山东中烟工业有限责任公司滕州卷烟厂
摘要：伴随我国整体社会经济快速发展，以及科学技术水平不断提升，我国的机械加工行业已经取得了长足的进步，人们对于机械加工的精确度也有越来越高的要求。在整体加工流程中，机械振动对于加工的精确度具有直接性的影响。因此，为了确保产品精密度，有关人员应深入分析机械振动的产生原因及其控制对策。
关键词：机械加工；机械振动；成因；改进措施
1机械加工过程中机械振动产生的分类和原理分析
1.1机械受迫振动
机械加工中产生的受迫振动是属于不衰减振动的，是受外界周期性的干扰力影响的。这样的振动产生需要进行综合性考虑，结合一系列影响因素来进行实际情况分析。一般来说这样的振动产生都是由三个方面产生，在刀具、机床和生产零件方面都有着较为明显的影响。例如在机械的道具上进行切割，因为齿较多可能会产生一些不可避免的误差，这样的误差就会造成振动。同时在生产零件方面，如果表面存在凹凸不平导致刀具切割不能顺畅的进行，或者整个生产零件的硬度不一致，从而在进行实际生产的过程中也会出现同样的振动问题。
1.2机械自激振动
机械自激振动一般来说是因为在生产的过程中，切割发生对应的周期性变化，在不断生产加工过程中，周期性变化反复性越来越强，周期性不断在提高，从而进一步导致阻尼作用消耗的能量在振动系统中得到补充。这样的机械振动一般称之为机械的自激振动。
1.3机械自由振动
机械自由振动的产生一般都是因为一些外力性因素干扰导致的，消除外力后会形成衰减性振动。一些外界因素会对整个机械生产加工系统发生作用，进一步破坏整个系统的平衡性。自由振动仅仅依靠弹性恢复力维持震动，在阻尼作用下，会很快衰减。
2机械加工过程中机械振动危害
在机械加工过程中出现的机械振动会对整个加工过程及其涉及构件等都产生不同程度的危害，主要体现在以下几个方面：①危害操作环境：各类振动会引发大量刺耳噪声，会直接影响操作人员的身心健康，进而使其工作效率也有所下降。②危害工件质量：在机械加工过程中出现的各类机械振动会对加工件表面质量产生直接影响和危害，使其质量有所下降，加大其表面粗糙程度，甚至会产生纹路、瑕疵等。除此之外，机械振动还会致使工件和刀具间出现位移，进而严重影响加工的精确度。③影响生产效率：很多加工人员会通过降低切深、转速等方式，把切削的用量减少，以降低或者规避机械振动的发生，加之刀具使用寿命也会因振动而降低，需要加工人员对刀具频繁更换、研磨，最终降低了整体生产的效率。④危害切削刀具：刀具会受到振动的影响而无法正常进行切削，并受到交变切削力影响而增加切削热，使得刀具磨损加剧，严重时甚至会出现崩裂现象，使得刀具使用寿命被严重降低。⑤危害工装夹具及机床：工装夹具及机床会受到机械振动的影响而变得松动，使得间隙逐渐变大，从而使工装夹具及机床的磨损加剧，影响并降低了加工精确度，进而使工装夹具及机床使用的寿命也被降低，甚至会引发严重的加工事故。
3机械加工过程中机械振动的有效改进措施
3.1强迫振动控制对策
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。
3.2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。
3.3自由振动控制对策
在机械加工过程中，自由振动会永远出现，其引发过程不会受到外力影响，且其损伤较小，达到了可以忽视的程度。但是为了进一步确保加工的精确度，加工人员应当及时优化阻尼元件、弹性元件等的性能，使机械系统整体质量得以有效强化，进而最大限度地规避自由振动的出现。
4结语
总体而言，在机械加工过程中难免会出现机械振动的问题，主要包括自由振动、强迫振动以及自激振动。相对其他振动而言，自由振动能够逐渐衰弱，控制相对简便，然而其他两项振动对加工过程具有极大的危害，因此，技术人员必须全面对其进行分析，并针对性地实行控制对策，从而充分降低其危害。
参考文献
[1]陈永生.机械加工过程中机械振动的成因及对策分析[J].中国设备工程，2018（12）：88-89.
[2]邓宁.对机械加工过程中机械振动形成的原因和对策分析[J].内燃机与配件，2018（05）：91-92.
论文作者:李丽鹏,郑健
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：机械论文; 过程中论文; 机械加工论文; 刀具论文; 加工论文; 系统论文; 频率论文; 《基层建设》2019年第19期论文;