切削振动的产生及解决
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。
刀具振刀问题案例总结
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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。
切削振动产生原因和解决
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。
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。
车削加工表面振纹的成因及对策分析
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曰
Ⅲ
（ ｅ）直纹 状 振 纹
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（ ｆ ）阴 阳 面状 振 纹
（ Ｃ ）斑 节 条状 振 纹
削过 程 中切削 力 的变化 等 。机 床外 部 的主要是 指机
床附近的大型设备通过地基传导 的， 或者是车床本
身地 基 的不牢 靠等 形成 的 。所 以要 解决 车削 加工工
件表 面 的振纹 问题 就是 要熟悉 机床 的各 种机 构 的性
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车 削 加 工表 面 振 纹 的成 因及 对 策 分 析
秦 文 伟
（ 无锡 机 电 高等职 业技 术学校 ， 江苏 无锡 ２ １ ４ ０ ２ ８ ）
摘 要： 振纹是在机械加工 中工件表面常见的一种现 象， 振 纹的 出现 对工件表 面的ｈ ． Ｙ － 质量 、 加 工精度 以及 一些使
文章编号 ： １ ０ ０ ２— ６ ８ ８ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４— ０ ０ ８ ６— ０ ３
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｃ ａｕ ｓ ｅ ｓ ａｎ ｄ ｃ ｏ ｕｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｕｒ ｎｉ ｎ ｇ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｉ ｐ ｐｌ ｅ ｓ
剖析金属切削加工中的振动及其抑制措施
剖析金属切削加工中的振动及其抑制措施摘要：金属切削加工中普遍存在振动现象，也是一种无法忽视的有害现象。
如果金属切削加工中出现振动现象，会导致刀具与工件之间产生航相对位移，则会造成加工表面出现振动痕迹，对零件的质量和性能容易造成不良影响。
其振动产生噪音会对人体听力造成损害，对于这些情况则需要对金属切削加工中的振动现象给予重视。
本文主要是对金属切削加工中的振动现象进行了分析，并提出科学合理的抑制措施。
关键词：金属切削加工；振动；抑制措施；引言：在金属切削加工中产生振动是非常普遍的现象，容易对工艺系统的正常切削过程造成不良影响，发生振动现象的原因比较多，一般是因为各种因素的影响所造成的。
但是对其产生原因进行排查和分析，根据分析结果采用具有针对性的抑制措施，便可以在一定程度上抑制振动的产生，同时还能控制振动造成的破坏影响，从而有效提升工件的加工质量，以及延长刀具的使用期限。
1.金属切削加工中振动现象的产生原因比如说在车削加工中也会产生振动，在车床安装的过程中通过加设隔振地基、且保障传动系统并不存在缺陷的情况下，在进行加工的过程中依旧还是会产生一定程度上的振动。
一般来说在金属切削加工中的振动类型分别是：自激振动、强迫振动[1]。
通常在机床中强迫振动的产生频率达到50%~60%，自激振动的产生频率占有40%左右。
1.强迫振动。
其产生原因主要在于在存在不平衡的情况下则会造成离心惯性力，当设备在运行的过程中，其质量存在偏心问题，当机床在运转的时候则会产生离心惯性力，也就是导致机床产生振动的原因。
2.机床传动机构存在缺陷。
一般来说在机床传动系统中的旋转零件，由于在制造的过程中存在误差问题，导致在转动的过程中会形成下干扰力，并且具有周期性的特点，进一步会产生出现强迫振动的激振力。
比如在制造齿轮的时候没有准确把握齿形的制造质量，以及没有精准控制啮合刚度，从而导致齿轮的轴向、切向等产生振动现象，甚至还能通过轴承、轴对其他零部件造成振动影响。
切削振动的产生及解决
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 在指甲盖上是否划出成形的 屑来判断
刃口的钝化半径通 常在35u到75u之间
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 。
使用正前角和大后角的刀片 配以轻快的断屑槽。 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。
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。
机械加工过程中机械振动的成因及解决方法
机械加工过程中机械振动的成因及解决方法摘要：机械加工过程中机械振动会影响加工的质量，因此在开展机械加工的过程中，需要采取有效控制措施来使机械振动得到降低。
本文对机械加工过程中发生振动的原因和特点进行了介绍，希望能够通过更加有效地方式解决机械振动的问题，从而更好地促进机械加工行业的发展。
关键词：机械加工；机械振动；成因；解决措施引言在以往的机械加工过程中，经常会出现振动现象，使加工的精准度和精细度受到严重影响。
机械加工中的振动会使加工刀具在加工的过程中出现位置偏移，从而使加工产品出现瑕疵，影响了加工产品的质量。
同时，机械振动还会使刀具出现磨损现象，影响了刀具的使用寿命，同时对机床整体系统产生影响，使加工系统在振动反作用力的影响下难以正常运行。
在开展机械加工工作的过程中，机械振动的现象通常情况下来源于对机械设备的不合理使用，从而导致机械技工的设备操作不能够符合相应的规范性特点，使机械振动现象对机械加工产生严重影响。
在开展机械加工的过程中，需要提高操作规范性，使机械振动现象能够得到有效改善。
1在机械加工时发生振动的原因和对应特点1.1 自由振动在开展机械加工工作的过程中，经常会出现零部件自由振动的现象，这种振动现象产生的原因也最为简单。
在机械加工零部件的时候，机械切削加工通常会导致操作波动，进而引发整个机械系统的自由振动。
同时，自由振动现象的出现还与外界各种力的因素有关，外力通过对振动力的影响，使振动力能够通过自由振动的方式逐渐衰弱，从而能够在机械振动的过程中确保机械的正常运转，使机械加工自由振动工作能够更好地得以发展。
在出现自由振动之后，由于缺乏外力的补充，使自由振动在发生一段时间后自动减弱。
因此，从整体上来看，自由振动对整个机械加工过程的影响不大。
但是，相关施工人员也要注意在开展机械加工的过程中对自由振动加以控制，避免自激振动的发生。
1.2 强迫振动在开展机械加工的过程中，通常会受到干扰力的影响而出现强迫振动，因此在开展强迫振动消除的过程中，首先要借助一定的技术和方式来消除干扰力。
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。
外圆磨床出现振动波纹的原因及解决措施
外圆磨床出现振动波纹的原因及解决措施一、前言外圆磨床是一种高精度机床，在刀具磨削、轴承制造、车轮修整等领域得到广泛应用。
然而，有时候我们会发现在使用外圆磨床时，工件表面出现了波纹，这不仅严重影响了磨削质量，还降低了生产效率。
那么，造成外圆磨床出现振动波纹的原因是什么？如何解决这个问题？本文将会进行详细说明。
二、外圆磨床出现振动波纹的原因1.刀具不平衡外圆磨床中的磨具是主要的切削工具，在磨削过程中如果刀具没有平衡，很容易引起振动，进而出现振动波纹。
因此，定期校正刀具平衡是减少外圆磨床振动波纹的重要措施之一。
2.工件太硬如果工件的硬度过高，会增加外圆磨床的切削难度，刀具在磨削时容易振动，形成波纹。
因此，在磨削硬度较高的工件时应该选择适当的刀具，并通过改变磨削参数等方式来降低工件硬度。
3.切削液不足在外圆磨削过程中，尤其是在高速磨削时，需要向磨具和工件表面喷洒足够的切削液，以降低磨削温度、降低切削力和摩擦系数，防止出现振动波纹。
4.机床不平衡如果外圆磨床的主轴不平衡，或者是磨床的机身本身不平衡等机床问题也会导致振动波纹的出现。
因此，在使用外圆磨床前应该经常检查机床的状况，以保证其正常运行。
三、如何解决外圆磨床出现振动波纹的问题1.定期校正刀具平衡刀具平衡问题是导致外圆磨床振动波纹的主要因素之一。
定期检查和校正刀具平衡可以有效地降低振动波纹的出现。
2.提高磨削精度提高磨削精度也可以有效地减少外圆磨床振动波纹的出现。
这可以通过调整磨削参数、优化刀具设计或使用更先进的磨削工艺来实现。
3.提高工件表面质量工件表面质量的提高可以减少外圆磨床振动波纹的出现。
这可以通过更好的工件设计、控制加工过程、优化加工方案等方式来实现。
4.维护和保养机床设备外圆磨床的机床设备需要经常进行维护和保养，确保设备的正常运行。
检查机床主轴是否平衡、检查运动部件是否正常、清洁机床设备等措施都可以有效地减少振动波纹的出现。
四、总结外圆磨床振动波纹的出现会直接影响外圆磨削质量和生产效率，在使用外圆磨床的过程中需要注意磨削参数的选择、刀具平衡、工件表面质量、切削液的使用等因素，通过科学的管理和维护，减少振动波纹的出现，提高外圆磨削质量和生产效率。
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。
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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。
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 。
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
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！
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
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
使用正前角和大后角的刀片 配以轻快的断屑槽。
pos.
neg..
第二是尽量增强刀 具系统或者夹具与 工件的静态刚性
第三则是在刀杆内 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。
机夹刀片车镗刀与铣刀的切削振动条件
机加工描述 外圆车削 内孔车削，镗削
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
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
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
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
提高刀具的动态刚性—被动阻尼避振刀杆 (Passive damper eliminate.vibration bar)
加工中心的回转刀具(Rotating Tools)分为整体式刀柄和模块式 组合刀柄两种，模块式刀柄不 一定比整体式刀柄的刚性差， 只要刀柄的模块化接口是先进 的短锥大端面双定位面系统， 山特维克可乐满的Capto刀柄模 块系统是其中的代表，它的 +/2um的重复定位精度和完美的 抗弯与抗扭特性使刀柄系统刚 性得以保持，因为良好的组合 性，倒锥型刀柄最大限度的提 高了铣镗刀具的抗弯性能，并 且为可乐满的多家竞争对手选 为自己的刀具接口
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。
片来降低切削力
刃口的钝化半径通 常在35u到75u之间
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 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
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。
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
加工表面质量 类似起皱的丝绸
类似鱼鳞
产生条件 小直径细长刀杆或者薄壁工 件进行高转速切削
m g
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
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。
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。
中等直径铣刀杆中低转速， 刀杆长径比超过5，刀杆振 动
低频振动类 似蛙鸣 frog horn
类似鱼鳞但是之间的波纹很 大又平缓
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
解决刀具振动的思路
第一是减小切削力 至最小
开粗。
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。
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。
Clamping II
4xD 45 HRC
Strength and Stability of Holder
Clamping III
4xD 45 HRC
Tool post must balance both Bar & Cutting Force
选用好的刀具接口
加工中心的传统7:24刀柄系统在 长悬臂刀具加工时的抗振性能 不如HSK和Big-Plus刀柄。