机械加工中机械振动的原因及解决措施

2020-01-07马佳

湖北农机化 2020年11期

关键词：激振力机械加工刀具

马佳

(唐山劳动技师学院，河北唐山 063000)

1 机械振动的原因

1.1 受迫振动

这种振动主要是由于外界规律性干扰因素所致，其长期存在，是机械加工的潜在隐患。如若发生这种情况，就需要相关专业人员对机械加工的多个方面进行综合分析，不仅仅是机床本身，还包括工件及所使用的刀具，都可能是产生这种振动的原因。

1.2 自激振动

这种振动源自加工工具本身，在机械加工过程中，刀具切割过程中，整个机械系统平衡行略微有所变动，而机械加工时，机械系统自身就是一种规律性振动，在系统略微偏离平衡点期间，随着时间的推移其幅度日趋增大，并且这一振动的能量可以由系统自身源源不断地提供，其与机械系统共存亡，这种振动对加工影响巨大。

1.3 自由振动

这种振动在机械加工过程中持续时间较短，通常是由于整个系统在规律性或不规律性外力的影响下，产生的一种快速衰减的振动。这一振动对整个系统存在不可忽视的影响，会直接或间接地影响系统平衡，这种振动的能源来自外力，同时也与系统自身有一定的关系，其不能长时间进行下去。

2 机械振动的危害

2.1 影响机械加工的精确性

从机械加工行业的技术要求角度上来看，加工工作的开展对于精确性所提出的要求是非常高的。在开展机械加工工作的过程中如果出现振动，意味着所加工的构件在实际操作中会由于遇到振动问题产生加工位置和加工力度不够精确的问题。虽然机械加工中出现误差是不可避免的现象，但机械振动因素引起的误差在误差程度上往往比较大，这对于机械加工来说是非常显著的负面影响。

2.2 影响整体工艺的质量水平

机械加工工艺在加工工作的开展中不仅要重视工艺应用准确性的问题，还要重视工艺应用的整体水平，当振动现象发生时，即使部分加工工艺本身在先进性上达到了较高的要求，但实际的加工效果却容易由于加工工作开展中振动影响因素的出现而同步带来质量问题。

2.3 影响机械加工的效率

这种效率上的影响不仅是指机械加工在进行过程中的效率会降低，更强调机械加工中出现误差后会对整个工件的加工效率产生不利的影响，减缓整个加工工作的速度。

3 解决措施

3.1 优化操作水平，检测加工设备

第一，提升操作水平。虽然机械加工的过程在现代化发展和先进技术支持的背景下能够获得更加全面和高效的应用效果，但技术人员仍然是支持技术应用取得更好效果的关键性因素。因此，要针对从事具体加工工作的技术人员进行技术能力的提升。第二，定期检测加工设备。设备是在技术人员之外机械加工工作开展需要依托的另一个重要元素。对于设备应用的规范性和设备在持续应用中整体状态的管理和把握是提升设备应用效果的重要方法。由于自由振动的能源本质是外力，相关人员定期对设备各方面外力进行检测核查，需要制定相应的制度，从而强制性地约束相关人员进行定期检测，及时修复，避免自由振动的产生。

3.2 控制激振力、振源频率以及区域震动

第一，控制激振力。在机械加工过程中，机械运转存在速度差，这就是激振力产生的本质。基于此，需要有效控制机械运转的速度，尽可能地缩小这一速度差，保证整体运转速度恒定，从而避免机械运转期间的外力产生。在加工过程中，借助相关设备对加工设备的相关部分进行测试，如电机转子，对其平衡性进行测试，确保其符合相关标准时进行加工作业。另外，也可通过控制传送装置的规格以增强其自身稳定性，从而为加工作业提供保障。第二，控制振源频率。机械加工过程中，整个系统会以一个恒定的频率运行，技术人员需要根据实际情况，结合设备运行规律，对其频率进行适当的调整，从而减少频率问题所致的共振现象。第三，控制区域振动。受迫振动的能源可能是由于其所在区域内的其他振动所产生，针对这一问题，需要加工人员及时处理好加工区域的振动情况，通过远离、清理等方式进行有效控制，从而为整个加工作业提供充分保障。从总体上来看，无论是对激振力的控制还是对震源频率的控制，还是对控制区域整体的控制，都是从不同的振动引发节点出发开展控制工作的一项重要尝试。也是切实起到控制振动作用的有效方法。

3.3 合理选择刀具，科学布置加工设备

刀具是进行机械加工时发挥重要作用的工具。不同的刀具型号和规格在实际应用效果上也有所不同，在具体开展机械加工的过程中，需要技术人员针对不同的作业需求选择合适的刀具进行应用。一方面要满足加工的实际需求，另一方面也应当对刀具应用中可能产生的振动问题进行分析，从基础环节尽可能避免振动现象的产生。因为这种振动一旦产生，将会对机械加工产生持续的作用。因此，必须从其本质入手，从根本上剔除这类振动。加工期间，对刀具的属性、工件以及机床的排放进行合理处理，以规避自激振动振源，从而规避这种振动所产生的危害。以刀具的选择为例，加工时，刀具的选择是一项专业较强的工作，需要根据加工工件的特性以及加工标准合理选择刀具，如刀具的纹路、刀具的尺寸等等，这都与自激振动的发生有一定的关系。同时，加工时刀具与工件的角度亦是一大关键点，因为不同的加工需求，对刀具的角度都有一定的规定和标准，否则就会产生一定的破坏力，也就是诱导自激振动的发生。因此，技术人员要确保角度合理。此外，还包含工件的摆放、机床的摆放等等，都需要依据机械原理合理布置，从而有效规避自激振动。