着工业生产对机械加工精度要求的提高，降低机械加工环节中的振动现象，能够有效提高机械加工精度。通过分析机械加工振动的原因，采取科学合理的规避和消除措施，有效提高机械生产的效率和质量。
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论文作者:朱波,陈鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
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