2012-03-12

切削颤振

切削颤振,切削刀具

在铣削加工中，颤振是一种由刀具振动引起的加工不稳定现象，它会在工件表面留下颤振刀痕，而当刀具再次经过这些刀痕时，就会引起更大的振动，在工件表面产生更深的刀痕，造成工件表面的波浪形和较大的粗糙度，并且加速刀具的磨耗。如此恶性循环，终极会导致刀具或工件损坏。

切削颤振

机械振动:

自由振动

物体在外力撤销後暗自身固频率进行振动，由於阻尼的存在振幅逐渐减小而停止。

强制振动

有外力的作用且振动频率跟激励频率一致。这是在断续切削而导致的强制振动或者是因转动零件有瑕玼而造成的振动，一般常见常见的如轴承的损坏而造成的异音或齿轮啮合不佳以及工件夹持不佳丶主轴摆幅过大 等现象皆属此类。这类问题中，断续车削属於加工技术问题，而零件瑕玼即大部份来自於工具机的装配技术及其关键零组件的品质控制，而且也与机台结构设计理念 有关。其特徵为振动的特性与转数的大小有直接的关联。

自激振动

这是因为切削加工时具有周期性的工作凹凸不平特性造成周期相位的少许错开而又反覆重叠的再生效果所产生的影响一般又可称之为“共振” (Resonance)，其主因来自於工具机结构的自然频率受到激发或者是工件夹持系统的自频率过低而受到激发所引起。由於结构的自然频率只随夹持或固定 方式的改变而改变，因此振刀发生时，改变切削条件（如改变转速）往往以改善切削振动，然而在某些无法改变切削速度的场合（如攻牙或某些材质的切削），往往只有借助於夹持方式的变更，甚至於改变刀具或刀具固定方式才能解决这类问题。

抑制振刀的对策:

将主轴转速丶进给量丶切削宽度以及刀具角度等切削参数适当调整,即可抑制颤振的发生。其中最为突出的是改变主轴转速的变速切削,对颤振的抑制效果显着。因为机床整体结构的复杂性，控制颤振的理想手段应该 可以从其局部部件着手,包括对机床床身丶立柱等基础部件的改进,以提高机床的抗振性能，也可以对机床的刀具结构进行必要的改进。

依据研究所得的振刀原理，目前应用於加工现场中有一些比较具体而实用的方法：

  1. 尽量选择切削阻抗较小的一切条件，亦即最适当的刀具进给速率与切削速度（或主轴转速）。
  2. 调整切削速度以避开共振。
  3. 减轻造成振动的部份的工作重量，惯性越小越好。
  4. 针对振动最大的地方予以固定或夹持，如中心架丶工作保持器等。
  5. 提高加工系统的刚性，例如使用弹性系数较高的刀柄或使用加入动态减振器(Dynamic Damper)的特抗震力，以吸收冲击能量。
  6. 从刀片与工作旋转方向下功夫。
  7. 改变刀具的外型与进角。
 

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