研究機械加工過程中機械振動的原因及處理措施

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1、研究機械加工過程中機械振動的原因及處理措施　　摘要：機械振動是機械加工過程中比較常見的現(xiàn)象之一，由于機械振動的影響，對導致機械加工生產(chǎn)的效率的下降，同時也會造成加工產(chǎn)品表面質(zhì)量不達標，加速機械工具的過度耗損以及噪音污染等一系列問題的發(fā)生。本文主要對機械加工過程中，機械振動的分類和特點進行了闡述，對機械振動的成因和影響展開了分析，同時對如何更好的解決機械振動產(chǎn)生的不利影響進行了深入的研究。　　關鍵詞：機械加工；機械振動；原因；特點；處理措施　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.048在機械加工過程中，機械振動是一種非常普遍的問題，它是一種

2、物理現(xiàn)象所導致的。由于機械振動會給機械加工生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響，在生產(chǎn)中如果振動規(guī)模較大，超出一定范圍，就會影響機械生產(chǎn)的質(zhì)量和工具的使用壽命，機械振動一方面會造成機械加工不能達標，另一方面會導致機械工具的損壞，同時過度振動，會產(chǎn)生較為嚴重的噪音，對生產(chǎn)一線工人的身體健康產(chǎn)生較為嚴重的影響。但是如果振動幅度過小，也會造成低頻大波度的發(fā)生，影響機械加工的準確度。因此在機械加工生產(chǎn)過程中，如何更好的管理和控制機械振動，對機械加工正常開展起著至關重要的作用?！　?機械振動的分類概述　　機械振動按照振動形式的不同分為三大類，分別為自激振動、強迫振動以及自由振動?！　?.1自激振動形式　　

3、自激振動是一種非線性運動，它是依靠自身產(chǎn)生的激勵作用來保持振動的不斷進行，也被簡稱為自振。它是產(chǎn)生于一種特定環(huán)境下的振動，是不受外界激勵而產(chǎn)生的振動形式，比如在磨削過程中，砂輪與工件通過相互摩擦發(fā)生作用，發(fā)生的振動形式就是自激振動。當工件的剛性越低劣，產(chǎn)生的作用力就越大，由此產(chǎn)生的振動也就越大了。　　自激振動主要有以下特點，首先，自激振動的振動頻率與振動系統(tǒng)中的固有頻率基本一樣，分為高頻自激振動和低頻自激振動。其次，自激振動的大小是由系統(tǒng)獲得能量的大小所決定。此外，自激振動的干擾力伴隨這振動停止而隨之停止。　　1.2強迫振動形式　　強迫振動是指在具有一定規(guī)律外力驅(qū)動的作用下產(chǎn)生

4、的機械振動，例如在機械磨削時，皮帶與電動機之間發(fā)生作用，由于皮帶的長度和厚度存在差異，就會引發(fā)振動，這種振動作用會造成機械加工的準確度，造成產(chǎn)品質(zhì)量的下降，出現(xiàn)加工的工件粗糙或者達不到要求的標準水平。強迫振動的特點主要由以下三點，振動無法改變外界作用力，隨外界作用力的停止而消失，振動的頻率與外界作用力頻率基本相同，或成倍數(shù)增長。如果外界作用力的頻率與振動頻率一樣，則會出現(xiàn)共振?！　?.3自由振動形式　　自由振動主要是指當將所有激勵作用和強迫作用都取消后，機械系統(tǒng)產(chǎn)生的一種振動形式。自由振動是依靠彈性恢復力保持振動的延續(xù)，直到受到阻尼作用，振動才會逐漸停止。機械系統(tǒng)決定了自由振動

5、運動頻率的大小，是系統(tǒng)一種自身固有的頻率?！　?機械振動的原因分析　　2.1自激振動形式產(chǎn)生的原因　　發(fā)生自激振動形式主要是由以下三個方面原因產(chǎn)生的：第一個方面，磨削過程中，切削工具與工件之間產(chǎn)生的作用力發(fā)生了變化，產(chǎn)生的振動。第二個方面，由于金屬工件硬度不盡相同，造成產(chǎn)生機械振動，比方工件的表面與硬度過大時，會發(fā)生機床共振現(xiàn)象。第三個方面，在安裝切削工具時，當工具桿過小，或者伸出過長，均會造成切削刀具的自激振動?！　?.2強迫振動形式產(chǎn)生的原因　　發(fā)生強迫振動形式主要是由以下三個方面原因產(chǎn)生的：第一個方面，高速回轉(zhuǎn)出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，機械機床中高速回轉(zhuǎn)的零件非常多，其中包括主軸、

6、電機、皮帶、磨床中的砂輪等等，就是由于出現(xiàn)不平衡狀態(tài)導致出現(xiàn)離心慣性作用。第二個方面，機床在轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)一定的偏差。例如機床轉(zhuǎn)動過程中齒輪組因為自身存在偏差，導致發(fā)生額周期性的離心慣性作用。第三個方面，切削時出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，切削屬于間歇性進行一種操作，車削、拉削等操作就?儆誶邢韉囊恢中問劍?這種周期性變化的切削形式會造成強迫性振動?！　?.3自由振動形式產(chǎn)生的原因　　發(fā)生自動振動形式的主要原因是由于機械系統(tǒng)自身的彈力、重力作用下形成的，而沒有任何外力參與。因為組你和內(nèi)耗都是振動系統(tǒng)中的一部分，比如簡諧振動等，因此產(chǎn)生自由振動的原因是由于彈性元件或者慣性元件引發(fā)的?！　?機械振

7、動解決的處理措施　　3.1自激振動解決處理措施　　首先，應當正確、合理的選擇機械刀具的參數(shù)設置，通過研究證實，機械刀具所選擇的參數(shù)設定與振動有著很密切的關系。因此在對機械刀具進行選擇時，應首先確定其幾何參數(shù)。例如機械刀具的前角與機械振動具有反比例關系，主偏角與振動具有正比例關系，因此，選擇機械刀具的參數(shù)能夠有效的控制振動的大小。其次，加強機械系統(tǒng)的防振能力。對于機械系統(tǒng)抗振能力對顫振的強弱起到關鍵性影響，所以，要降低顫振就需要提高抗振能力。第三，正確設定匹配加工的參數(shù)。機械加工過程中，應選擇