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機(jī)械加工機(jī)械振動(dòng)成因及解決措施論文
摘要：機(jī)械振動(dòng)在機(jī)械加工過程中是一個(gè)十分常見的現(xiàn)象，機(jī)械振動(dòng)會(huì)對(duì)加工帶來(lái)負(fù)面影響，有害而無(wú)利，影響生產(chǎn)效率的提升，而且還會(huì)降低產(chǎn)品的質(zhì)量，加快機(jī)械設(shè)備損壞的速度。機(jī)械加工過程中出現(xiàn)振動(dòng)在所難免，但是可以采取措施盡量降低振動(dòng)的頻率，以達(dá)到延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量的目的。本文首先分析了機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的成因和特點(diǎn)；其次論述了機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的解決措施。
關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；機(jī)械振動(dòng)；生產(chǎn)效率
機(jī)械加工對(duì)加工精準(zhǔn)度的要求非常高，如果機(jī)械加工過程中出現(xiàn)明顯的振刀現(xiàn)象，情況嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致加工刀具松動(dòng)，尺寸發(fā)生變化，在已加工表面上出現(xiàn)振刀痕跡，導(dǎo)致產(chǎn)品的加工質(zhì)量下降，外觀出現(xiàn)不良。而且，機(jī)械振動(dòng)還會(huì)造成加工系統(tǒng)受到工件反作用力，導(dǎo)致刀具磨損程度增加，嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致刀具崩刃，加快機(jī)械加工機(jī)床系統(tǒng)的損壞速度，妨礙了機(jī)床的的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。在機(jī)械加工過程中應(yīng)該科學(xué)應(yīng)用各個(gè)設(shè)備，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作[1]。
1、機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的成因及特點(diǎn)
1）自由振動(dòng)。自由振動(dòng)在機(jī)械加工過程非常普遍，產(chǎn)生自由振動(dòng)的主要原因是機(jī)械在對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)存在切削力而造成波動(dòng)，導(dǎo)致自由振動(dòng)現(xiàn)象的出現(xiàn)。機(jī)械在發(fā)生自由振動(dòng)之后頻率會(huì)迅速削弱，自由振動(dòng)不會(huì)對(duì)機(jī)械的加工造成任何不利影響，但是時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)引發(fā)機(jī)械發(fā)生自激振動(dòng)。
2）強(qiáng)迫振動(dòng)。機(jī)械加工過程中產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)既有內(nèi)部原因也有外部原因，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)加工零件時(shí)產(chǎn)生的離心慣性會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)出現(xiàn)；機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)讓各個(gè)設(shè)備之間產(chǎn)生一定的不平衡力，這種不平衡也會(huì)引發(fā)離心慣性的出現(xiàn)，從而引發(fā)強(qiáng)迫振動(dòng)；機(jī)械自身的設(shè)計(jì)問題也是導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)出現(xiàn)的原因[2]，諸如軸承軌道不合理等因素也會(huì)讓機(jī)械產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)；機(jī)械附近如果有沖床等其他大型機(jī)械，在加工過程中也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)。從強(qiáng)迫振動(dòng)自身的特點(diǎn)來(lái)看，機(jī)械本身是不會(huì)消除任何干擾力的，如果采用有效的措施將干擾力去除，強(qiáng)迫振動(dòng)也就隨之停止。強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率與外界的干擾周期有直接關(guān)系，強(qiáng)迫振動(dòng)會(huì)讓機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生共振現(xiàn)象，對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)不利影響。外界干擾力越大，機(jī)械產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)也就越大。
3）自激振動(dòng)。自激振動(dòng)也可以稱之為顫動(dòng)，就是機(jī)械在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較為劇烈的振動(dòng)。機(jī)械加工時(shí)，刀具和零件之間會(huì)進(jìn)行摩擦，短時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，引起自激振動(dòng)。如果零件的硬度比較大，就會(huì)讓刀具產(chǎn)生崩刀現(xiàn)象，引發(fā)自激振動(dòng)；如果刀具的質(zhì)量比較差，刀桿也會(huì)引發(fā)自激振動(dòng)。自激振動(dòng)振動(dòng)的頻率與機(jī)械加工的頻率相似。在發(fā)生自激振動(dòng)時(shí)，不會(huì)發(fā)生周期性的外力影響，但是機(jī)械自身會(huì)發(fā)生一種周期性變化，且會(huì)隨著時(shí)間的推移不斷減弱。機(jī)械振動(dòng)會(huì)使用外力進(jìn)行補(bǔ)充，一旦振動(dòng)停止，外力的周期性波動(dòng)也會(huì)隨之停止[3]。
2、機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的解決措施
相關(guān)數(shù)據(jù)資料顯示，在機(jī)械加工產(chǎn)生的振動(dòng)中，自由振動(dòng)所占的比重最低，僅有5%左右，強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)所占的比重分別是30%和65%。自由振動(dòng)不僅所占的比率比較低，而且會(huì)在短時(shí)間內(nèi)不斷縮小，所以自由振動(dòng)對(duì)機(jī)械的不利影響遠(yuǎn)比強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)要小，這兩種振動(dòng)形式不會(huì)自然減弱，對(duì)機(jī)械加工的不利影響更為明顯。
1）減輕強(qiáng)迫振動(dòng)的解決措施。激振力是由于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)速度不平衡導(dǎo)致的，要想顯著降低激振力，必須合理控制機(jī)械的振動(dòng)速度，降低轉(zhuǎn)動(dòng)速度不平衡的離心慣性力。技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)元件等重要設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)還需安裝合適的平衡裝置，設(shè)置符合規(guī)格的傳動(dòng)皮帶，對(duì)機(jī)械內(nèi)部零件進(jìn)行振源頻率的調(diào)試，可以有效減少共振現(xiàn)象的發(fā)生。有條件的可以采取有效的措施隔離外來(lái)振動(dòng)，在機(jī)械下邊設(shè)置軟性墊板可以起到顯著的防震作用。
2）減弱自激振動(dòng)的解決措施。減弱自激振動(dòng)主要有以下措施：
①合理選擇刀具，因?yàn)樵跈C(jī)械加工過程中，刀具會(huì)直接導(dǎo)致自激振動(dòng)的發(fā)生。
�、诳茖W(xué)安裝各個(gè)位置的機(jī)械零件，機(jī)械內(nèi)部零件安裝不合理會(huì)直接導(dǎo)致自激振動(dòng)的發(fā)生。因此，技術(shù)人員一定要合理布置機(jī)械中零部件，需要技術(shù)人員擁有完善的專業(yè)知識(shí)，了解機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)原理，清楚機(jī)械內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
③降低重疊系數(shù)。重疊系數(shù)影響著系統(tǒng)的再生效果，根據(jù)機(jī)械加工形式、刀具的樣式以及切削用量等因素來(lái)確定重疊系數(shù)。通過具體的實(shí)踐分析可以知道，采用螺紋式零部件可有效減少自激振動(dòng)現(xiàn)象，可通過改變刀具的螺紋樣式來(lái)降低重疊系數(shù)，最大程度上減輕自激振動(dòng)。
3、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，機(jī)械加工過程中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象是在正常不過的，機(jī)械振動(dòng)可以分為自由振動(dòng)、強(qiáng)迫震動(dòng)和自激振動(dòng)，技術(shù)人員要想有效減弱機(jī)械振動(dòng)，防止對(duì)機(jī)械加工帶來(lái)不利影響，必須明確機(jī)械振動(dòng)的類型，根據(jù)機(jī)械振動(dòng)表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)找出導(dǎo)致振動(dòng)的主要原因。所以技術(shù)人員應(yīng)該擁有全面的機(jī)械理論知識(shí)和操作技能，在實(shí)踐過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高自身的綜合素養(yǎng)；了解機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只有找出導(dǎo)致機(jī)械振動(dòng)的根本原因才能采取有效的解決措施，進(jìn)而提高機(jī)械的加工效率和質(zhì)量，有利于促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳雪菊,張超.機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2017(4):79-80.
[2]李東,傅曉陽(yáng).機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施研究[J].綠色環(huán)保建材,2016(10):213.
[3]秦海亮.機(jī)械加工過程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施探討[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2016(17):30-31.
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