精密数控车床自激振动产生的原因及解决方法
时间：2019-01-21 阅读：3348
在机械加工过程中，自激振动是由振动过程本身引起某种切削力的周期性变化，又由这个周期性变化的切削力，反过来加强和维持振动，是振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量。当振动运动停止时，该交变力也就消失了。这种在金属切削过程中的自激振动，一般称为切削颤振。
特别指出，自激振动发生的几率远远高于强迫振动。切削相对振动会降低工件已加工的表面品质，并影响刀具乃至机床的使用寿命。尤其现在高精度的数控车床的大量使用，由数控车床所保证的工件的高精度等指标，将会在颤振发生时变得毫无意义。
解决方法
(1)安装刀具时选取合适的中心高。车削内孔槽时，刀尖点理论上要求与孔的中心线一致，但实际上在安装刀具时刀尖点往往在中心线偏上0.1 mm左右，这主要是刀具在切削时，刀尖点由于受到反作用往往下偏移，因此要给其一个补偿量。
(2)尽可能缩短刀杆的悬伸量以提高刀具的刚性。当刀杆受力时，会产生弯曲，会引发振动，且悬长越长，振动加剧。一般情况下，刀具伸出的长度不宜超过刀杆长度的2-3倍，这样可以大大提高细长刀杆的抗弯强度。
(3)合理选择刀具的几何参数。刀具的几何参数主要有：刀具的前角、主偏角、后角等。前角对振动的影响较大，随着前角的增大，振动幅度也会随之下降。但在切削速度较高时，前角对振动的影响将减弱。所以，高速切削时，即使用负前角的刀具，也不致产生强烈的振动。如果是主偏角增大，切削力将会减少，同时切削宽度也减小。随着主偏角的增大，振动幅度逐渐减小，但当角度大于90°后，振动的幅度又会有所增大。对于后角的选择，可减小到2°~3°，此时振动有明显的减弱。也可以在刀具主后角上，磨出一段负倒棱角，能起到很好的消振作用。
(4)提高工件系统的抗振性。提高工艺系统的抗振性，是控制和预防自激振动的重要措施之一。在工艺系统中，工件系统往往是易于发生振动的薄弱环节，因此提高工件系统的抗振性，是非常必要的。