一、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。

二、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。

三、控制机械加工振动问题的相关措施

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。

四、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。

作者：曹婷婷单位：贵州梅岭电源有限公司