切削振动产生原因和解决
车削过程中振动与控制
浅论车削过程中的振动与控制在车削过程中产生的振动，不仅干扰了正常的切削过程，严重影响了加工件的表面质量，还会缩短机床及刀具使用寿命。
由此产生的噪音甚至可能影响到操作者工作情绪，对正常工作的开展带来一定负面影响；而为了减少振动，往往不得不减少加工时的进刀量，从而降低了生产率。
本人通过在工作中对这一现象不断观察、分析、实践、总结，取得了一些效果，现提出一些看法供大家探讨。
1、振动的分类一般来讲，在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动，与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
在消除机床回转组件(如电机、工件、旋转轴等)和传动系统(如皮带轮、滚动轴承、液压传动系统的压力脉冲等)的振动后，车削加工中的振动主要是不随车削速度变化的自激振动，主要是车削过程中工件系统的弯曲振动(其频率接近工件的固有频率的低频振动)和车刀的变形产生的弯曲振动(其振动频率接近车刀的固有频率的高频振动)。
2、振动原因分析低频振动的振动频率较低，通常发出的噪音比较低沉，振动较为剧烈，在加工表面留下的振动痕迹深而宽。
在低频振动时通常工件系统和刀架系统都在振动，它们时而趋远，时而趋近，产生大小相等方向相反的作用和反作用力。
在振动过程中，当工件与刀具趋远时，切削力与工件位移方向相同，所做之功为正值，当工件趋近刀具时，切削力与工件位移方向相反，所做之功为负值，在车削过程中，由于各种因素的影响都可能引起切削力周期性的变化，使在每一振动周期中，切削力对工件(或刀具)所做之正功总是大于它对工件(或刀具)所做之负功，从而使工件(或刀具)获得能量补充产生自激振动。
在车削过程中，影响切削力周期性地变化，并使退出时切削力大于切人时切削力的情况有以下几个因素： 2.1切削与刀具相对运动产生的摩擦力。
在加工韧性钢材时径向切削分力开始随切削速度的增加而增大，自某一速度开始，随切削速度的增加而下降。
据切削原理可知，径向切削分力主要取决于切削与刀具相对运动产生的摩擦力，即切削与刀具前刀面的摩擦力。
金属切削机床的常见故障及解决方法
金属切削机床的常见故障及解决方法金属切削机床是现代制造业中不可或缺的重要设备，它能够将金属材料切削成所需的形状和尺寸。
然而，在使用过程中，切削机床也常常会遇到一些故障。
本文将介绍金属切削机床的常见故障，并提供解决方法，以帮助读者更好地应对这些问题。
一、进给系统故障1. 切削过程中进给速度不稳定进给系统故障可能导致进给速度不稳定的问题。
解决方法包括：- 检查进给伺服电机和传感器，确保其正常工作；- 优化伺服参数和PID控制器的参数；- 清洁和润滑进给机构，确保其顺畅运转。
2. 进给轴卡滞进给轴卡滞是常见的机床故障之一，可能会导致加工误差和工件表面质量下降。
解决方法包括：- 检查进给轴导轨和螺杆，清除积累的污垢和切屑；- 对进给轴进行润滑和调整，确保其灵活运动；- 检查进给系统传动部件是否松动或损坏，修复或更换。
二、主轴系统故障1. 主轴振动主轴振动是金属切削机床常见的故障之一，可能导致切削质量低下和刀具寿命缩短。
解决方法包括：- 检查主轴松动和扭转，紧固主轴螺母；- 进行平衡调整，确保主轴平衡；- 检查主轴轴承磨损情况，更换磨损的轴承。
2. 主轴噪音过大主轴噪音过大可能是由于主轴轴承失效或主轴齿轮系统故障引起的。
解决方法包括：- 检查主轴轴承，如有必要，更换磨损或失效的轴承；- 清洁和调整主轴齿轮系统，确保齿轮啮合正常；- 检查主轴齿轮系统是否需要加注润滑油，及时进行维护。
三、液压系统故障1. 液压油温过高液压油温过高可能会导致系统压力不稳定和液压元件磨损加剧。
解决方法包括：- 检查液压系统冷却器，确保其正常工作；- 清洁液压油冷却器，防止堵塞影响散热效果；- 定期更换液压油并确保使用合适的机油粘度。
2. 液压泵噪音异常液压泵噪音异常可能是由于液压油泵损坏或液压系统中气体混入引起的。
解决方法包括：- 检查液压泵的工作状态和密封性，如有必要，更换损坏的泵；- 检查液压油中是否有气体混入，及时排气和更换液压油。
刀具振刀问题案例总结
6
应对系统刚性差：调整加工工艺及合理选用刀具形式。
山田D15加长三尖钻
•主要问题：首件加工入口5mm振刀严重，下面不振。 •产品名称：变速箱壳体 •产品材料：铸铝（ALSI9CU3FE） •加工工艺；直接在已加工表面上钻孔。 •工况信息：马扎克立加，HSK80-热涨刀柄，内冷。 •刀具图号：K-N0298-475 •刀具规格：整体HM;2刃;D15*L197.9*L270*SD16; •加工参数：S2185（VC102），fn：入口5mm0.08，下面0.3。 •寿命：500M。 •解决方案：因此刀悬深较长，入口处无支撑，而导致入口 加工时系统刚性差。 后续让客户加了一款引导钻，已经解 决。
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刀具减振： 减震槽，不等齿距，缩颈等
山田M10*1.25挤压丝锥
•主要问题：首件加工第二孔振刀，其余3个孔不振。 •产品名称：变速箱壳体 •产品材料：铸铝（ALSI9CU3FE） 加工工艺；D9.4钻头-M10*1.25挤压丝锥 •工况信息：BT40-ER弹簧夹头刀柄，外冷。 •刀具图号：83033 •刀具规格：M10*1.25挤压丝锥。 •加工参数：S1270（VC40） •寿命：2000个孔。 •解决方案：此位置一个孔（盲孔）反复测试均振 刀，后续通过把避空尺寸减小解决。
3
振动不严重时，用调整切削参数的方法。
调整切削参数只对切削振动不严重的刀具可能有效。 一般的调整方法如下：
•
• •
降低刀具或者工件的回转速度；
减小切深并提高刀具的走刀量。 螺纹铣刀产生振动，可将螺纹铣刀径向分2刀加工，例如赫珂多款螺 纹铣刀。
从四个方面考虑减振：
1.降低切削力； 保证刀具的锋利程度。 2.应对系统刚性差； 调整加工工艺及合理选用刀具形式。 3.提高刀具系统的刚性； 提高刀具的静态刚性或夹持刚性。 4.刀具减振。 减震槽，不等齿距，缩颈等
浅谈数控车削中出现振纹的原因和解决方法
Internal Combustion Engine &Parts———————————————————————作者简介:曹磊（1984-），女，江苏新沂人，研究生，讲师，研究方向为职业学校实训教学改革。
0引言在数控车床加工中常出现振纹现象，这一种现象是一种不正常的加工现象。
它给零件的美观、精度、配合都带来了很大的影响，从而也影响到了零件的经济性和使用寿命。
那么振纹是怎么产生的？又该如何解决？笔者在学校学习过程中很注意这方面知识的搜集，经过分析和实操，终于将这个问题搞清楚并解决了。
以下是笔者在实际加工中碰到和解决的问题，并做了一些分析和总结。
1振纹出现的原因笔者对零件在加工中出现振纹进行分析，找出引起振纹的原因，这样才能采取相应的措施来提高工件的使用寿命和经济性。
引起零件振纹的因素很多，主要包括工件的材料及安装、刀具的装夹及磨损和切削用量的选择等。
1.1工件的材料及安装用于数控加工中的工件材料有很多，如钢件、不锈钢、铸件、铸铁等，笔者用的是45号钢，在以前加工中用同样的材料没有引起振纹，所以这就跟工件的材料没有关系了。
数控车床的夹具主要是三爪卡盘，数控车床在装夹时的注意事项：①在工件安装时，要依据材料切割剩余大小来对卡盘爪紧力、行程与直径进行调节。
如果有一定需求，可以在工件的尾部制定中心孔，利用顶部对其夹紧。
②工件必须保留相应的夹持距离，其长短具有相应的要求，必须依据工件的长度来确定夹持长度的具体长短。
③工件的中心点与主轴的中心点尽可能的重合。
如果工件夹持位置需要进行加工，那必须将工件外圆包裹，防止加工过程中损坏外圆。
笔者在加工时这些都注意了，所以排除了工件安装问题。
1.2刀具的装夹及磨损装刀是数控机床加工中极其重要并十分棘手的一项。
刀具是否安装完善，对切削能否顺利完成造成直接影响，同时还会影响到工件质量，所以，一定要保证刀具安装正确，以下是主要重视和注意的几个相关问题：①安装刀具之前，确保刀片与刀杆完整且干净。
切削加工以及切削颤振简述
切削加工以及切削颤振简述切削加工作为机械制造行业的传统生产加工工艺，是机械制造的流程中完成零件制作这一中心环节的重要生产技术，文章介绍了切削加工的基本方法，切削加工使用的刀具以及切削过程中产生的切削颤振和相应的控制方法。
标签：切削加工；切削；颤振切削加工是机械加工产品生产过程中必要而又值得信赖的技术手段，这一技术手段为了能够跟上市场需求的不停改变，对切削工具提出了新的要求，而切削刀具日新月异的发展又促使切削加工成为机械产品加工众多环节中备受关注的生产步骤。
在切削加工过程中，也存在着大大小小的问题等待着我们去发现和总结，其中切削颤振就加工生产的主要问题之一，对切削颤振有一个细致的认识，进而采取一定的手段对其实施加工控制，是我们一直探索的科研课题。
1 切削加工概述1.1 切削加工概念在机械产品加工生产过程中，按照产品生产规格、质量、工艺等要求，技术人员需要利用合适的切削工具对选取材料进行切割塑形，这一加工生产程序被称作为切削加工。
1.2 切削加工的要素满足切削加工的要拥有生产的三个重要因素，切屑刀具、切削运动和切削角度。
简单的说，刀具就是进行机械生产加工的重要切割工具；刀具与被切割材料的相对运动，就是切削运动；刀具自身固有、安装以及切割金属时所参照的切割偏角数据，也就是切削角度。
由于刀具是直接接触产品表面的生产工具，产品的表面微观粗糙程度，大小精确程度和外形都主要取决于刀具，所以刀具自身材料的硬度、柔韧度、抗腐蚀能力以及生产加工质量工艺等一系列的问题都会对切削加工机床的生产速度、产品质量、以及机床的使用寿命造成不可忽视的影响，进而影响到机械生产加工行业的技术整体水平，还会涉及到生产厂家的刀具生产信誉和使用刀具造成的经济损失。
切削加工过程中，刀具对产品会产生一定的作用力，根据物体受力原理，会有相应的反作用力的产生，力的相互作用会给刀具带来一定的损耗，造成刀具固有角度的几何参数发生改变，从而对被加工产品产生影响。
切削振动1
切削振动振动相关知识阻尼就是使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用。
阻尼比在土木、机械、航天等领域是结构动力学的一个重要概念，指阻尼系数与临界阻尼系数之比，表达结构体标准化的阻尼大小。
阻尼比是无单位量纲，表示了结构在受激振后振动的衰减形式。
可分为等于1，等于0, 大于1，0~1之间4种，阻尼比=0即不考虑阻尼系统，结构常见的阻尼比都在0~1之间.影响因素：主要针对土木、机械、航天等领域的阻尼比定义来讲解。
阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素（或称之为影响结构阻尼比的因素）很多，主要有（1）材料阻尼、这是能量耗散的主要原因。
（2）周围介质对振动的阻尼。
（3）节点、支座联接处的阻尼（4）通过支座基础散失一部分能量。
（5）结构的工艺性对振动的阻尼。
模态是机械结构的固有振动属性,结构的动力特性主要取决于它的模态参数,包括各阶固有频率、阻尼系数、振型系数等。
模态分析方法最早应用于航空航天领域,是研究结构动力特性的一种方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用,最终目的就是为确定结构的动力特性,以得到该结构一系列的振型和对应各个振型的频率,以分析结构系统的振动特性、诊断系统的振动故障以及对系统的动力特性进行设计优化。
车削振动[1]在机械加工中产生的振动，按产生的原因来分类，有自由振动、受迫振动和自激振动，与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
自由振动是当振动系统的平衡被破坏，由弹性力来维持系统的振动。
是切削力的突然变化或其它外力冲击引起的。
可快速衰减，对车床加工影响非常小，可忽略不计。
受迫振动产生的原因是由系统外部或内部周期变化的激振力(也叫振源)的作用下而产生的振动，共振是受迫振动中的一个特例。
此振动主要由以下几方面原因产生高速回转存在不不衡，例如卡盘和工件、主轴、电动机转子、带轮等。
就是因为零件的不平衡而产生激振力F(也叫离心惯性力)，车床传动存在误差，车床传动当中的齿轮组，由于制造误差、装配误差产生了周期变化的激振力；液压传动中油液脉动、轴承滚动体尺寸差、皮带接缝等因素。
车削加工中振动产生原因及消除措施
车削加工中振动产生原因及消除措施作者：黄建国来源：《中国教育技术装备》2011年第28期1 振动的类型一般来讲，在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动，与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。
在消除机床回转组件（如电机、工件、旋转轴等）和传动系统（如皮带轮、滚动轴承、液压传动系统的压力脉冲等）的振动后，车削加工中的振动主要是不随车削速度变化的自激振动，主要是车削过程中工件系统的弯曲振动（其频率接近工件的固有频率的低频振动）和车刀的变形产生的弯曲振动（其振动频率接近车刀的固有频率的高频振动）。
2 振动原因分析在车床安装时加设隔振地基、传动系统无缺陷以及切削过程中无冲击存在的情况下，车削振动的主要类型是不随车削速度变化而变化的自激振动，其主要原因是加工过程中工件及刀架系统变形而产生的低频振动以及因车刀的变形而产生的高频振动（其频率接近车刀的固有频率）。
这类振动常常使机床尾座、刀架松动并使硬质合金刀片碎裂，且在工件切削表面留下较细密的痕迹。
车削中的低频振动通常是工件、刀架都在振动，它们时而相离（振出），时而趋近（振入），产生大小相等、方向相反的作用力与反作用力（即切削力Fy和弹性恢复力F 弹）。
刀架的振出运动是在切削力Fy作用下产生的，对振动系统而言，Fy是外力。
在振动过程中，当工件与刀架作振出运动时，切削力F振出与工件位移方向相同，对振动系统做正功，振动系统则从切削过程中吸收一部分能量W振出储存在振动系统中；刀架的振入运动则是在弹性恢复力F弹作用下产生的。
当刀架振入时，F振入与工件位移方向相反，振动系统对切削过程做功，即振动系统要消耗能量W振入。
由于切削力周期性变化，使得W振出＞W振入或F振出＞F振入，从而使工件或刀具获得了能量补充产生低频的自激振动。
此时，在力和位移的关系图中，振出过程曲线处在振入过程曲线的上部。
而高频振动产生的原因是在某速度区段内，刀具后刀面与切屑之间的摩擦，使切削力Fy随切削速度V的增加而减小，即具有下降特性，造成F振出＞F振入，故加工系统有自激振动产生。
机械加工振动产生的原因及消除方法
机械加工振动产生的原因及消除方法摘要：众所周知，在机械加工的过程中，存在着一个普遍的现象那就是机械振动，其实，机械振动是由多方面的因素造成的。
本文主要对机械加工过程中，机械振动的分类和特点进行了阐述，对机械振动的成因和影响展开了分析，同时对如何更好的解决机械振动产生的不利影响进行了深入的研究。
关键词：机械加工；振动产生；原因；消除方法引言机械加工是一项长期、循环往复的过程，由于长时间的运行，刀具和工件往往会受到很大的影响，因而不可避免的出现机械振动的情况。
在振动现象的影响下，加工部件的精度大大被降低，这对生产率的提高是非常不利的。
所以，应根据机械加工中出现的振动类型和产生的原因加以分析，采取有效的手段来降低或消除振动，从而提高机械生产的效率和质量。
1 机械加工振动类型在长时间的分析和实践中，按照机械振动产生的原因来分可以分为三类：自由振动、强迫振动和自激振动。
在机械运转时如果振动系统受到激振力的作用时会破坏机械的平衡状态，把能约束激振力的方式叫做自由振动，制造企业的机械加工系统自身具有一定阻尼，因此，自由振动会相对减弱，不会对机械加工产生过多的负面影响，属于机械加工振动中影响最小的一种振动。
而不同于自由振动，受迫振动和自激振动本身不能靠系统自身减弱振动，相反会对机械加工产生严重影响，本文接下来将对受迫振动及减振措施和自激振动及减振措施进行详细的分析和探讨。
2 振动产生的原因分析2.1自由振动产生的原因发生自动振动形式的主要原因是由于机械系统自身的弹力、重力作用下形成的，而没有任何外力参与。
因为组你和内耗都是振动系统中的一部分，比如简谐振动等，因此产生自由振动的原因是由于弹性元件或者惯性元件引发的。
2.2强迫振动产生的原因2.2.1高速回转出现不平衡状态，机械机床中高速回转的零件非常多，其中包括主轴、电机、皮带、磨床中的砂轮等等，就是由于出现不平衡状态导致出现离心惯性作用。
2.2.2机床传动零件缺陷所引起的周期性变化的传动力。
车内孔震刀原因及解决办法【秘籍】
车削内孔的加工中，刀具的振动将会影响到加工精度。
在传统机械加工车间中刀具振动的解决还是采用老式的加工理论，往往是以牺牲生产效率为代价，并且其中许多加工理念已经不再适合现代加工技术。
但随着国外越来越多先进的机夹刀具进入到传统机械加工车间后，给我们带来了新的加工理念。
现在向大家介绍这种高效率的解决方法，希望对各位有所帮助。
刀具振动的原因：刀具振动实际应该切削振动，通常发生在长悬臂刀杆的镗削和铣削，薄壁件的切削加工等。
切削振动顾名思义只有在刀具进行切削时才产生。
而切削振动最明显的是工件被加工表面有振纹。
我们将振动分为三种。
它们是高频振动、中频振动和低频振动。
我们以内孔车刀杆的振动分析来看：刀尖切削工件时会产生切削力，这个力使镗刀杆产生弹性变形，当刀尖上的铁屑断掉后，刀杆的弹性变形就恢复。
随着铁屑不断产生在断掉，那么径向切削力随着铁屑的生成和断裂由大到小不断变化，形成正玄波动镗削力F。
此力的大小和方向是一直有规律的变化，如果切削力的变化频率等于或在刀具固有的弹变频率范围之内，镗削振动就产生了。
其实任何强壮的刀杆都不能确保切削时刀杆不会产生弹变，实际上刀片在切削时都是颤动的，但是只有弹变足够大时颤动才变为震动。
因此我们得到这样的结论：刀具在切削工件时发生振动需要有以下三个条件同时存在：第一是包括刀具在内的工艺系统刚性不足导致其固有频率低，第二是切削时产生了一个足够大的外激力，第三是这个外激力的频率与工艺系统固有频率相同随即产生共振。
削2；刀杆夹紧采用螺栓侧压，定位采用V型铁或孔柱间隙配合那么消除振动的方法便可根据下面三个原则：一是减小切削力至最小；二是尽量增强刀具系统或者夹具与工件的刚性；三是在刀杆内部再制造一个振动去打乱外激切削力的振频，从而消除刀具振动。
1.采用阻尼避振刀杆从而减轻振动我们虽然可通过改变刀杆的材质来达到消振的目的。
即把钢质刀杆改成整体硬质合金刀杆或重金属刀杆，它的刀杆夹持悬伸与刀杆直径避振极限比值（简称长径比）可达7-8倍。
机床切削时的振动分析及预防措施
机床切削时的振动分析及预防措施摘 要：切削时机床产生的振动对加工过程和工件的加工质量以及机床连接特性都有很大影响，而且还会影响生产效率。
因此，减少机床振动的产生，对控制产品的质量非常关键。
本文对机床切削加工时产生振动的各种原因进行了归纳，分析了机床振动对产品加工质量造成的影响，提出了防止和减小机床振动的各种有力措施。
关键词：机床切削 振动 分析1、振动产生的原因产品切削加工过程中机床所发生的振动是非常复杂的，引起振动的原因是多方面的，经分析，主要有以下几个方面：（1）工件的外形复杂而装夹部位选择不合适：工件外形结构不规则，没有好的基准面，不方便装夹，工件夹不紧，容易在加工时产生松动，随着切削力的变化而发生相应振动。
（2）工件内部组织不均匀：铸造毛坯件局部有气孔、砂眼、疏松等缺陷，晶粒粗大或者夹有杂质等情况。
切削时铸件软硬不均匀，刀具受力不均匀，使得切削力不稳定，易使机床产生震动，有时还会造成打刀，工件的加工质量也很难控制。
（3）刀具选择不合理：刀体材料不合适，刚性差，是引起振动的主要原因之一。
若选错了刀具，有时会使刀具磨损加剧或引起切屑瘤、拉毛工件表面或出现打刀引起振动而影响产品质量。
（4）切削用量和机床转速的选择不合适：① 切削速度1000ωωπn d v =。
切削速度与工件待加工表面直径、工件转速成正比，当ωd 一定时，转速越快，切削速度越快，引起振动的可能性越大； ②进给量f 越大，刀尖受力越大，越容易引起振动：③切削深度p a 切削深度越大，受到的剪应力越大越引起对刀尖的阻力增大而引起振动。
（5）机床自身状况的影响机床本身的精度不够也是振动产生的一个方面。
机床主轴箱内各啮合齿轮、轴承等配合精度低，导轨的磨损，各夹紧装置的不可靠等，在切削中都可能产生振动。
（6）机床周围环境的影响附近有产生振动的大型设备，或有重型车辆在行驶，引起地基振动，并传递到床身．易造成共振。
2、振动对加工质量的影响振动对加工质量的影响是非常大的，主要表现在以下几个方面：（1）加工过程中的振动降低了加工表面的质量，引起加工表面的振动波纹，表面粗糙度值大。
机床的振动原因及防治措施
[2] 储 开 滚 . 浅 议 机 床 振 动 的 原 因 及 控 制 技 术 [J]. 河 南 科 技 ,
大、机床所用的刀具刚性不足等。 自激振动的特征如下：第一，自 2013(7):91.
作者简介：魏敬刚，男，1973 年出生，四川巴中人，大专，高级技
[3]李艳生,张延恒,孙汉旭等.机床自动换刀机构振动源确定
关键词：机床；振动原因；防治措施
机床的振动原因及防治措施
重庆工业职业技术学院 魏敬刚
在机床加工部件的过程中，机床振动现象比较常见，其所产 激振动所具有的频率与系统固有频率接近或相同；第二，机床自
生的危害比较大， 通常会导致加工部件与机床刀具之间出现移 激振动结束后，能量补充及干扰过程随即消失；第三，自激振动
师，研究方向：数控技术。
及分析[J].振动、测试与诊断,2014,34(1):141~146.
2018 年第 10 期
55
对工件产生的摩擦，就很容易产生自激振动。 机床加工过程中，
参考文献：
一些机床的砂轮选择或刚性较差的部件无法满足相关要求时，
[1]陈家元.机床的振动及防治措施[J].装备制造技术,2012(9):
将会增加其摩擦力，从而诱发自激振动。 实际上，诱发自激振动 97~98+120.
的影响因素比较多， 常见的有在安置时机床刀具的几何角度过
动，诱发加工部件出现裂痕，对加工部件的品质及性能产生不利 存在再生机理。
影响，同时，振动还有可能进一步提高加床刀具的动载荷，加快
2 机床振动的防治措施
刀具的磨损速度。 尤其对于硬质合金、陶瓷等脆性刀具，磨损现
2.1 受迫振动的防治措施
象更为严重。 此外，振动产生的噪音还会影响车间工作人员，污
机械加工过程中的振动和防止方法
机械加工过程中的振动和防止方法机械加工过程中的振动会恶化加工表面质量，损坏切削刀具，降低生产率。
本文着重介绍振动的两种类型，振动产生的原因及消除方法。
标签：机械加工振动原因防止方法0 前言振动是在机械加工过程中，因机床工件或刀具发生周期性的跳动。
加工过程中如发生振动，会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状痕迹，使表面光洁度显著下降，还会使机床、夹具中的连接零件松动，缩短机床使用寿命，影响工件在夹具中的正确定位。
此外，由于振动，势必降低切削速度，损坏切削工具，降低生产率，造成噪声污染。
1 机械加工振动的表现和特点振动分强迫振动和自激振动两种类型。
具体表现和特点如下。
1.1 强迫振动强迫振动是物体受到一个周期变化的外力作用而产生的振动。
如在磨削过程中，由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡，三角皮带的厚薄或长短不一致，油泵工作不平稳等，都会引起机床的强迫振动，它将激起机床各部件之间的相对振动幅值，影响机床加工工件的精度，如粗糙度和圆度。
对于刀具或做回转运动的机床，振动还会影响回转精度。
强迫振动的特点是：①强迫振动本身不能改变干扰力，干扰力一般与切削过程无关（除由切削过程本身所引起的强迫振动外）。
干扰力消除，振动停止。
如外界振源产生的干扰力，只要振源消除，导致振动的干扰力自然就不存在了。
②强迫振动的频率与外界周期干扰力的频率相同，或是它的整倍数。
③干扰力的频率与系统的固有频率的比值等于或接近与1时，产生共振，振幅达到最大值。
此时对机床加工过程的影响最大。
④强迫振动的振幅与干扰力，系统的刚度及阻尼大小有关。
干扰力越大、刚度及阻尼越小，则振幅越大，对机床的加工过程影响也就越大。
1.2 自激振动（颤振）由振动系统本身在振动过程中激发产生的交变力所引起的不衰减的振动，就是自激振动。
即使不受到任何外界周期性干扰力的作用，振动也会发生。
如在磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。
工件、机床系统刚性差，或砂轮特性选择不当，都会使摩擦力加大，从而使自激振动加剧。
金属切削中刀具振动的原因及控制方法研究
金属切削中刀具振动的原因及控制方法研究刀具振动是金属切削中常见的问题。
它不仅影响加工质量和效率，还会导致机床和工件的损坏。
因此，研究刀具振动的原因以及有效的控制方法对于提高金属切削加工的质量和效率非常重要。
刀具振动的原因：1. 切削力的不平衡：切削力的不平衡是引起刀具振动的主要原因之一。
切削力不均匀分布会导致切削力矩，使刀具发生振动。
2. 刀具与工件之间的剧烈摩擦：金属切削过程中，刀具与工件之间会产生剧烈的摩擦，特别是在较高的切削速度下。
摩擦力反作用于刀具，导致刀具振动。
3. 刀具磨损和材料失效：刀具磨损和材料失效也会导致刀具振动。
当刀具齿刃磨损或材料出现裂纹时，切削过程中的动态特性会发生变化，从而引起振动。
控制刀具振动的方法：1. 优化切削参数：合理选择切削速度、进给量和切削深度等切削参数，可以减少切削力的不平衡，从而降低刀具振动的发生。
2. 使用刚性刀具和工件夹具：增加刀具和工件夹具的刚性，可以减少振动的传递并提高切削稳定性。
选用高刚性的刀具和夹具，同时加强工件的固定，可以有效地降低刀具振动。
3. 选择合适的刀具几何形状：刀具几何形状的选择直接影响到切削过程中的振动。
根据具体的加工要求和工件材料，选择合适的刀具几何形状，可以减少切削力的不平衡，从而降低刀具振动。
4. 刀具润滑和冷却：通过适当的刀具润滑和冷却，可以减少切削过程中的摩擦力和加热现象，从而降低刀具振动的发生。
5. 刀具动态平衡：对于高速切削、精密加工等对刀具平衡性要求较高的场景，可以采用动态平衡技术，通过对刀具进行平衡校正，减少刀具振动的产生。
6. 切削液的选择：使用适合切削工艺的切削液，可以帮助减少切削力和摩擦，从而减小刀具振动。
总结：金属切削中刀具振动的原因复杂多样，但通过合理优化切削参数、使用刚性刀具和工件夹具、选择合适的刀具几何形状、刀具润滑和冷却、刀具动态平衡以及切削液的选择等控制方法，可以有效地降低刀具振动的发生。
对于提高金属切削加工的质量和效率具有重要的意义。
机械加工中振动的产生机理以及防治措施
机械加工中振动的产生机理以及防治措施摘要：机械装置的振动是机械加工中普遍存在的问题,是影响生产质量的因素之一。
因此，在机械加工过程中，必须采取有效措施控制机械振动的发生，以提高生产质量。
基于此，本文分析了机械加工中出现的振动类型及其产生的具体原因，进而探讨了控制机械加工中机械振动的手段，以期为机械加工企业提供参考。
关键词：机械加工，机械振动，控制措施在机械加工逐渐呈现智能化、数字化发展趋势的当下，不断优化机械装备制造工艺，实现产品生产加工的高效率、高品质。
但在具体的加工过程中，由于刀具与工件之间的周期性运动，加工过程中不可避免地会出现振动问题，要在不影响加工产品质量的情况下解决这一问题，就需要：研制的理由合理的解决方案，避免此类问题的再次发生。
一、机械加工中的振动问题及原因分析1、机械加工中常见的机械问题在机械生产加工过程中，很容易出现振动问题，机械振动基本上可以分为三种不同的类型，其中一种是自由振动，有一些外界扰动力会破坏机械系统的平衡，使得它在不同尺寸下显得灵活，这反过来又会导致机械振动问题。
这种机械振动不会对加工产生大的影响，因为系统本身在加工过程中会产生一些阻力，可以削弱自动振动的作用。
二是强迫振动，三是自激振动，这两种机械振动对加工的影响比较大，系统本身不具备衰减强迫振动和自激振动的能力，因此，它处理机械振动是必要的，具体振动的原因和特征将相应讨论。
寻找消除强迫振动和自激振动的有效方法。
2、各种机械振动的产生原因(1)自由振动自动振动的原因是由于外界因素的干扰，加工过程中切削力发生变化，产生一定的冲击力，破坏加工系统的平衡。
这类振动的本质是消除限制机械系统振动而引起机械振动问题的力，它是所有机械加工振动中最容易预防和控制的机械振动，具有相对对系统影响不大。
小。
(2)受迫振动受迫振动是在加工系统内外因素的共同作用下发生的。
由于外界的不断干扰，加工系统会引起内部和外部的交替变化，影响加工产品和机械设备的正常运行。
探讨数控机床加工出现震纹工艺处理方法
探讨数控机床加工出现震纹工艺处理方法数控机床加工中，震纹是一种常见的表面缺陷，给加工品的质量和外观带来不良影响。
震纹是由于刀具在加工过程中与工件之间的切削力引起的表面振动而产生的一种不规则波纹状凹凸纹路。
震纹有时候并不是由于设备或加工条件的原因引起的，而是由于加工料材质和形状的变化引起的。
由于震纹的存在会降低工件的精度和表面质量，因此需要采取相应的处理方法来避免或减少震纹的产生。
一、震纹的产生原因在加工中，当切削力作用在工件表面时，会引起工件的微小振动，从而形成表面的波纹状凹凸纹路，这种凹凸纹路就是所谓的“震纹”，产生的主要原因有以下几点：1.材料的硬度、强度和韧性等机械性能不一致，导致切削力不平衡，形成表面震动。
2.工件的刚性不足，弹性变形后会形成表面振动。
3.机床刚性不足或加工条件不佳，如工件夹紧不严、闸刀不良、v字槽过深等，都会对机床整体刚性产生不利影响，导致工件表面发生震动。
4.切削液不足或切削液的质量不好，会使切削加工过程中刀具产生较大的摩擦阻力，引起振动。
二、震纹的处理方法针对震纹的产生原因，需要采取相应的处理措施，以下是一些常见的震纹处理方法：1. 优化加工参数调整加工参数，如降低进给量、提高转速、增加切削液的流量等，以改变切削力的分布情况，减少工件表面振动，降低震纹的产生。
2.改善设备状况检查和维护数控机床，确保设备的稳定性和可靠性，如整理机床轴承、减少轮廓误差、加强加工设备刚性等，都可以减少震纹的产生。
3.选择适当的加工工艺在数控机床加工过程中选择适当的加工工艺，如二次加工、多刀切削、刀路优化等，都可以减少震纹的产生。
4.选择合适的切削液切削油液的质量对切削质量有着很大的影响，所以在加工中需要使用高质量的切削液，可减少刀具与工件之间的摩擦及增加切削液实际流入切削区面积，从而减少震纹的产生。
5.采用合适的切削刀具选择可以有效减小悬边加工而且稳定性好的刀具，如加强悬边处理或者采用充脉冲进给等技术，可以减少刀具在工件表面引起震纹的可能性。
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细长杆立铣刀铣削深型腔时 常采用插铣方法
插铣就是刀具象钻头一样轴向 进刀，当铣削深的型腔时，通 常长杆的悬伸大于3倍的刀杆 直径，我们推荐使用轴向进刀 的插铣方法，但是立铣刀刀片 刃口有一定的径向切削刃，刀 具供应商有技术资料证明此刀 具在插铣时的最大吃刀宽度 PlungeMill是专门用于模具和 航空工业的大直径插铣刀，它 最大的特点是高效率和超大切 宽，通常用于大型深腔模具的 开粗。
切削振动的原因
刀具在切削工件时发生振动需要有下面三 个条件同时存在： 第一是包括刀具在内的工艺系统刚性不足 导致其固有频率低， 第二是切削产生了一个足够大的外激力， 第三是这个外激力的频率与工艺系统的固 有频率相同随即产生共振
分清自激振动和强迫振动
。
刀具振动实际应该叫“切削振动，通常发生在长悬臂刀杆的镗削和铣削，薄 壁件的切削加工，细长杆的车削等等。当环保做为车间考核的标准时，高速 钻削产生的高频啸叫也和振动噪音一起列为技术公害。 切削振动顾名思义只有在刀具进行切削时才产生，如果振动来自非切削因素 如不稳定的机床地基，机床丝杠的间隙，主轴轴承的损坏甚至几百米以外火 车的经过而产生的震动我们叫做强迫振动，这种振动不伴随噪音而非我们讨 论的话题。 切削振动产生噪音，但噪音并不是全由切削振动引起发生，机夹刀片铣刀在 100米以上的切削速度每齿走刀在0.1毫米以上铣削3毫米的切深，即便是铣削 灰口铸铁也会产生接近90分贝的噪音，而低频切削振动噪音常低于此值。 切削振动是自激振动是一种正弦波振动，除了用专业仪器测量振频与波长外 ，最明显的是工件被加工表面有振纹。
薄壁工件的铣削加工
薄壁工件铣削发生振动的原因完全来自于工件，这种工件被叫做箱式或者 碗式零件(box like or bowl like shape workpiece)，由于振动来自于工件本身 ，那么技术人员各显神通，国外在处理这类零件的铣削加工主要以改善工 件夹持为主，例如增加合适的辅助支撑点，在夹具和机床工作台面之间加 装一层木板，用粗大的橡皮条或者弹簧勒在壳体的外面，在箱体内部充满 湿沙子等等，奇思妙想不一而足。在铣削薄腹板时，推荐使用90度面铣刀 以减小对腹板的轴向切削力。
提高刀杆的静态刚性(StaticToughness)
最为简单明了的做法是加大刀杆的直径，将外伸刀杆的悬伸做到最短 如果镗刀的刀尖产生160公斤的切削力，直径32毫米的镗刀杆悬伸320毫 米时产生的刀杆前端弹变为1.6毫米，是同样这根刀杆悬伸128毫米时产 生弹变的16倍！ 如果镗刀的刀尖产生160公斤的切削力，直径32毫米的镗刀杆悬伸320毫 米时产生的刀杆前端弹变为1.6毫米，若把直径增粗到40毫米则端部弹变 减小到0.64毫米！
提高刀具的动态刚性—被动阻尼避振刀杆 (Passive damper eliminate.vibration bar)
刀杆描述和加工部位 合金钢刀杆车削内孔 硬质合金刀杆车削内 孔 标准Teness阻尼避振 刀杆车削内孔 特殊Teness阻尼避振 刀杆车削内孔 主要减振策略 降低与抑制切削 力，增强刀具和 工件的静态刚性 降低与抑制切削 力，增强刀具和 工件的静态刚性 增强刀具的动态 刚性 为专门加工设计 的增强刀具的动 态刚性系统同时 增强刀具的静态 刚性 长径比 4：1 5~6：1 12:1 15~16： 1
使用正前角和大后角的刀片 配以轻快的断屑槽。
pos.
neg..
这样的刀片在镗削或铣削中的切削楔入角最小，切 削当然轻快。在车削与镗削中，7度和11度后角是 最常见的刀片，刀片为螺钉夹持的最多，在20毫米 以下的孔镗削中，即便不存在振动问题大家也通常 选择11度后角的刀片，例如山特维克可乐满的 TPMT,DPMT,VCEX的刀片（V型刀片后角为7度或 11度）。后角以7或11度后角刀片为主要推荐，因 为它们是ISO标准刀片，不同厂家的刀片可以互换 车刀片适用于镗削加工，现代机夹车刀片按照粗精 加工分为不同的短屑槽槽型，比如像可乐满刀片槽 型PF,KM,MF,KR等，其中的第二位表示刀片适合的 加工，F表示Finishing为精加工，这是适合做减振 镗削的刀片，当然刀片应该配以刃口耐冲击的材质 才可以，比如PF-4025,PF-4035,WK-4025等等。
面铣刀采用疏齿不等距铣刀来减小铣削振动
“齿”指刀片。同样直径的面铣刀比 如100毫米，那么5个刀片的刀盘肯定 比10个刀片的铣刀产生的铣削力小 50%。其实5个刀片的100毫米刀盘相 对于10个刀片的刀盘既为疏齿刀盘， 如果刀片之间的间隔是不等的即为疏 齿不等距铣刀，这种面铣刀不仅切削 力小而且是没有固定频率去刺激工艺 系统发生共振。 还可以通过拆除现有刀盘上的刀片数 目来实现疏齿铣削，但是要注意不能 只摘除其中的某一两个刀片，这样的 结果会使其相隔刀片因每齿走刀量翻 备而造成刃口崩碎。正确的拆除办法 是拆掉一半的刀片，所以在购买面铣 刀时尽量避免奇数齿刀盘
调整切削参数的方法
调整切削参数只对切
削振动不严重的刀具 可能有效，一般的调 整方法如下：降低刀 具或者工件的回转速 度，减小切深并提高 刀具每转或者铣刀每 齿走刀量。在内螺纹 的车削中若产生振动 ，可将完成螺纹车削 的进刀步骤减少1至2 刀。。
合理安排走刀的工艺路线
合理安排走刀的工艺路线对于铣削加工 非常重要。铣削有顺铣和逆铣之分，传 统的铣削理论将逆铣有利于减少铣削振 动，其实是指有利于抑制丝杠的间隙产 生的振动。如今的铣削设备大都安装了 滚珠甚至滚柱丝杠，所以逆铣消振的意 义不大。无论是顺铣还是逆铣只要铣削 力的方向与工件的夹持方向一致就有利 于消除弯板类零件的振动如图
90的主偏角铣刀比如CoroMill390刀体，配 以轻快的切削刃口刀片和正前角槽型的刀 片，切削力最为轻快。
内孔镗削时刀片刃形角越小越好
55 °
80°
这样副主偏角很大，副刃口与被加工面的颤动接触区小，颤动很难变 成振动，副切削刃挤屑的机会也小，例如在镗削内孔时，镗刀的主偏 角假设为93度，使用CCMT的刀片其副主偏角为7度，使用DCMT的 刀片副主偏角为32度，切削要轻快的多。但是刃形角小的刀片安全 性差。
内螺纹车削 内孔槽的车削或 镗削 铣刀
产生振动的极限条件 被定义为细长轴的零件外圆车削，通常由尾部顶尖支撑但是没有跟刀架 通用的HRC40以上的合金钢刀杆，刀杆夹持悬深与刀杆直径比大于4； 同时刀杆夹紧采用螺拴侧压，定位采用V型铁或孔柱间隙配合； 刀尖偏离孔中心线0.1mm以上 通用的HRC40以上的合金钢刀杆，刀杆夹持悬深与刀杆直径比大于3 刀杆夹紧采用螺拴侧压，定位采用V型铁或孔柱间隙配合； 通用的HRC40以上的合金钢刀杆，刀杆夹持悬深与刀杆直径比大于2 刀杆夹紧采用螺拴侧压，定位采用V型铁或孔柱间隙配合； 通用的HRC40以上的合金钢刀杆，刀杆从主轴端部向外悬深与刀杆直径比大 于3到4； 模块化刀杆的模块接口磨损影响定位或者接口类型不适合铣削加工； 刀杆的模块化接口之间拉紧力不够
改善刀杆的夹持方法也很重要
第二种和第三种方法刀杆与定位面只能 产生线接触，在刀具振动时相对晃动， 另外螺钉与刀杆接触部位压力与压强太 大，重金属或者硬质合金刀杆在振动时 易在这些点发生断裂。 第一种方法先镗出与刀杆为过渡配合的 孔，若是刀杆直径较大比如80毫米，然 后将孔一侧铣开。侧面的夹紧螺钉中要 有两个顶丝，利于大径较重的刀杆装配 ，其余的为刀杆夹紧螺栓。对于中小直 径刀杆则是将孔剖为两半，每半的圆弧 面淬火到HRC45，螺栓为两侧共同夹紧 。夹套下面通常为铸铁机座。
Байду номын сангаас
振动
正常
正常
切削振动的三个分类
声音 高频啸叫类 似哨音 whistle scream 中频振动类 似汽车笛声 horn 低频振动类 似蛙鸣 frog horn 加工表面质量 类似起皱的丝绸 产生条件 小直径细长刀杆或者薄壁工 件进行高转速切削 中等直径铣刀杆中低转速， 刀杆长径比超过5，刀杆振 动 大型结构工件产生自振，比 如大的壳体.若是刀杆同时 振动，可能是刀头过重而且 刀杆连接部位配合不好，同 时刀杆总长超长，转速通常 在100转以下
提高刀具的动态刚性—被动阻尼避振刀杆 (Passive damper eliminate.vibration bar)
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对于细长刀杆的镗刀和车削细长轴零件 应采用90度主偏角刀具
无论是外圆车刀车削细长轴，还是细长刀杆的镗刀镗孔，总是90度主偏角 的刀具产生的径向切削力最小，同时刀片刃口产生的轴向力最大；45度主 偏角的车镗刀易发生切削振动，因为产生振动的径向切削力与轴向力相等 ，而使用圆刀片时径向切削力大于轴向力，最易发生振动。
对于细长杆的铣刀反而是 圆刀片铣刀最有利于消振
铣刀与镗刀相反，主偏 角越接近90度径向切削 力越大，刀杆振动越大 。所以在模具深孔型腔 的面铣削加工中通常选 用45度主偏角铣刀，如 果切深小于1mm常采用 圆刀片铣刀或者球刀。
200铣刀直径80，刀片直径16，PM槽型，4030刀片材质， 切深2，每齿走刀0.3mm/z, 铣宽60，铣削速度180m/min 铣削HB220的45钢， 无任何振动
使用锋利的刀片来降低切削力
非涂层刀片通常比涂层刀片
要锋利
即便是涂层刀片，物理涂层
（PVD））也比化学涂层（ CVD或MTCVD）刃口要锋利
判断刃口的锋利度可以从它 刃口的钝化半径通 常在35u到75u之间
在指甲盖上是否划出成形的 屑来判断
切深一定时使用小的刀尖圆弧半径
比如刀片的刀尖角为0.8mm不变时 ，随着刀片切深的增加，细长的镗 刀或铣刀杆振动倾向在切深ap和刀 尖圆弧半径（r=0.8mm)相等时最 大，当切深ap大于刀尖半径r后， 刀杆的振动反而被抑制 图中的R代表镗杆的弹变，可以 看出当切深ap与等于刀尖圆弧半径 时弹变最大，而且随着切深增加弹 变不会再增加反而开始减小，因为 径向切削力FCN在ap=r时最大，ap 再增加只会增加轴向抗力，而轴向 抗力不是细长刀杆产生振动弹变的 原因，反过来还会使刀杆保持稳定 。