導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械加工振動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生原因及對(duì)策一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：振動(dòng)現(xiàn)象在機(jī)械加工中的危害性極大，它不僅會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲污染，還嚴(yán)重影響加工質(zhì)量與加工效率。因此，必須采取相應(yīng)措施來(lái)消除這種振動(dòng)現(xiàn)象，提高機(jī)械加工效率與加工質(zhì)量。文章對(duì)機(jī)械加工中振動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及具體對(duì)策進(jìn)行深入的探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；振動(dòng)現(xiàn)象；產(chǎn)生原因；具體對(duì)策

1自由振動(dòng)的成因及危害

自由振動(dòng)是機(jī)械加工振動(dòng)現(xiàn)象的一種振動(dòng)形式，發(fā)生幾率多，僅占振動(dòng)現(xiàn)象總發(fā)生幾率的5%左右，通常引起機(jī)械加工自由振動(dòng)現(xiàn)象的原因主要有兩點(diǎn)：①在機(jī)械加工過(guò)程中所產(chǎn)生的切削力在瞬間產(chǎn)生較大浮動(dòng)；②由于加工過(guò)程受到外力沖擊的作用而產(chǎn)生的自由振動(dòng)。自由振動(dòng)由于不會(huì)受到外界其他能量的補(bǔ)充，因此在阻尼的作用下自由振動(dòng)會(huì)急劇衰減。在機(jī)械加工中，自由振動(dòng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的危害性要小的多。不過(guò)自由振動(dòng)的產(chǎn)生在某種程度上會(huì)造成機(jī)械的自激振動(dòng)[1]。

2強(qiáng)迫振動(dòng)的成因及危害

強(qiáng)迫振動(dòng)的成因主要分為兩個(gè)方面，分別是機(jī)械設(shè)備的內(nèi)因與外因。內(nèi)因：①機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的強(qiáng)大離心慣性作用力而引發(fā)的強(qiáng)迫振動(dòng)，例如皮帶輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子等，強(qiáng)迫振動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)頻率基本和這些高速回轉(zhuǎn)元件的速率一致；②機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有缺陷時(shí)，例如傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的某些旋轉(zhuǎn)構(gòu)件出現(xiàn)誤差、接頭松動(dòng)、尺寸不均勻等，進(jìn)而在高速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生具備周期性特征的干擾作用力，從而引發(fā)強(qiáng)迫振動(dòng)現(xiàn)象；③機(jī)械設(shè)備加工中，由于其具備間歇性特征，因此造成了工件間斷位置和加工位置存在密集的節(jié)奏交替，從而在不斷的節(jié)奏交替過(guò)程中形成周期性的激振力，進(jìn)而造成強(qiáng)迫振動(dòng)，例如工件的拉削及銑削過(guò)程。外因：①在機(jī)械加工過(guò)程中引起的地基振動(dòng)現(xiàn)象；②機(jī)械設(shè)備中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件所產(chǎn)生的沖擊和慣性力也會(huì)引發(fā)強(qiáng)迫振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)所產(chǎn)生的干擾力對(duì)機(jī)械加工過(guò)程會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)斐蓹C(jī)械設(shè)備發(fā)生損壞，因此必須采取相應(yīng)的措施來(lái)消除這種強(qiáng)迫振動(dòng)[2]。

3自激振動(dòng)的成因及危害

在機(jī)械加工過(guò)程中，引起自激振動(dòng)的原因有很多，主要如下：①機(jī)械設(shè)備在對(duì)工件進(jìn)行切削時(shí)，工件所產(chǎn)生的切屑會(huì)與設(shè)備刀具形成摩擦，進(jìn)而發(fā)生自激振動(dòng)現(xiàn)象；②機(jī)械設(shè)備的刀具因工件硬度不均勻而造成崩刀，如果崩刀后仍繼續(xù)運(yùn)行機(jī)械設(shè)備，就會(huì)引發(fā)自激振動(dòng)現(xiàn)象；③機(jī)械設(shè)備的刀具安裝存在問(wèn)題，造成刀桿顫動(dòng)、剛性差等問(wèn)題，進(jìn)而產(chǎn)生自激振動(dòng)問(wèn)題；④在對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸工件進(jìn)行加工過(guò)程中，由于工件剛度較差使工件表面形成錐度或波紋，進(jìn)而造成細(xì)長(zhǎng)軸工件加工過(guò)程中產(chǎn)生自激振動(dòng)；⑤對(duì)工件切削量較大或過(guò)小時(shí)也會(huì)引發(fā)自激振動(dòng)現(xiàn)象；⑥工件中的積屑瘤所引起的切削層橫截面積不斷變化而發(fā)生的自激振動(dòng)現(xiàn)象。自激振動(dòng)的成因較為復(fù)雜，并且會(huì)產(chǎn)生不衰減的周期性變化，其發(fā)生幾率更是占到振動(dòng)總發(fā)生幾率的65%左右，這也使其對(duì)機(jī)械設(shè)備的加工效率與自身性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至還會(huì)造成設(shè)備構(gòu)件損壞，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，必須要采取具有針對(duì)性的措施來(lái)消除自激振動(dòng)現(xiàn)象[3]。

4機(jī)械加工中消除振動(dòng)現(xiàn)象的具體對(duì)策

由于自由振動(dòng)不會(huì)受到外界其他能量的補(bǔ)充，能夠快速衰減，因此對(duì)機(jī)械設(shè)備的影響非常小，幾乎可以忽略不計(jì)。而相比于自由振動(dòng)來(lái)說(shuō)，強(qiáng)迫振動(dòng)與自激振動(dòng)的危害性極大，它們不會(huì)進(jìn)行自然衰減，因此必須采取相應(yīng)的措施來(lái)消除這兩種振動(dòng)現(xiàn)象。4.1消除強(qiáng)迫振動(dòng)的具體對(duì)策。在消除強(qiáng)迫振動(dòng)的措施中，主要是對(duì)激振力、振源頻率、系統(tǒng)阻尼來(lái)入手，并采取措施來(lái)對(duì)外來(lái)振動(dòng)進(jìn)行隔離。具體包括對(duì)機(jī)械設(shè)備中所有大于600轉(zhuǎn)每分鐘以上傳動(dòng)構(gòu)件及回轉(zhuǎn)構(gòu)件加裝自動(dòng)平衡裝置，并盡量采用斜齒輪來(lái)對(duì)直齒輪進(jìn)行替代。在傳動(dòng)構(gòu)件的主軸位置處設(shè)置飛輪，并將小功率設(shè)備中的動(dòng)力源和機(jī)床進(jìn)行隔離，此外還要對(duì)同軸度進(jìn)行改善，提高機(jī)械的制造精度及裝配質(zhì)量，并去除高速軸及主軸中起到帶動(dòng)潤(rùn)滑油泵作用的凸輪構(gòu)件，以此減小機(jī)械設(shè)備激振力。在振源頻率方面，應(yīng)對(duì)激振力頻率進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，并將機(jī)械加工設(shè)備中的各個(gè)部件固有頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其在共振頻率上要遠(yuǎn)小于共振區(qū)頻率。此外還要對(duì)設(shè)備中的鑲條、軸承等構(gòu)件與其他部件的間隙進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)機(jī)械加工設(shè)備的相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。在系統(tǒng)阻尼方面，應(yīng)在加工機(jī)床的主軸位置中設(shè)置電裝變液阻尼器，并將滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊調(diào)試，還可在零部件臂內(nèi)填入阻尼材料。在隔離外來(lái)振動(dòng)方面，可將電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力源構(gòu)件和機(jī)床分離，并利用隔振材料將設(shè)備和地面實(shí)施隔離。4.2消除自激振動(dòng)的具體對(duì)策。在消除自激振動(dòng)的具體對(duì)策中，可以從減小重疊系數(shù)、調(diào)整機(jī)床、刀具與工件的相對(duì)位置、優(yōu)化刀具選擇及對(duì)切削用量進(jìn)行合理選擇等四個(gè)方面來(lái)進(jìn)行入手。減小重疊系數(shù)可以通過(guò)對(duì)刀具幾何形狀及切削用量的改變來(lái)進(jìn)行，這樣能夠使機(jī)械設(shè)備的切削加工更加穩(wěn)定。此外，還可以在刀具的后部位置設(shè)置窄棱面。對(duì)切削用量的選擇應(yīng)確保三點(diǎn)：①進(jìn)給量大、切削深度??；②當(dāng)工件加工要求不高時(shí)，可利用低速切削或高速切削；③在工件表面粗糙度能夠允許的情況下，適當(dāng)增加進(jìn)給量。

作者:華攀鋒 單位:無(wú)錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校

參考文獻(xiàn)：

[1]魏秀梅.機(jī)械加工振動(dòng)的防治[J].信息系統(tǒng)工程,2012(1):112+129.

[2]付連宇,于駿一,曲興田,等.消除機(jī)械加工振動(dòng)的新工藝[J].汽車(chē)工藝與材料,1998(1):5-7.

[3]張鵬.農(nóng)業(yè)機(jī)械噪聲產(chǎn)生的原因與控制技術(shù)[J].南方農(nóng)機(jī),2008(3):32.