电子机械车削过程振动来源分析_振动来源

电子机械车削过程振动来源分析

1振动来源于机床设备 由于机床设备内部安装着各种机构和零部件，它们之间存在的间隙、 零部件结构本身的刚度、表面质量、在工作状态下负荷的不均匀等等原因，都是 产生振动的潜在因素，因此，机床设备从购置、安装、调试，日后的正常使用， 维护、保养，每一个环节都得重视。作为机床的使用者，要规范操作设备，会调 整机床部件之间的间隙，最大限度地让机床工作在平稳状态，发挥出机床的最佳 性能。

2振动来源于刀具 俗话说：“三分手艺，七分刀。”说的就是刀具对整个加工的重要性。

刀具的几何参数和刀杆的刚度都是产生振动的重要原因，合理的刀具参数，不仅 可以提高工件的加工质量，而且能提高生产效率。

2.1刀具几何角度方面 (1)前角7。。为了避免振动的产生，应经常保持刀具锋利。刀具前角 的增大能使车刀刃口锋利，减小切削变形，从而使切削省力，但前角过大，会严 重影响刀具的强度，减少刀具散热的面积，加剧刀具的磨损，反而降低了刀具的 锋利程度，因此，刀具前角的大小应根据被加工材料的强度、硬度;刀具本身的 材料特性；
以及加工性质来合理选择。

主偏角Kr。主偏角的变化会使切削分力Fr的作用方向发生改变。增大 主偏角进给抗力Ff增大，切深抗力Fp会降低；
反之，减小主偏角，进给抗力会减 小，切深抗力Fp会增大。车外圆时，切深抗力Fp是使工件在水平面内发生弯曲的 力。对于工件刚度不足如细长工件，Fp是产生振动的重要因素。(3)副偏角k/。减小副偏角k/可以减小残留面积高度，从而减小表面粗 較度值，但是副偏角过小，会增大刀具副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦， 因而产生振动。

⑷刀尖圆孤半径增大刀尖圆孤半径er同样可以减小残留面积高度，达 到降低表面粗糙度值的目的，但是增大刀尖圆孤半径会使切削力增大，易引发振 动而得不偿失。

(5)刃倾角。①刃倾角的主要作用是控制切屑排出方向。②刃倾角影 响刀尖强度和切削的平稳性，当刃倾角的绝对值越大，参加切削的主切削刃就越 长，切削过程越平稳。③刃倾角影响实际切削前角和切削刃的锋利性，增大刃倾 角可使实际切削前角增大，实际切削刃口圆孤半径减小，使切削刃锋利，切削力 下降。④当刃倾角由正值向负值变化时，改变了合力F和其切削分力Fr的作用方 向，从而使切深抗力Fp增大，进给抗力Ff减小。刃倾角的值可根据排屑方向、刀 具强度和加工条件决定。

合理选择刀具的几何参数，不仅能有效的避免振动的产生，还能提高 工件加工的质量和生产效率。

1.2刀柄的刚度问题 为避免振动的产生，刀具的刀柄应有足够的刚度。①装刀时，尽可能 缩短刀柄的伸长量，够用即可；
②尽可能增大刀柄的截面积。尤其是用内孔车刀 车内孔，解决刀柄的刚度问题是车孔的关键技术之一。

3振动来源于工件自身 工件的刚度不足是车削过程中振动产生的重要原因，因此，如何增加 工件的装夹刚度就显得非常重要。这类工件以细长轴工件和薄壁零件为典型代表。

(1)细长轴。由于在切削过程中受切削力、自重、离心力的作用，会 产生弯曲、振动，从而严重影响其形状精度和表面粗糙度的加工精度，甚至造成 无法车削的严重后果。在车削过程中，通过中心架和三爪跟刀架的使用，增加细 长轴工件的装夹刚度是车好细长轴工件的关键技术之一。

(2)薄壁零件。由于薄壁工件在切削力（尤其是径向切削力）的作用 下，容易产生振动和变形，使其形状精度和表面粗糙度难以达到技术要求。在车削过程中，可以通过增加工艺肋等方法来增加工件的装夹刚度或采用轴向夹紧的 方式可避免产生振动。

4振动来源于不合理的切削用量 切削用量选择不合理可能造成切削力过大而产生振动。切削用量三要 素中，对切削力影响最大的是背吃刀量ap，其次是进给量f，切削速度vc的改变 对切削力的影响不大。因此，振动产生时，我们可以首先考虑降低背吃刀量ap， 其次选择降低进给量。

车削过程中，振动的产生可能是多种因素共同造成的，因此，我们应 在工作中不断查找问题，总结经验，得出规律，为以后的工作打下良好基础。