何元钧 赵旭

摘 要：经济在快速发展，社会在不断进步，振动现象在机械加工过程中出现最频繁，如何在加工过程中解决振动的问题，一直是机械制造业研究的课题之一。随着科技的不断发展，现代化的数控机床成为了机械制造过程中的主要工具，虽然提高了机械制造的效率，但是也会带来诸多的问题。文章主要分析了振动对机械加工的不良影响，然后对振动的种类和原因进行了阐述，最后对消除振动的方法和途径进行了探讨。

关键词：机械加工;振动种类;消除振动

0 引言

随着世界各国的工业不断发展，数控机床这种快捷、精确的机械加工技术已经完全替代了传统的工艺加工技术，然而，这种高效、高速的加工技术在给人们带来诸多方便的同时，也带了一些不便，比如过就机械加工来说，由于强力切削和磨削的大量应用，所以在整个加工过程中产生很强的振动，发生这种震动现象，会对加工生产都带来一定的影响和不利，所以我们必须要在最大范围内想办法消除这中振动所带来的不利因素。这种振动还会给加工零部件的精准都产生一定的影响，有些产品往往就是因为机械加工过程中的振动才产生了巨大的误差，随着现代工业的不断发展，对机械加工越来越要求精准，要达到这种精准要求，就必须要首先解决机械加工过程中的这一振动问题。笔者结合自己的工作，下面就机械加工中的振动现象，主要通过研究强迫振动的频相和频幅的特征，来探讨消除强迫振动的具体技术方法和有效的途径。

1 振动的类型和产生原因

1.1 对自由振动进行分析

如果系统工作中外力消失，机床系统自身会产生衰减运动，称为自由振动。产生的原因是工艺系统受到部分作用力，例如外界对系统的冲击力、机床传动系统非周期性引起的冲击力和加工工件时产生的冲击力等，会使系统的本身不平衡，需要靠系统本身的弹性恢复力进行恢复，由此产生的振动主要是自由振动。自由振动的频率同系统自身的频率相同，但是系统会产生阻尼作用力，因此自由振动会慢慢消退。

1.2 机械受迫振动

机械加工中产生的受迫振动是属于不衰减振动的，是受外界周期性的干扰力影响的。这样的振动产生需要进行综合性考虑，结合一系列影响因素来进行实际情况分析。一般来说这样的振动产生都是由三个方面产生，在刀具、机床和生产零件方面都有着较为明显的影响。例如在机械的道具上进行切割，因为齿较多可能会产生一些不可避免的误差，这样的误差就会造成振动。同时在生产零件方面，如果表面存在凹凸不平导致刀具切割不能顺畅的进行，或者整个生产零件的硬度不一致，从而在进行实际生产的过程中也会出现同样的振动问题。

1.3 自激振动方面

（1）科学选择切削过程的相关参数。一般指的是切削速度、工件进给量、背吃力量等。例如：切削速度在每分钟20m和60m这个范围时，振幅会快速增大。切削速度低于或高于上述范围，可以有效减弱振动和振幅。进给量、振幅之间是反比关系，背吃力量、振幅之间是正比关系。因此，需要合理进行切削过程中各种参数的设置，才能更好地保证机械加工稳定性。（2）注重系统本身抗振性的适当提高。在合理消除振动的过程中，系统自身具有的抗振性是最主要的原因。因此，需要采取有效措施改善这个问题。①改善机床的刚性;②合理分析各个部件具有的固定频率;③加大系统的阻力，合理安排各种参数，可以使系统本身的抗振性有效提高。同时，采取上述措施，刀具的抗振性也能得到提高，并进一步提高工件的弯曲刚性。（3）将消振装置安装在加工系统中。目前，在系统中合理添加吸震器，是最主要的消振工具。根据机械加工的具体情况来看，吸震器主要有如下两种：①冲击式吸震器;②动力式吸震器。其中，冲击式吸震器是将与刚性连接的壳体添加在振动系统中，一般壳体中有一个质量块，可以自由运动。在系统出现振动的情况下，质量块自由振动会给壳体带来冲击，从而消耗一定能量，最终使振动减少。动力式吸震器指的是将几个质量块添加在系统上，可以产生一定动力，从而抵消弹性元件产生的力同激振力，最终达到减少振动的目的。

2 如何消除和利用机械振动

2.1 利用机械振动

机械振动反映了机械的总体情况，及时发现机械的振动，辨别振动的类别，及时消除影响因素，可以进一步为生产质量和生产效率带来保障。在这一过程中，对于操作人员的要求相对较高，操作人员需要及时发现机械振动，辨别震动情况，进一步确定影响振动的实际因素，采取相应的检修措施。振动对于机械生产加工的过程中影响非常重大，在机械产生震动时进行检修，也可以为生产安全和生产质量带来保障。例如出现了振动时，一般都是采用较低的转速和切深来避免剧烈振动，而最正确的办法则是在振动出现之后及时查找原因，进而解决相关的问题。

2.2 机械振动的消除措施

机械振动的消除必须要對症下药，有的放矢，一般可以通过调整振型刚度比来达到一个振动消除的目的。同时，要整体提升机械的相关工艺系统，尤其是机床方面，要不断增强机床的稳定性和抗振动能力，加强装配质量，强化零部件频率，从而达到一个机床提升抗振动能力的目的。除此之外，利用合理的减振装置也十分重要。随着工业技术不断发展，相关减振设备也有较好的实际应用效果，可以有效减少振动，以减少振动对于实际生产中造成的质量、效率方面的影响。

3 结语

综上所述，机械振动是机械生产加工过程中很普遍的问题，虽然并不是所有的机械振动都会危害到生产加工过程，但大部分的机械振动都会产生不利影响。它们由不同的外界或内部因素引起，要么标志着生产加工过程出现故障，要么直接对生产质量和效率产生影响。因此，及时发现机械振动，分析其产生原因，采取有效措施消除机械振动，对相关机械进行及时检修，对保证生产加工质量，是很有必要的。

参考文献：

[1]吴舒.机械加工过程中机械振动成因及改善措施研究[J].橡塑技术与装备，2015（24）：81-82.

[2]刘建新，杨庆玲.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].常州工学院学报，2013（01）：6-9.

作者简介：何元钧（1997-），男，黑龙江绥化人，本科在读，研究方向：机械工程。