机械加工过程中机械振动的原因及解决对策
林集
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林集,. 机械加工过程中机械振动的原因及解决对策[J]. 中国机械研究,2024.10. DOI:10.12721/ccn.2024.157096.
摘要:
:由于工业生产行业的不断发展,对机械加工的精准度要求逐渐提升,因此,对机械振动控制的需求渐渐增多,工作人员要想有效解决机械加工过程中机械振动问题,则应知晓造成机械设备振动的因素,例如,机械结构设计不合理、机械刚度失配、切割参数选择不当等因素,便于工作人员有针对性地解决机械振动问题,使机械加工工作得以有序进行。
关键词: 机械加工机械振动解决对策
DOI:10.12721/ccn.2024.157096
基金资助:

因为在机械加工过程中,机械设备出现振动问题会影响机械加工的精度和质量,所以为提升工件的加工效果,工作人员应注重解决机械振动问题,通过调整切削参数、做好机械结构的优化设计工作等方式,能够降低机械振动问题出现的概率,推动工业生产行业的可持续发展。

1.机械加工过程中机械振动的原因

1.1机械结构与机械刚度失配

工作人员在开展机械加工工作时,若机械结构设计不合理、机械刚度失配和机械设备磨损老化,则较易在加工过程中出现机械振动问题,会直接影响机械加工工作效率和质量。由于机械结构与机械刚度适配问题是造成机械振动的重要原因之一,会影响机械设备的运行效果,因此,若机械结构设计不合理或刚度失配时,均会引起机械振动,降低机械设备的生产加工水平。第一,在机械设备中,若机械设备出现结构设计不合理问题,则可能会时机械设备产生刚度失配问题,因为在机械设备内部各零部件间均有较强的关联性,所以若机械设备内部出现部件链接不当、刚度分布不均匀等问题,则会直接影响机械设备的运行效率,导致机械振动的产生和扩散。第二,在机械系统中,材料选择不当或加工精度较低则均会引起刚度失配问题,在一定程度上,机械设备的材料刚度直接决定机械设备的刚度,若工作人员选择材料的质量较差,则较易造成材料弹性模量不匹配问题,提高机械结构刚度失配问题出现的概率。同时,在机械加工过程中,若机械设备的加工精准度降低,则会引起加工误差,从而造成机械结构的刚度失衡,引起振动问题。第三,由于机械设备的使用寿命较长,因此,在使用过程中难免会出现机械设备磨损和老化问题,若机械设备内部零件磨损,则会降低机械设备内部构造的流畅性和稳定性,从而造成零部件松动或脱落,增大机械加工过程中出现机械振动的风险。

1.2切削参数选择不当

在机械加工过程中,由于切削参数的选择会影响机械设备的运行状态,因此,若出现切削参数选择不当问题,则会提升机械振动问题出现的概率。首先,工作人员应明晰影响机械加工效果的各项切削参数,在机械设备中,切削速度、进给速度和切削深度均会对工件的切削效果造成影响,在机械加工过程中,若切削速度过快,则会使刀具温度升高,加快刀具的磨损速度,增加切削力,从而引起机械振动问题。同时,进给速度过快则会降低切削的稳定性,从而增大振动问题出现的概率。并且,在进行切削过程中,若刀具切入过深,则会使切屑无法顺利排出,引起刀具振动,较易造成较为严重的机械振动该问题。其次,若工作人员在进行切削参数的选择工作时没有考虑待加工材料的材质、特性与加工要求,则会使切削参数与机械加工的实际需求不匹配,较难保障工件的加工质量和效率,无法保证机械设备的使用效果。最后,工作人员若没有做好刀具的选择工作,则会使刀具的状态无法满足工件加工的实际应用需求,降低切削工作的适应性和有序性。同时,刀具的固定方式与刀具的刚度也会对机械设备的运行效果造成影响,若刀具固定不牢靠、刀具刚度较低均会使刀具产生振动,从而引起机械设备的振动。

2.机械加工过程中机械振动问题的解决措施

2.1做好机械结构的优化设计工作

工作人员在进行机械加工工作前,为降低机械振动问题出现的概率,则应做好机械设备的结构优化设计工作,通过对机械设备内部结构的调整,从而提升机械系统的稳定性与适应性,便于增强机械加工工作的速度和水平。第一,工作人员在进行机械结构的设计工作时,应加强对机械设备结构合理性和流畅性的重视,充分考虑机械结构中各零部件的连接关系,从而增强机械设备内部连接效果,便于增强机械结构整体以的强度,从而降低机械振动问题出现的概率。第二,工作人员应做好材料的选择工作,尤其是在设备的关键连接处应选择耐磨性强、耐腐蚀性好的零件,得以有效避免机械结构变形问题,减少机械振动的频率。第三,工作人员应借助先进的设计技术和设计工具,例如,CAD、CAE技术等,进行机械结构的设计工作,使工作人员在进行设计时,可以更加清晰直观地看到机械结构的连接状态,便于工作人员及时发展设计中的漏洞和问题,能够及时进行修改,进一步优化设计方案,提升机械结构设计方案的实用性和安全性。

2.2调整切削参数

由于机械设备在进行机械加工过程中,切削参数会对机械设备的运行状态造成影响,因此,为避免出现机械振动问题,工作人员应做好切削参数的调整工作,不仅要预防机械振动的产生与传播,还应提升机械加工的质量和效率。首先,工作人员在设定切削参数时,应充分考虑待加工材料的硬度、柔韧性、特点等因素,知晓工件的加工精度要求、质量要求等加工条件,便于工作人员合理设置切削参数,提升机械加工整体流程的流畅性和稳定性。其次,工作人员应做好刀具的选择工作,根据工件的实际加工需求,选择适宜的刀具尺寸,改变刀具形状大小,并且,工作人员应做好刀具的养护工作,降低刀具的磨损速度,并在机械加工工作开始前,将刀具稳固固定在机械设备上,尽可能缩减刀具位移或脱落问题出现的概率,使机械加工工作得以顺利开展进行,避免机械设备出现振动问题。最后,工作人员应做好切削参数的优化调整工作,充分考虑切削速度、进给速度和切割深度对切削过程中刀具稳定性的影响,通过对相关参数的调整,可以降低刀具的温度,削减振动幅度,减少刀具和工件间的摩擦频率,尽可能避免对机械设备运行状态造成影响。

2.3提升工作人员的专业素养

由于工作人员是机械设备的主要操作者,工作人员的专业能力在一定程度上会对机械加工效果造成较大影响,因此,有关管理人员开展培训工作,提升工作人员的专业素养。第一,管理人员应积极开展专业知识培训课程,丰富工作人员的专业知识储备量,使工作人员可以明晰机械设备振动问题出现的原因,便于工作人员在机械日常检修时及时发现设备的潜在风险,从而有效延长机械设备的使用寿命。第二,管理人员应加强技术培训工作,针对机械设备在开展机械加工时可能会出现的工作问题进行实践教学,便于工作人员了解相关技术的应用方法,从而增强工作人员的专业能力,使工作人员可以应对各类机械振动问题。同时,工作人员应加强自我学习,掌握先进的技术知识,使得工作人员能够熟练操作先进的设备和工作,增强机械设备的整体性能,从而推动机械加工工作的顺利开展进行。

结语:现阶段,工作人员要想准确找到机械设备出现机械振动的原因,则必须对机械设备结构、相关参数、应用需求进行全面了解,根据实际情况进行分析,便于工作人员找到影响机械设备加工效率的因素。同时,管理人员应加强对工作人员的培养,增强工作人员的专业素养,便于工作人员及时解决机械振动问题,保障机械加工的质量和水平。

参考文献:

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