机械加工中机械振动的原因解析与应对
摘要：在我国的工业生产过程中，机械加工工业非常重要。然而在实际的工业生产机械加工中，机械振动问题的产生影响了机械加工正常运行，也会对机械加工造成一定的损坏。本文笔者简要阐述了机械振动以及机械振动种类，并分析了产生机械振动的原因，根据振动产生原因提出了解决机械振动的有效措施。
关键字；机械加工；机械振动原因；解决措施
机械加工行业是我国当前重要的工业生产行业，对我国生产和发展起到了重要的作用。机械加工制造的机械、相关零部件在工业生产领域、在建筑领域等重要生产领域中都有重要的应用。但是，当前社会生产力得到发展，对机械加工产品质量的要求提高。所以，为了保证机械加工的生产质量，对于机械加工中振动问题的产生和解决非常重要。
1.机械加工中的机械振动
1.1机械振动简要概述
在机械加工过程当中，机械振动的产生是比较常见的问题。指的是物体在保持自身平衡的前提下在所处位置周围进行规律性重复运动。在机械振动产生中，决定机械振动大小的关键指标是机械振动量，或者是机械振动的速度以及移动距离。在机械振动中根据振动产生的原因不同可以将机械振动大致分为三种类型。首先，自由振动。在机械振动中，自由振动的产生是由机械激振力引起的，在机械加工中激振力产生会对机械系统的平衡性能造成一定的影响，从而引发自由振动。自由振动是机械振动中影响危害都比较下的振动，因为自由振动本身可以自我减弱。其次，强迫振动。机械系统在进行机械加工的过程中，会受到来自外界因素干扰，从而出现强迫振动，强迫振动具有周期性、规律性以及强制性的特点。最后，自激振动。自激振动是三种机械振动中对机械加工危害影响最大的振动。自激振动的产生频率相对比较高。
1.2机械加工中机械振动的影响
首先，机械加工中，机械振动产生会出现较长时间的噪音，噪音声音大并且对工人的耳膜以及心理都有影响，是工人处于不利的操作环境，降低工人工作效率。其次，机械振动产生会对加工工件的质量造成一定的影响。在机械加工中，加工构件置于机械系统当中，当机械振动产生时机械系统刀具等作用部位会对夹具上的工件造成不同程度的损坏。例如，划痕、割裂等问题。使工件质量合格率下降。另外，机械加工中对于工件精度要求非常高，一般要求精度应该控制在0.5毫米之内。机械振动的产生造成机械生产系统失常，从而影响工件加工精度。第三、机械振动的产生也会影响到生产效率。一方面，机械振动对机械加工人员造成不良影响，一定程度上降低了员工的生产效率。另外一方面，为了避免机械振动的发生，减少振动产生通常会使用降低工具转速、减少切削用量的方法。而这样改变生产方式的办法，虽然起到一定的效果，但是一定程度上也使机械生产效率发生了变化，降低了生产效率。
2.机械振动的产生原因以及解决办法
2.1自由振动产生原因以及解决办法
2.1.1自由振动产生原因
自由振动是机械振动的一种，也是机械振动中危害比较小的一种。机械振动自由振动产生的主要原因是自身机械原因，机械系统在工作过程中会受到自身工作作用力、弹力因素以及本体重力的影响而出现自由振动现象。换言之，机械自由振动产生是由自身惯性以及原件弹性引起的。例如，简谐振动的产生就是一常见的自由振动。如图一为简谐自由振动的运动图像。
图一
2.1.2控制自由振动的策略
在机械生产加工过程当中，自由振动产生外在影响因素比较小，并且自由振动对机械系统以及工件影响比较小，但是对于机械加工精度也会造成影响。所以，出于加工精度角度考虑要对机械自由振动进行控制。而在控制机械自由振动中，工作人员可以对机械系统的阻尼元件以及弹性元件进行优化，提升机械系统整体工作的稳定性。包括及时对机械系统阻尼元件进行检查维修或者更换等方法，保证机械系统内部各工作环节都良好实施。从而减少机械自由振动的产生。
2.2强迫振动产生原因以及控制办法
2.2.1强迫振动产生原因
在机械振动中强迫振动也可以称作是受迫振动。与自由振动产生的原因有本质上的区别，机械强迫振动产生更主要的原因是受到外力干扰因素，并且振动的持续性更长[1]。一般情况下可以将强迫振动产生分为两种形态，分别是稳态振动以及瞬态振动。其中，稳态振动产生过程要从外界获得力量，而自身振动的振幅与获得的外界力量成正比例关系如图二。另外，瞬态振动与稳态振动产生有所不同，振动产生只是在短时间内，并且瞬态振动产生因素也趋向于内部因素。总结而言，强迫振动产生的原因是由于激振力在机械装置内产生。而激振力的产生运用主要包括以下几种：1.机械加工中出现不均匀切削。机械系统在进行切削过程中会出现间歇性切削现象，间歇性切削过程中会产生机械切削力的周期性变化，从而引起激振力，造成强迫振动。2.机床传动误差也会引发强迫振动。机械系统机床传动过程中，液压传动过程中，由于机床皮带接缝、油液脉动以及机床轴承等部件尺寸存在差异性会引发强迫振动。另外，机床在工作中需要齿轮组运行，如果齿轮组的尺寸出现问题也会强迫振动。
图二
2.2.2强迫振动的控制办法
对于强迫振动的控制，可以采取以下方法进行：首先，可以采取降低振源或者消除振源激振力的方法控制强迫振动[2]。在进行机械加工过程中，机械加工人员要做好转速控制工作，保证机械技工中工件的转速控制在600转/分钟。控制机械加工转速是防止工件在加工中受到工件本身存在的砂砾造成的磨损影响，从而出现强迫振动现象。另外，工作人员在进行机械加工过程当中也要及时更换机械砂轮。其次，采用接触刚度、消除间隙以及提升接触面精度等方法提升机械系统的频率以及方法。
2.3自激振动产生原因以及解决办法
2.3.1自激振动产生原因
自激振动也是机械振动中常见的一种，其产生的原因主要包括以下几种；1.在机械加工过程中，切削层横截面发生面积同时刀具前角也出问题，很容易引发自激振动。2.刀具的性能会引发自激振动，机械系统刀具刚度性能刚性较小，在实际加工过程中刀杆会出现振动，从而造成自激振动。3.在进行机械加工过程中，由于切削量选择不合理也会引发自激振动。
2.3.2自激振动控制办法
1.在实际的机械加工过程中，系统阻尼元件有非常重要作用。可以通过优化系统阻尼元件的方式控制自激振动[3]。改变阻尼元件材料，提升阻尼性能。选择铸铁作为机床立柱或者对机床进行支撑可以有效控制自激振动。2.对机械加工车床系统进行检查，对机床刚性比较弱的元件进行加固。3.也可通过控制切削量、切削深度以及切削速度的方法，规避机械加工自己振动。
结束语
本文笔者阐述了自激振动、自由振动以及强迫振动三种振动方式，并根据产生原因分析，提出了解决三种振动的有效策略。希望能够对机械加工中机械振动的控制有所帮助。
参考文献
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