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機械加工機械振動成因及解決措施論文
摘要:機械振動在機械加工過程中是一個十分常見的現(xiàn)象,機械振動會對加工帶來負面影響,有害而無利,影響生產(chǎn)效率的提升,而且還會降低產(chǎn)品的質(zhì)量,加快機械設(shè)備損壞的速度。機械加工過程中出現(xiàn)振動在所難免,但是可以采取措施盡量降低振動的頻率,以達到延長機械設(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。本文首先分析了機械加工過程中機械振動的成因和特點;其次論述了機械加工過程中機械振動的解決措施。
關(guān)鍵詞:機械加工;機械振動;生產(chǎn)效率
機械加工對加工精準度的要求非常高,如果機械加工過程中出現(xiàn)明顯的振刀現(xiàn)象,情況嚴重的會導(dǎo)致加工刀具松動,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,機械振動還會造成加工系統(tǒng)受到工件反作用力,導(dǎo)致刀具磨損程度增加,嚴重還會導(dǎo)致刀具崩刃,加快機械加工機床系統(tǒng)的損壞速度,妨礙了機床的的順利運轉(zhuǎn)。在機械加工過程中應(yīng)該科學(xué)應(yīng)用各個設(shè)備,嚴格按照規(guī)范進行操作[1]。
1、機械加工過程中機械振動的成因及特點
1)自由振動。自由振動在機械加工過程非常普遍,產(chǎn)生自由振動的主要原因是機械在對零件進行加工時存在切削力而造成波動,導(dǎo)致自由振動現(xiàn)象的出現(xiàn)。機械在發(fā)生自由振動之后頻率會迅速削弱,自由振動不會對機械的加工造成任何不利影響,但是時間一長會引發(fā)機械發(fā)生自激振動。
2)強迫振動。機械加工過程中產(chǎn)生強迫振動既有內(nèi)部原因也有外部原因,機械運轉(zhuǎn)加工零件時產(chǎn)生的離心慣性會導(dǎo)致振動出現(xiàn);機械在運轉(zhuǎn)過程中會讓各個設(shè)備之間產(chǎn)生一定的不平衡力,這種不平衡也會引發(fā)離心慣性的出現(xiàn),從而引發(fā)強迫振動;機械自身的設(shè)計問題也是導(dǎo)致強迫振動出現(xiàn)的原因[2],諸如軸承軌道不合理等因素也會讓機械產(chǎn)生強迫振動;機械附近如果有沖床等其他大型機械,在加工過程中也會產(chǎn)生振動,導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生強迫振動。從強迫振動自身的特點來看,機械本身是不會消除任何干擾力的,如果采用有效的措施將干擾力去除,強迫振動也就隨之停止。強迫振動的頻率與外界的干擾周期有直接關(guān)系,強迫振動會讓機械設(shè)備產(chǎn)生共振現(xiàn)象,對機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)帶來不利影響。外界干擾力越大,機械產(chǎn)生的強迫振動也就越大。
3)自激振動。自激振動也可以稱之為顫動,就是機械在正常運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較為劇烈的振動。機械加工時,刀具和零件之間會進行摩擦,短時間內(nèi)發(fā)生變化,引起自激振動。如果零件的硬度比較大,就會讓刀具產(chǎn)生崩刀現(xiàn)象,引發(fā)自激振動;如果刀具的質(zhì)量比較差,刀桿也會引發(fā)自激振動。自激振動振動的頻率與機械加工的頻率相似。在發(fā)生自激振動時,不會發(fā)生周期性的外力影響,但是機械自身會發(fā)生一種周期性變化,且會隨著時間的推移不斷減弱。機械振動會使用外力進行補充,一旦振動停止,外力的周期性波動也會隨之停止[3]。
2、機械加工過程中機械振動的解決措施
相關(guān)數(shù)據(jù)資料顯示,在機械加工產(chǎn)生的振動中,自由振動所占的比重最低,僅有5%左右,強迫振動和自激振動所占的比重分別是30%和65%。自由振動不僅所占的比率比較低,而且會在短時間內(nèi)不斷縮小,所以自由振動對機械的不利影響遠比強迫振動和自激振動要小,這兩種振動形式不會自然減弱,對機械加工的不利影響更為明顯。
1)減輕強迫振動的解決措施。激振力是由于機械轉(zhuǎn)動速度不平衡導(dǎo)致的,要想顯著降低激振力,必須合理控制機械的振動速度,降低轉(zhuǎn)動速度不平衡的離心慣性力。技術(shù)人員應(yīng)該對高速運轉(zhuǎn)元件等重要設(shè)備進行調(diào)試,同時還需安裝合適的平衡裝置,設(shè)置符合規(guī)格的傳動皮帶,對機械內(nèi)部零件進行振源頻率的調(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振動,在機械下邊設(shè)置軟性墊板可以起到顯著的防震作用。
2)減弱自激振動的解決措施。減弱自激振動主要有以下措施:
、俸侠磉x擇刀具,因為在機械加工過程中,刀具會直接導(dǎo)致自激振動的發(fā)生。
、诳茖W(xué)安裝各個位置的機械零件,機械內(nèi)部零件安裝不合理會直接導(dǎo)致自激振動的發(fā)生。因此,技術(shù)人員一定要合理布置機械中零部件,需要技術(shù)人員擁有完善的專業(yè)知識,了解機械運轉(zhuǎn)原理,清楚機械內(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)機械加工形式、刀具的樣式以及切削用量等因素來確定重疊系數(shù)。通過具體的實踐分析可以知道,采用螺紋式零部件可有效減少自激振動現(xiàn)象,可通過改變刀具的螺紋樣式來降低重疊系數(shù),最大程度上減輕自激振動。
3、結(jié)束語
綜上所述,機械加工過程中出現(xiàn)振動現(xiàn)象是在正常不過的,機械振動可以分為自由振動、強迫震動和自激振動,技術(shù)人員要想有效減弱機械振動,防止對機械加工帶來不利影響,必須明確機械振動的類型,根據(jù)機械振動表現(xiàn)出來的特點找出導(dǎo)致振動的主要原因。所以技術(shù)人員應(yīng)該擁有全面的機械理論知識和操作技能,在實踐過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗,提高自身的綜合素養(yǎng);了解機械運轉(zhuǎn)原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu),只有找出導(dǎo)致機械振動的根本原因才能采取有效的解決措施,進而提高機械的加工效率和質(zhì)量,有利于促進工業(yè)生產(chǎn)的順利進行。
參考文獻:
[1]陳雪菊,張超.機械加工過程中機械振動的成因及解決措施[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2017(4):79-80.
[2]李東,傅曉陽.機械加工過程中機械振動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.機械加工過程中機械振動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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