机械加工中的振动及控制措施

机械加工中的振动及控制措施

摘要：近年来，随着市场经济的发展，我国的机械加工技术也在快速的发展成长。但在机械加工技术当中还存在许多的问题，振动是机械加工当中常见的一种物理现象，它的出现会影响产品的表面质量同时还会使生产率下降。因此机械加工中的振动问题是加工制造企业的重要防范问题。文章就从机械加工中振动的危害和类型进行阐释，进而提出相应的解决措施。

关键词：机械加工技术；振动；措施

前言

在机械加工中振动是对加工产品不利的，在加工过程当中产生振动，工件和刀具之间会出现位移的情况，这会导致加工的工件表面出现振痕，使零件的性能下降。同时振动还会使刀具载荷增加，刀具的磨损度加大，甚至有时候会出现崩刃的情况。不仅如此振动还会使机床连接处产生裂缝进而使其使用寿命缩短，其在加工过程中产生的噪音对人体还是有害的。为了使我国机械加工行业有一个更好的发展，提高机械加工中产品的质量，解决机械加工当中的振动问题是十分有必要的。

一、机械加工的振动类型及其产生振动的原因

机械加工的振动类型主要分为三种：自由振动、受迫振动、自激振动。

1.1自由振动

自由振动是由于切削力突然发生变化而受到冲击引起的。它的平衡状态遭到破坏，系统紧靠弹性恢复力来维持。一般来说自由振动是可以迅速衰减的，对机械加工的危害相对于其他两种类型来说也比较小。

1.2受迫振动

受迫振动是周期性干扰力持续对系统产生的影响。周期干扰力可能是系统内部和外部的振源引起的。受迫振动呈现出了三个特点，第一个是受迫振动状态的过程是间歇性的，一旦激振力消失，那么受迫振动也会停止。第二是它的振动频率和外界的激振力频率相同和机械系统自身是没有关系的。第三是它的振动幅值和激振幅值有相关性，同时还和工艺系统的动态性有关系。

1.3自激振动

自激振动是由于振动系统自身产生的交变力激发和维持的振动，导致它产生的原因是因为刀具和工具在没有受到外界的干扰力下而引起激烈的相对振动，这种振动会在工件表面留下有规律和比较明显的振纹。

二、机械加工振动的危害

在机械加工生产里面机械振动对于整个制造行业来说是十分有危害性的并且这种危害性随着机械加工行业的不断发展而越来越突出。振动在机械加工行业里面是一种非常有害的物理现象，对机械加工业的生产效率和相关生产的产品品质产生了严重的影响。一旦机械加工当中产生振动，就很容易导致刀具磨损，进而增加生产成本。除此之外机械振动还会使工件

的表面品质受损，因为刀具的磨损会导致加工精度的降低，振动会让刀具出现颤动导致刀具造成工件表面出现振纹。还有机械加工当中振动会造成夹具和机床使用寿命减短，并且机床的缝隙变大会产生很大的噪音，这些噪音会对人体产生很大的伤害。由此可以看出来，机械加工当中的振动是一种对机械加工行业非常不利的物理现象，它不仅会使刀具磨损、机床寿命减短还会在振动当中产生噪音对人体产生伤害，所以说机械加工振动对于整个机械加工行业会造成不小的麻烦[1]。

三、机械加工振动问题的相关控制措施。

3.1降低受迫振动的有效措施

受迫振动是因为外界周期性的干扰力而形成的，所以只要找到振源就能解决受迫振动，从而减少受迫振动给机械加工行业带来的危害。

3.1.1降低激振力

机床上面的零件大部分是高速旋转的，比如砂轮还有刀盘等。要想降低振动，就必须使它们的旋转平衡减小并且直到消除零件的激振力。降低机械加工的振动频率还要提高机械转动装置的稳定性，用没有接头胶合的平皮带，齿轮也应该选用人字齿轮或者是斜齿轮，还应该在机械加工当中安装缓冲装置，使机械换向的速度降低。

3.1.2对振源的频率进行调整并设置隔振装置

在设计机械的转动速度的时候应该根据相关的设施进行相应的调整，要尽可能的让系统固有的频率和振源的频率不一样，避免两个振源的频率同步而产生更大的振动，从而导致刀具和工件受损。在减轻机械加工振动的时候，可以用弹性的隔振装置将需要防振的零部件和其他的振源相互隔开，让隔振的装置吸收大部分的振动，同时还可以用橡胶垫隔开电机和机床，使它们之间的振动减小，从而降低振动对工件加工造成的危害。

3.1.3采用减振的装置

当上面的方法对减振都没有用处的时候，我们可以采用减振装置，一般减振装置都是机械工艺当中的附带，通过消耗和吸收振动产生的能量，来达到一个减振的效果。减振装置也能够很好的消除自激振动。

3.2自激振动的解决措施

自激振动是一种不衰减的运动和上述的受迫振动恰恰相反。自激振动的频率和系统固定的规律是比较相似或者说是相等的。在每个时间段内获得和消耗的能量的比值是自激振动的产生的关键性因素，所以减小自激振动就应该抓住关键的地方进行改造。

3.2.1设置合理的切削量

在机械加工当中切削的振幅和速度是有一定的关系的，振幅的大小和速度的快慢所产生的振动都会对工件的质量产生影响。所以为了确保工件质量、减小振动，这两者之间的数值就必须要有一个定量，要在保证生产效率的同时减轻振动。而进给量和切削的深度还有振幅也存在一定的关系，当进给量较大并且切削深度比较小的时候，是能有效的减小振动的。

3.2.2提高系统的抗震性

工艺系统自身抗震性的好坏高低也是影响机械加工当中所产生的振动的一个重要因素。所以为了降低振动就应该提高系统的刚度，在对接触面采取刮削的操作的时候，要减小要轴承的间隙，向滚动的轴承施加预紧力，从而降低振动频率。

3.2.3对振型的刚度进行调整

根据振型的耦合原理，机械系统的振动还受其他不同振型刚度的影响。所以想要减少机

械系统中的振动就必须要对刚度比和组合的关系进行一个比较合理的调整，让系统抗震性能

够有效的提高[2]。

3.3提高工艺系统的动态特性

实践证明，机械加工中的振动也是取决于机械加工工艺所具备的抗震能力。首先我们可

以提高机械加工工艺的刚度，它是机械加工工艺里面的薄弱环节，它的提高可以对机床加工

系统的稳定性起一个很大的作用。其次，还可以加大机械加工工艺系统的阻尼，这样就可以

通过增大部件之间的相对摩擦力，减少振动。由此可以看出，在控制机械加工的振动问题中，采取上面的措施可以有效的提高机械加工系统的抗振功能，对于加工工件的质量也有了一定

的保证。

3.4利用多种减振装置有效的控制机械加工当中的振动问题

在日常生活中减振装置主要包括动力减震器和摩擦减震器还有冲击减震器三种类型。动

力减震器经济成本不高操作起来也比较方便，在机械加工当中是性价比比较高的减振产品。

其次摩擦减震器是通过摩擦阻尼来耗费振动中产生的能量，从而减轻振动频率。最后的冲击

减震器则是利用两个物体相互接触来消耗能量，从而解决机械加工当中的振动问题[3]。

结语

综上所述，随着我国经济的不断发展，我国的机械加工业也在不断的前进。机械加工业

在前进的途中难免会遇见一些困难，为了克服这些困难和提高机械加工行业当中的生产效率

和生产品质，机械加工行业就应该认真分析了解振动对机械加工业产生的影响并且找出相关

的解决方法，从而提高相关工件的质量，促进机械加工行业稳定发展。

参考文献

[1]朱春玲.机械加工中的振动分析及控制措施[J].科技经济导刊,2018,26(06):39+24.

[2]曹婷婷.机械加工中的振动问题及其控制措施分析[J].企业技术开发,2014,33(09):82-83.

[3]李文凭.浅谈机械加工中的振动问题及其控制措施[J].科技展望,2015,25(14):74.