振动问题机械加工论文

一、解决机械加工中振动问题的措施

根据机械加工中振动产生的原因可以将振动分为受迫振动和自激振动两种，振动有不同的类型，产生振动的条件也大不相同，消除不同振动的措施也不同。

1解决受迫振动的措施

消除受迫振动产生的条件有减小激振力、调整振源的频率、采取隔振措施和增加系统阻尼四种方式。

第一，激振力由回转不平衡质量引起，减少激振力的本质是减少回转元件在离心力影响下产生的惯性和冲击力，满足机床上高速回转零件对动平衡的要求，保证传动元件和传动装的运行精准度不受振动的影响，保证传动始终处于平衡状态，分离机械设备的动力装置和机床。减少激振力可以采用在转速超过60rad/min的回转元件安装自动平衡装置、提高传动装置和传动的稳定性来实现。

第二，而调整振源的频率是通过改变传动比的方式防止振源和加工设备产生共振。常用的方法有调节激振力频率、拉大工艺系统部件固有频率和共振区频率的差异、调节加工系统运动参数等方式。

第三，隔震措施可通过安装隔震或者在振源处安装吸振设施来实现，通常有主动式隔离和被动式隔离，主动式隔离是防止机内振源对机床干扰，而被动式隔离是采取挖防振沟、垫弹性橡胶等方式防止振动由地基传至机床。

第四，增加系统阻尼的本质是提高机械设备运动的刚度和振动稳定性的有效性。可以通过适当预紧滚动轴承、在零部件臂中加入高阻尼的材料、在加工系统的有关部件表层喷涂高内阻的黏性材料、加装电流变液阻尼器等方式，而提高系统的刚度可以通过提高设备结构的刚度来实现。

2解决自激振动的措施

自激振动也叫颤振，和受迫振动相比，自激振动的频率更高，振动也更加强烈，而且自激振动的产生多有零部件的切削过程产生，因此，消除自激振动要从重叠系数、刀具的几何参数、切削用量以及设备和刀具的位置四个方面入手。

首先，自激振动和重叠系数有关，而重叠系数的大小受加工方式、刀具几何形状以及切削用量的影响，因此，减小重叠系数也只需要通过改变切削用量以及刀具的几何方式就可以实现，从而有效提高刀具切削的稳定性能。

其次，合理选择刀具的几何参数。刀具的几何参数中，主偏角对自激振动的影响最大，加工零部件过程中可以适当增加主偏角或前角，减小后角，以降低振幅。但是过度减小后角，反而会增加自激振动。

第三，合理选择切削用量。选取较大的进给量和较小的切削深度可以减少自激振动，如果零部件没有特殊加工要求，可使用高速或低速的切削方式，以防出现自激振动。

此外，如果加工表面可以允许有一定的粗糙程度，可以采用选取较大进给量的方式预防自激振动。最后，合理安排机床和刀具。可以通过合理选择刚度比和方位角度，以提高加工系统的抗振性能，降低自激振动。

二、结束语

虽然振动在机械加工过程中难以避免，但是只要认真分析振动产生的原因和特性，并制定有针对性的控制措施，就可以有效减少振动带来的影响，提高生产效率和改善工作环境。但是，近年来，科研人员不满足如何控制振动，而是科学合理地利用振动，以改善加工工艺，提高切削质量和生产效率，如何合理利用振动也成为科研人员未来研究的重点。

作者：何晓飞 单位：江苏省南通华恒机械制造有限公司