论文部分内容阅读
[摘 要]在机械加工过程中，由于种种原因机械振动现象较为常见，不仅会影响被加工机械表面质量，同时也会损坏切削刀具，并造成噪声污染。因此，对机械加工过程中机械振动的原因进行分析，并探索其解决策略具有重要的意义。
[关键词]机械加工 机械振动 振动原因 解决措施
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0027-01
引言
在我国科学技术的大力发展下，数控技术开始在我国机械加工领域广泛应用。虽然在一定程度上提高了我国机械加工的效率和精确度，但由于在加工过程中，刀具和被加工机械做周期性往复运动，因此加工过程中产生机械振动十分难以避免。而一旦发生机械振动不仅会影响到机械加工质量，甚至也会导致加工机械出现损坏。因此，研究机械加工振动的解决措施，对于促进我国机械加工行业的发展具有重要的意义。
一、机械加工中机械振动的类型及成因分析
1、受迫振动
受迫振动是一种不衰减振动，其影响因素主要为外界周期性的干扰。在机械加工中受迫振动的出现主要需要从三个方面进行分析，包括：机床、工件、刀具等。[1]通常来说，在机械加工中出现受迫振动的原因主要是由于刀具切削时，齿较多，因此切削时存在一定的误差，再加上加工过程中刀具、工具是呈周期性往复运动，因此受迫振动的发生也不奇怪了。另外，若加工工表面存在硬度不同的情况，在加工过程中仍然会发生受迫振动。
2、自激振动
自激振动主要是由于机械加工过程总加工工件与切削刀具呈周期性往复运动造成的，并且，在加工过程中这种周期性为越来越强，从而导致阻尼消耗的能量，被振动系统所补充，进而产生持续性的自激振动。
3、自由振动
通常来说，自由振动主要是由于机械系统受外力干扰，而当外力消除后，机械系统会出现帅碱性的振动。其危害主要在于会对系统平衡造成影响。一般来说，自由振动主要依靠弹性恢复力维持振动，但由于能量维持单一，因此会很快发生衰减。
二、机械加工中机械振动的危害
1、对加工质量的危害
在机械加工中，若产生机械振动，最直接的危害就是会造成加工工件的表面质量下降，甚至出现纹路或凹陷。另外，由于机械振动会导致刀具和工具之间产生位移，因此对于一些精密度要求较高的工件加工，很有可能会导致工件加工精度下降。
2、对机床夹具的危害
当机械振动产生时，若振动持续时间较长，将很可能导致机床和夹具之间的运动元件发生松动，而机床和夹具运动元件发生松动，很容易导致机床和夹具零件的磨损加快，进而造成机械加工精度下降，甚至造成安全事故。
3、损坏刀具
在机械加工中，切削刀具的正常运作对于确保加工质量具有重要的作用。而当加工过程中发生振动时，就会导致切削刀具受到变切削力的影响，不仅加快了刀具磨损，严重时甚至会导致刀具崩裂。
三、机械加工中机械振动控制方法
从机械加工中机械振动产生的类型来看，对机械加工质量具有直接影响的主要是自激振动和受迫振动。[2]因此，在研究机械振动控制措施的过程中，应主要从受迫振动和自激振动两个方面进行考虑，具体如下。
1、自激振动控制措施
在机械振动中对自激振动的控制措施主要可以从三个方面进行：第一，由于振型刚度比和其它组合对系统振动具有較大的影响，因此为了避免自激振动的发生，工作人员必须要合理的调整振型刚度比，并完善设备之间的组合，从而减少自激振动发生的概率；第二，由于在机械加工过程中，与振动相关的系统主要是机床系统，因此为了减少自激振动的发生概率，对机床系统抗震性能进行一定的优化，也能够有效地减少自激振动的发生；第三，在我国科技技术的不断发展，一些先进的减震设备仪器开始出现在人们的眼前，为了减少机械加工中自激振动的发生概率，合理的应用一些减震设备也是一个较为有效地措施。
2、受迫振动控制措施
在机械加工中受迫振动的发生同样对机床设备以及加工工件质量影响重大，通常来说对受迫振动的控制主要可以从三个方面进行，具体如下：第一，由于提高系统刚度和增大阻尼可以有效地防止受迫振动的发生，因此实现提高工艺系统刚度和阻尼是一个极为重要的措施。具体来说，在提升刚度方面，主要可采用强化连接处部件接触刚度的方法以及减少滚动轴承间隙等等，而对于阻尼的提升则主要是通过使用阻尼较大的材料得以实现；第二，由于振动的发生都是存在振源的，因此为了对受迫振动进行控制，从振源上着手也是一个极为有效地措施。具体来说，对于一些旋转速度较高的零件，为了减少其振动应进行多次的平衡调整，另外，在针对周期性振动方面，应通过优化齿轮性能来提升系统的稳定性，进而减少周期性运动的影响。此外，工作人员还可以通过提高滚动轴承的制造精度来减少设备运动时产生的往复振动；第三，采用一些有效地隔震措施，通常来说可采用柔性连接机床的床身和电机对电机振动进行控制，另外，也可以使用木材将机床和地基隔离，从而有效地减少周围振源对机床的影响。
结束语
综上所述，机械振动的发生在机械加工制造过程中是一种较为常见的现象，对此本文分析了机械加工中机械振动产生的主要类型，并分析了其产生的原因，最后针对对机械加工具有直接影响的振动类型，提出了针对性的解决措施，以其提升机械加工质量及效率。
参考文献：
[1]熊曦明. 浅谈机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J]. 内燃机与配件， 2018（3）：140-141.
[2]叶康智. 机械加工过程中机械振动的成因及解决方法[J]. 山东工业技术， 2018（1）：12-12.
[关键词]机械加工 机械振动 振动原因 解决措施
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0027-01
引言
在我国科学技术的大力发展下，数控技术开始在我国机械加工领域广泛应用。虽然在一定程度上提高了我国机械加工的效率和精确度，但由于在加工过程中，刀具和被加工机械做周期性往复运动，因此加工过程中产生机械振动十分难以避免。而一旦发生机械振动不仅会影响到机械加工质量，甚至也会导致加工机械出现损坏。因此，研究机械加工振动的解决措施，对于促进我国机械加工行业的发展具有重要的意义。
一、机械加工中机械振动的类型及成因分析
1、受迫振动
受迫振动是一种不衰减振动，其影响因素主要为外界周期性的干扰。在机械加工中受迫振动的出现主要需要从三个方面进行分析，包括：机床、工件、刀具等。[1]通常来说，在机械加工中出现受迫振动的原因主要是由于刀具切削时，齿较多，因此切削时存在一定的误差，再加上加工过程中刀具、工具是呈周期性往复运动，因此受迫振动的发生也不奇怪了。另外，若加工工表面存在硬度不同的情况，在加工过程中仍然会发生受迫振动。
2、自激振动
自激振动主要是由于机械加工过程总加工工件与切削刀具呈周期性往复运动造成的，并且，在加工过程中这种周期性为越来越强，从而导致阻尼消耗的能量，被振动系统所补充，进而产生持续性的自激振动。
3、自由振动
通常来说，自由振动主要是由于机械系统受外力干扰，而当外力消除后，机械系统会出现帅碱性的振动。其危害主要在于会对系统平衡造成影响。一般来说，自由振动主要依靠弹性恢复力维持振动，但由于能量维持单一，因此会很快发生衰减。
二、机械加工中机械振动的危害
1、对加工质量的危害
在机械加工中，若产生机械振动，最直接的危害就是会造成加工工件的表面质量下降，甚至出现纹路或凹陷。另外，由于机械振动会导致刀具和工具之间产生位移，因此对于一些精密度要求较高的工件加工，很有可能会导致工件加工精度下降。
2、对机床夹具的危害
当机械振动产生时，若振动持续时间较长，将很可能导致机床和夹具之间的运动元件发生松动，而机床和夹具运动元件发生松动，很容易导致机床和夹具零件的磨损加快，进而造成机械加工精度下降，甚至造成安全事故。
3、损坏刀具
在机械加工中，切削刀具的正常运作对于确保加工质量具有重要的作用。而当加工过程中发生振动时，就会导致切削刀具受到变切削力的影响，不仅加快了刀具磨损，严重时甚至会导致刀具崩裂。
三、机械加工中机械振动控制方法
从机械加工中机械振动产生的类型来看，对机械加工质量具有直接影响的主要是自激振动和受迫振动。[2]因此，在研究机械振动控制措施的过程中，应主要从受迫振动和自激振动两个方面进行考虑，具体如下。
1、自激振动控制措施
在机械振动中对自激振动的控制措施主要可以从三个方面进行：第一，由于振型刚度比和其它组合对系统振动具有較大的影响，因此为了避免自激振动的发生，工作人员必须要合理的调整振型刚度比，并完善设备之间的组合，从而减少自激振动发生的概率；第二，由于在机械加工过程中，与振动相关的系统主要是机床系统，因此为了减少自激振动的发生概率，对机床系统抗震性能进行一定的优化，也能够有效地减少自激振动的发生；第三，在我国科技技术的不断发展，一些先进的减震设备仪器开始出现在人们的眼前，为了减少机械加工中自激振动的发生概率，合理的应用一些减震设备也是一个较为有效地措施。
2、受迫振动控制措施
在机械加工中受迫振动的发生同样对机床设备以及加工工件质量影响重大，通常来说对受迫振动的控制主要可以从三个方面进行，具体如下：第一，由于提高系统刚度和增大阻尼可以有效地防止受迫振动的发生，因此实现提高工艺系统刚度和阻尼是一个极为重要的措施。具体来说，在提升刚度方面，主要可采用强化连接处部件接触刚度的方法以及减少滚动轴承间隙等等，而对于阻尼的提升则主要是通过使用阻尼较大的材料得以实现；第二，由于振动的发生都是存在振源的，因此为了对受迫振动进行控制，从振源上着手也是一个极为有效地措施。具体来说，对于一些旋转速度较高的零件，为了减少其振动应进行多次的平衡调整，另外，在针对周期性振动方面，应通过优化齿轮性能来提升系统的稳定性，进而减少周期性运动的影响。此外，工作人员还可以通过提高滚动轴承的制造精度来减少设备运动时产生的往复振动；第三，采用一些有效地隔震措施，通常来说可采用柔性连接机床的床身和电机对电机振动进行控制，另外，也可以使用木材将机床和地基隔离，从而有效地减少周围振源对机床的影响。
结束语
综上所述，机械振动的发生在机械加工制造过程中是一种较为常见的现象，对此本文分析了机械加工中机械振动产生的主要类型，并分析了其产生的原因，最后针对对机械加工具有直接影响的振动类型，提出了针对性的解决措施，以其提升机械加工质量及效率。
参考文献：
[1]熊曦明. 浅谈机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J]. 内燃机与配件， 2018（3）：140-141.
[2]叶康智. 机械加工过程中机械振动的成因及解决方法[J]. 山东工业技术， 2018（1）：12-12.