振动问题机械加工论文

【摘要】近几年来，我国经济发展速度越来越快，推动我国成为了制造业大国，而在制造活动当中，离不开各种大型机械设备的支持，而这些机械设备在生产过程当中往往会出现振动的问题。振动问题如果不加以解决，不仅会让施工环境变得恶劣，影响工作人员的听力，同时还会影响到生产的质量，影响制造业的可持续发展。下面是小编整理的《振动问题机械加工论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

振动问题机械加工论文 篇1：

机械加工中的振动问题及其控制措施分析

摘 要：近年来，伴随着市场经济的发展，我国的现代机械加工技术也在快速发展。但机械加工中存在振动问题，这种现象对机械加工非常不利。因此，械加工中的振动问题往往被视为加工制造企业的重要防范问题。文章为了提高机械加工的质量和生产效率，其首先阐述了机械加工产生振动的危害和振动的类型，进一步分析了机械加工产生振动的原因，最后针对如何控制机械加工振动提出了相应的措施。

关键词：机械加工；振动问题；类型；原因；控制措施

1 机械加工振动产生的危害及其类型

1.1 机械加工振动对于机械加工的危害

随着机械加工技术的快速发展，机械加工振动对于制造业生产的危害越来越凸显出来，它严重影响了机械加工业产品的质量和生产率，是一种非常有害的物理现象。假设在机械加工中产生了振动，工件和道具会产生移动，从而影响加工表面粗糙度，表面出现划痕，降低产品的质量；机械加工振动还会加速刀具的磨损，容易引起甭刃；机械加工振动还会影响机床、夹具的使用寿命；同时机械加工振动还将产生噪声污染，严重时甚至会对操作者的生命健康产生危害。由此可见，机械加工过程中产生的振动会给整个工艺系统带来很多麻烦，所以机械加工产生的振动是一种对机械加工非常不利的物理现象。

1.2 机械加工振动的类型

自由振动、受迫振动和自激振动是机械加工中产生的三种主要类型。

自由振动是由于切削力突然变化，受到冲击引起的，其平衡状态遭到破坏，系统紧靠弹性恢复力来维持。一般来说，自由振动可以迅速衰减，对机械加工的危害较小。受迫振动是由于受到来自于系统内部或外部干扰而产生的，受迫振动会维持一定的振幅，对加工产生的危害比较大。只要在外界中存在干扰，那么受迫振动的危害就不会衰减，并且实践证明，即使干扰力频率固定，随着干扰力的幅度值增大，受迫振动的幅度值也会不断地增大。研究受迫振动的特性，我们可以知道受迫振动的频率与干扰力的频率相比总是相等或者是它的整倍数。因此，在以后的机械工作中，我们就可以依据这个规律来寻找控制机械受迫振动的方法。自激振动是在没有外界干扰的情况下，由系统内部本身激发反馈所产生的周期性振动，对于加工产生的危害很大，严重影响了机械加工。自激振动恰恰与受迫振动相反，自激振动是一种不衰减运动；自激振动的频率与系统的固定系统规律相比较相等或者相似；在每个时间段内获得和消耗能量的比值是影响自激振动是否产生的关键因素。

2 机械加工中产生振动的原因

2.1 自由振动产生的原因

自由振动产生是由于外界干扰的原因，切削力突然变化，引起冲击，系统平衡被破坏了。概括来说，去掉激励或约束之后，机械系统所出现的振动。

2.2 受迫振动产生的原因

受迫振动是由于外界的持续刺激所产生的振动。机械加工中的受迫振动的激振力来自系统外部和系统内部的交替变化。

产生于系统外部的持续干扰可能是受到其附近的别的机床或者机器的影响而引起的振动，影响机床振动的外部因素有很多，而且他们有一个共同的特点，即都是通过地基传播的。总之，系统外部的这些因素给机械加工带来的振动影响是不可抗拒的。

产生于系统内部的持续干扰包括以下方面：机床自身电机引起的振动；高速回旋零件不平衡带来的振动，如砂轮、齿轮等高速回旋零件；机床传动机构存在着缺陷而引起振动；切削操作过程自身的不均匀性，不连续性所带来的的振动等。

机械加工过程中的受迫振动是在外界周期性的干扰作用下，振动系统受迫产生的振动。机械加工过程中的受迫和一般机械振动中的受迫相比较，没有什么本质的区别。

2.3 自激振动产生的原因

与受迫振动相比较，自激振动的产生并没有受到周期性的外力干扰，它是由系统内部刺激带来的周期性振动。在某些情况下，机械加工刀具和工件会产生相对，这时候会在产品的表面上留下明显的振纹。对于自激振动产生的原因，国内外的专家对其进行了研究，但迄今为止，并没有一致的回答，因此对于自激振动产生的原因还有待我们进步探索。

3 控制机械加工振动问题的相关措施

综上分析可以知道，机械加工中的振动问题对于机械加工的质量和生产效率有很大的影响，其振动会严重影响机械加工的质量和生产效率，所以我们必须要寻找方法控制机械振动。控制机械加工问题必须要使用科学的方法，可以采用以下措施：

3.1 消除或者减弱带来振动的条件

3.1.1 减弱受迫振动产生的条件

首先，要减小内部振源。机床上的高速回转零件必须满足动平衡要求，提高传动元件及传动装置的制造精度和装配精度，保持传动平稳，使动力源与机床分开。

其次，调整振源的频率。通过改变传动比，使可能引起受迫振动的振源频率远离机床加工系统薄弱环节的固有频率，避免产生共振。

最后，采取隔振措施。通过隔振装置隔离或者吸收振源产生的部分振动。隔振方法分为主动隔振和被动隔振两种，分别通过阻止机内振源和机外干扰力利用地基传给机床。

3.1.2 减弱产生自激振动的条件

首先，减小切削的重叠系数。实践证明，重叠系数越小，再生型就越不容易产生。加工方式、刀具的几何形状和切削用量等条件决定着重叠系数的大小。于是减小重叠系数就可以通过增加主偏角、增大进给量和增加切削阻尼等方法。

3.2 提高工艺系统的动态特性

实践证明，机械加工中的振动同时也取决于机械加工中的工艺系统具备的抗振性能。首先，我们可以提高工艺系统薄弱环节的刚度，这将会对于提高机床加工系统的稳定性有很大作用；再次，可以加大工艺系统的阻尼。这样可以通过增大部件之间的相对摩擦，制造零件时利用高内阻材料等方式。由此可见，在控制机械加工中的振动问题中采取以上措施可以有效地提高机械加工系统的抗振功能。

3.3 利用多种减振装置控制机械加工中的振动问题

控制机械加工中的振动问题，我们可以利用减振装置。生活中常用的减振装置包括动力减振器、摩擦减振器和冲击减振器三种主要类型。动力减振器是利用附加质量实现减弱机械加工中的振动问题，动力减振器操作起来比较方便，而且经济成本也不高，是一种性价比比较高的减震设置。摩擦减振器是通过摩擦阻尼来耗费振动的能量；冲击减振器利用的原理是借助两个物体互相接触来消耗能量，从而实现对机械加工振动问题的控制。

由此可见，由于机械加工中的振动类型不同，自然而然产生振动的原因也就不同，所以我们针对于控制机械加工振动所采取的措施也要根据实际情况确定。

4 结 语

综上所述，伴随着社会主义市场经济的发展，我国的现代机械加工技术也在快速发展。但机械加工中的振动问题对于机械加工的质量和生产效率都有很大的影响。由于机械振动的类型不同，所以我们要采取相应的控制振动的措施。在以后的工作中，我们要深入研究机械加工过程中的振动问题，尽快寻找更多有效的途径控制甚至消除机械加工振动，提高机械加工的质量和生产效率。

参考文献：

[1] 姜春岩，岳建鹏.论述机械加工中振动原因及控制措施[J].城市建设理论研究，2013，（13）.

[2] 万新通.机械加工过程中的振动特点和预防措施分析[J].科技信息，2011，（9）.

[3] 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，（1）.

[4] 刘一芳，岳鹏.机械设备管理中存在的问题及改进措施分析[J].机电信息，2011，（21）.

作者：曹婷婷

振动问题机械加工论文 篇2：

机械加工中的振动问题及其控制

【摘  要】近几年来，我国经济发展速度越来越快，推动我国成为了制造业大国，而在制造活动当中，离不开各种大型机械设备的支持，而这些机械设备在生产过程当中往往会出现振动的问题。振动问题如果不加以解决，不仅会让施工环境变得恶劣，影响工作人员的听力，同时还会影响到生产的质量，影响制造业的可持续发展。本篇文章围绕机械加工当中的振动问题展开了论述，首先分析了机械加工活动当中常见的振动类型，以及原因阐述，随后提出了具体的解决措施。

【关键词】机械加工;振动问题;策略控制

引言

近几年来，随着科学技术以及现代信息技术的进一步发展，在制造领域当中也引进了一些新的机械设备，引进了自动化控制系统，这些虽然提高了产品制造的质量和效率，但是仍然存在着振动问题。主要是因为在产品制造，生产活动当中所应用到的都是一些大型的机械设备，而这些机械设备都是轮回周期性工作的，会出现一定的振动。如果不加以解决，会影响产品生产的质量，尤其是一些精细的零件，会导致零件生产和设计图纸不符。制造企业要想实现自身的可持续发展，就必须要解决机械加工当中的振动问题，了解振动的类型以及原因，并对此采取针对性的解决措施，推进该行业的可持续发展。

1.机械设备加工活动当中常见的振动类型和原因阐述

1.1振动类型

一般而言，机械设备在加工活动当中所出现的振动形式主要包括三种，分别是自由振动、受迫振动以及自激振动。首先，来看自由振动。自由振动主要是指机械设备在进入切削环节的时候，由于突然接触到一个新物质，在接触面所产生的摩擦力比较大，从而产生振动。而这种振动频率比较低，持续的时间不久，因此不会产生较大的影响。其次，来看受迫振动。受迫振动是指机械设备在生产过程当中会受到来自机械外部的一种挤压，从而产生一定频率的振动，这种振动的影响范围是比较大的。最后，来看自激振动。这一种振动形式并不是由外部冲击造成的，而是由机械设备内部的零件运转带来的，而这种振动的影响是最大的，严重的振动会影响产品的生产质量以及效率。

1.2机械设备加工过程当中出现振动的原因

机械设备在加工活动当中之所以会出现振动，主要是因为任何零件的加工都是比较复杂的，在加工过程当中会受到外力因素的作用，也会受到来自内部零件的挤压。但不论是哪一种形式的振动，都会影响机械设备的正常生产，尤其是两种形式振动的共同作用之下，会导致生产出来的产品不合格。首先，机械设备在生产过程当中，外界的一些影响因素，例如其他机械设备工作时所产生的振动，尤其是机床，也会通过一些传播媒介影响到该设备。其次，这些大型的机械设备内部零件是非常复杂的，设备在运行过程当中，这些内部零件也会运转，尤其是像齿轮这些零件，在工作当中会呈现高速回旋的状态，在这种状态之下也会产生不同程度的振动。

2.机械设备振动对生产活动所产生的影响

机械设备在生产过程当中所产生的振动问题是不容忽视的，必须要采取具体的措施进行解决。首先，如果机械设备在生产过程当中长期处于高频率、长时间的振动状态，那么会导致内部零件出现严重的磨损和位移，尤其是刀具，不仅会影响生产质量，同时还会缩短设备的使用寿命。其次，机械设备长时间的出现振动，还会产生噪音污染，威胁工作人员的人身健康，以及周围的生态环境。另外，也是最重要的一个影響因素，在振动状态之下，所生产出来的产品质量较差，影响企业的经济效益，给企业带来一定的负面影响。

3.针对机械设备的振动问题所提出的具体解决措施

3.1从受迫振动的角度进行分析

要想解决机械设备生产活动当中的正宗问题，必须要了解振动的类型，以及产生振动的原因，坚持具体问题具体分析的原则，只有这样才可以从根本上解决振动问题。针对机械设备的受迫振动，主要从以下几个方面进行解决。首先，工作人员必须要对振动的频率进行控制，也就是一步一步的去降低机械设备振动的强度，这里可以通过调整转动比来达到这一目的，例如增加一些系统部件、调整运行参数等。其次，可以从阻尼的角度出发，根据振动的频率适当的增加阻尼，例如滚动轴，或者是将阻尼涂料喷涂到一些常用的运动设备上，以此来保证设备的稳定，达到减少振动的目的。另外，可以从离心率的角度出发，很多机械设备出受迫振动的原因是因为机械内部的离心率比较高，在机械设备工作当中，工作人员可以降低一些设备的运转速度，或者是安装自动平衡装置，这些都能降低振动的频率。

3.2从自激振动的角度进行分析

和强迫振动相比，自激振动所产生的影响更大，振动频率更高，而这种振动所带来的破坏力度非常的大，不仅会导致生产出来的产品不合格，同时还会缩短机械设备的使用寿命，导致机械设备出现故障。因此，工作人员必须引起高度的重视，采取针对性的措施降低或者是解决振动问题。针对这种类型的振动，工作人员可以从以下三个方面出发，围绕刀具几何参数、设备位置、切削用量等领域开展具体的控制工作。首先，从刀具几何参数的角度出发。在所有振动影响因素当中，刀具几何参数所带来的振动是最明显的，要想解决这一问题工作人员可以从刀具的形状出发，根据具体的生产活动选择合适的刀具，并科学的调整刀具的角度，这样可以减少刀具在运行过程当中和其他零件设备的碰撞，以及降低生产过程当中的摩擦力，最终达到减振的目的。其次，从重叠参数的角度进行分析。重叠参数主要是指工作人员在工作当中，要对机械设备运行过程当中的切削用量进行调研，根据这些数据对重叠参数进行分析和调整，以此来控制机械设备运行过程当中的振动频率。最后，从切削用量的角度出发。切削用量主要是指工作人员在生产过程当中应该根据生产的特点，选择合适的切削深度。

3.3其他物理解决手段

除了以上两种针对性的解决方案以为，还可以采取一些隔振、阻振或者是吸振的手段，进行振动处理。首先，从隔振的角度出发，这一种方案是指工作人员要将振动频率比较高的机械设备和其他机械设备隔离开来，或者是将这些机械设备和地面进行隔离，当没有了振动传输载体之后，就不会对其他机械设备以及生产活动产生影响。其次，从阻振的角度出发，这个方法主要是指对振动频率比较高的机械设备安装阻尼器，通过能量相互抵消的原则，达到减振的目的。另外，从吸振的角度出发，这一种解决方案主要是指工作人员可以在生产现场安装隔音墙，防止噪音扩散，或者是在机械设备上安装子系统，对振动进行吸收。但是这些措施并不能从根本上解决机械设备振动的问题，采取这些措施的主要目的是为了改善整个生产环境，降低对其他生产领域的影响。

4.结束语

综上所述，机械设备在加工过程当中振动问题是无法避免的，加工企业必须予以重视，并采取针对性的措施进行解决，以此来保证产品的生产质量，延长机械设备的使用寿命。

参考文献

[1]柳云昌. 浅谈机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J]. 商品与质量， 2018， 000（001）：280-281.

[2]黄宇斐. 机械加工过程中机械振动的原因分析及对策[J]. 精品， 2020， 000（009）：P.240-240.

[3]樊强博， 范信江. 试析机械加工中的振动消除与利用[J]. 装备维修技术， 2019， 169（01）：101-103.

[4]刘宇哲. 机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J]. 轻松学电脑， 2019， 000（015）：P.1-1.

作者：黄耀军

振动问题机械加工论文 篇3：

机械加工过程中机械振动的成因及解决措施

摘   要：在我国科学技术的大力发展下，数控技术开始在我国机械加工领域广泛应用。虽然在一定程度上提高了我国机械加工的效率和精确度，但由于在加工过程中，刀具和被加工机械做周期性往复运动，因此加工过程中产生机械振动十分难以避免。而一旦发生机械振动不仅会影响到机械加工质量，甚至也会导致加工机械出现损坏。因此，研究机械加工振动的解决措施，对于促进我国机械加工行业的发展具有重要的意义。

关键词：机械加工  机械振动  成因  解决  措施

1  机械加工过程中机械振动的类型和成因

1.1 自由振动

在机械对产品加工过程中，最常见且最为简单的振动类型就是自由振动。机械出现自由振动的原因大多是机械在对产品进行加工时，切削力产生的波动而引起的，或是机械对产品加工中，受到外部力的影響从而引起的。机械在自由振动过程中，通常会逐渐减弱，因此，自由振动对机械加工过程中产品加工的影响不大，但是要考虑到一个问题，就是自由振动会导致机械产生自激振动。

1.2 自激振动

自激振动是指机械在运转过程中，出现的高频率剧烈振动。自激振动产生的原因通常有以下几点：①机械在对产品进行生产加工时，刀具与产品之间的摩擦力在较短时间内发生巨大的变化，从而引起自激振动。②机械在加工零件时，因加工零件硬度变化较大，导致刀具产生崩刀的现象，从而引发机械自身的自激振动。③机械对零件进行加工过程中，刀具的刚性过差，刀杆便会产生自激振动。④在机械加工的过程中，因选择的切削量不合理，从而也会导致机械自激振动。⑤机械设备的组装中存在某些问题，例如部分零件没有紧密连接，也会出现机械自激振动。自激振动主要具有以下几个特点：①自激振动是无周期性外力影响的。②自激振动会使机械自身出现不会衰减的周期性变化，系统振动会因外力影响而进行补充，从而确保长期振动，当机械振动停止之后，对这种外力周期性能量的补充将会停止。

1.3 强迫振动

在机械加工过程中，强迫振动是常见的振动类型。产生强迫振动的原因分别有内部原因和外部原因。内因通常有以下几点：①机械在运转过程中，产生离心惯性，从而所导致的振动。离心惯性出现的原因是机械加工设备中皮带轮、砂轮、电机转子和快速运转的加工零部件等都会产生的不平衡现象，由此产生强迫振动。②机械自身存在的问题，例如尺寸规格设计存在的问题，也会导致强迫振动。③机械加工过程中因时间规律性的间隔，会有一定的节奏变换，使机械运转过程中出现周期性的反应，从而产生强迫振动。外部原因通常是机械附近有能够引起周期性振动的某些大型机械，例如冲床和空压机等，这些都会引起机械产生强迫振动。强迫振动主要具有以下几个特点：①机械自身无法改变干扰力，与加工过程中关联性小，用与之相关的技术除去干扰力，即可以使强迫振动停止。②强迫振动易使机械引发共振现象，因此在机械运转时产生干扰。③机械产生的强迫振动的振幅与外界干扰力成正比。④强迫振动的频率和外界的干扰力周期相似。

2  机械加工中机械振动控制方法

从机械加工中机械振动产生的类型来看，对机械加工质量具有直接影响的主要是自激振动和受迫振动。因此，在研究机械振动控制措施的过程中，应主要从受迫振动和自激振动两个方面进行考虑，具体如下。

2.1 自激振动控制措施

在机械振动中对自激振动的控制措施主要可以从三个方面进行：第一，由于振型刚度比和其它组合对系统振动具有較大的影响，因此为了避免自激振动的发生，工作人员必须要合理的调整振型刚度比，并完善设备之间的组合，从而减少自激振动发生的概率;第二，由于在机械加工过程中，与振动相关的系统主要是机床系统，因此为了减少自激振动的发生概率，对机床系统抗震性能进行一定的优化，也能够有效地减少自激振动的发生;第三，在我国科技技术的不断发展，一些先进的减震设备仪器开始出现在人们的眼前，为了减少机械加工中自激振动的发生概率，合理的应用一些减震设备也是一个较为有效地措施。

2.2 受迫振动控制措施

在机械加工中受迫振动的发生同样对机床设备以及加工工件质量影响重大，通常来说对受迫振动的控制主要可以从三个方面进行，具体如下：第一，由于提高系统刚度和增大阻尼可以有效地防止受迫振动的发生，因此实现提高工艺系统刚度和阻尼是一个极为重要的措施。具体来说，在提升刚度方面，主要可采用强化连接处部件接触刚度的方法以及减少滚动轴承间隙等等，而对于阻尼的提升则主要是通过使用阻尼较大的材料得以实现;第二，由于振动的发生都是存在振源的，因此为了对受迫振动进行控制，从振源上着手也是一个极为有效地措施。具体来说，对于一些旋转速度较高的零件，为了减少其振动应进行多次的平衡调整，另外，在针对周期性振动方面，应通过优化齿轮性能来提升系统的稳定性，进而减少周期性运动的影响。此外，工作人员还可以通过提高滚动轴承的制造精度来减少设备运动时产生的往复振动;第三，采用一些有效地隔震措施，通常来说可采用柔性连接机床的床身和电机对电机振动进行控制，另外，也可以使用木材将机床和地基隔离，从而有效地减少周围振源对机床的影响。

3  机械加工过程中机械振动的成因与解决对策

3.1 自激振动的解决措施

通过以上内容分析，可得知自激振动是因切削过程中机械内部系统导致的。对此有以下三种方法。

（1）选择合理刀具。在机械加工过程中，刀具的选择对自激振动的产生有密切联系。因此在机械加工过程中，需要合理扩大前角和主偏角，从而达到降低振动的目的。

（2）布置机械位置。从上文对自激振动原理的分析，可知零部件、刀具和机床的位置如进行合理设置，能够有效降低自激振动发生的频率。因此在机械加工过程中，需根据机械的运转原理，对相关机械进行合理安排。

（3）降低重叠系数。系统重叠系数和再生效果有着密切联系。重叠系数是根据使用刀具纹理样式和加工形式以及切削作业过程中的用量，这三种数据来判定的。因此，可适度调节加工形式、刀具纹理样式以及切削作业过程中的用量三种数据来降低重叠系数。

3.2 强迫振动的解決措施

通过上文对机械加工过程中机械振动的类型和成因的分析，同样可知强迫振动的引发是因为存在周期性的外力，因此找到周期性外力源头是关键所在。

（1）调试振源频率。机械对零件进行加工的过程中，对加工系统原有频率进行合理的调试，能有效降低共振现象出现的频率。通常对机械设备内部结构进行设置时，将各个系统中的零件原有的频率调试超过共振区的频率。

（2）对外来振动源进行隔离。在机械加工过程中，可根据实际条件对振动源进行隔离，例如在机械和地面之间放置软性垫板，从而减弱强迫振动。

（3）降低激振力。因机械在对零件进行加工过程中，不均匀的转动速度而引起不同程度的激振力。一方面，降低机械因转动速度不均衡而引起的冲击力和离心惯性力，可以减弱强迫振动。例如技术人员可以通过对砂轮、电机转子和高速运转元件等机械设备进行调试，并且安装相应的平衡装置。另一方面，对转动装置的稳定性进行加强，从而减弱强迫振动。通常将机械中传动皮带尺寸规格设计一致，尽可能减少在机械自身方面的问题。

4  结语

机械设备的应用性能与机械零部件的质量有着密切的关系，各个行业的迅速发展使得人们对行业的发展要求越来越高，国家在发展的过程中也加大了对工业行业的重视，加强对机械设备的建设是非常重要的。机械零部件加工质量影响着机械设备的整体质量，而在实际加工过程中，很容易出现振动现象影响机械零部件的加工质量。

参考文献

[1] 劉建新，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，2018年01期;

[2] 赵海霞，罗卫平，关键部件对数控机床动态特性的影响[J].电子机械工程，2018年06期.

作者：刘秉刚 马旭