切削加工老振刀是什么原因

有關(guān)機(jī)床的顫振(Chattering)學(xué)理分析在機(jī)床研究上屬于相當(dāng)艱深的一門學(xué)問(wèn)，其產(chǎn)生來(lái)源與加工材質(zhì)、機(jī)械設(shè)計(jì)及切削條件有著相當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)，其中“切削過(guò)程”牽涉到材質(zhì)（工件）的硬度、進(jìn)給的大小等等，而“機(jī)器結(jié)構(gòu)”部份則牽涉到工具機(jī)各單體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，諸如主軸軸承、頭部本體，刀盤設(shè)計(jì)以及刀具夾持等特性。由于學(xué)理有著一大堆數(shù)學(xué)方程式，在此不對(duì)此部份做深入的介紹，僅將一般客戶常發(fā)生的振刀現(xiàn)象，概分成以下兩類：強(qiáng)制振動(dòng)(ForcedVibration)這是在斷續(xù)切削而導(dǎo)致的強(qiáng)制振動(dòng)或者是因轉(zhuǎn)動(dòng)零件有瑕玼而造成的振動(dòng)，一般常見(jiàn)的如軸承的損壞而造成的異音或齒輪嚙合不佳以及工件夾持不佳、主軸擺幅過(guò)大等現(xiàn)象皆屬此類。這類問(wèn)題中，斷續(xù)車削屬于加工技術(shù)問(wèn)題，而零件瑕疵即大部分來(lái)自于機(jī)床的裝配技術(shù)及其關(guān)鍵零組件的品質(zhì)控制，而且也與機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念有關(guān)。其特征為振動(dòng)的特性與轉(zhuǎn)數(shù)的大小有直接的關(guān)聯(lián)。自激振動(dòng)(Self-excitedVibration)這是因?yàn)榍邢骷庸r(shí)具有周期性的工作凹凸不平特性造成周期相位的少許錯(cuò)開而又反覆重疊的再生效果所產(chǎn)生的影響一般又可稱之為“共振”(Resonance)，其主要是由機(jī)床結(jié)構(gòu)的自然頻率受到激發(fā)或者是工件夾持系統(tǒng)的自頻率過(guò)低而受到激發(fā)所引起。由于結(jié)構(gòu)的自然頻率只隨夾持或固定方式的改變而改變，因此振刀發(fā)生時(shí)，改變切削條件（如改變轉(zhuǎn)速）往往用以改善切削振動(dòng)，然而在某些無(wú)法改變切削速度的場(chǎng)合（如攻牙或某些材質(zhì)的切削），往往只有借助于夾持方式的變更，甚至于改變刀具或刀具固定方式才能解決這類問(wèn)題。從機(jī)床、工件、刀具三個(gè)方面進(jìn)行排查：工件方面的排查點(diǎn)（1）細(xì)長(zhǎng)軸類的外圓車削；一般切削點(diǎn)離夾持點(diǎn)的距離，如果長(zhǎng)徑比超過(guò)3的話就容易振刀，可以考慮改變下工藝。（2）薄壁零件的外圓車削。（3）箱形部品（如鈑金焊接結(jié)構(gòu)件）車削。（4）超硬材質(zhì)切削。刀具原因（1）利用成型刀片進(jìn)行成形車削；（2）刀具的角度特別是主偏角，后角，前角等；（3）刀刃的鋒利程度；（4）刀尖圓弧半徑是否過(guò)大；（5）切削參數(shù)是否合適。機(jī)床原因（1）活頂尖伸出過(guò)長(zhǎng)；（2）軸承已受損而繼續(xù)切削。首先排查刀具的問(wèn)題（1）先查車刀本身剛度，是否未夾緊？是否伸出過(guò)長(zhǎng)？是否墊片不平？再查車刀（鏜刀）是否磨損？是否刀尖圓角或修光刃過(guò)寬？車刀后角是否過(guò)?。浚?）看一下用的是90度刀還是45度的，試換一下。（3）另外，走刀（進(jìn)給量）太小，也可能是一種產(chǎn)生顫紋的誘因，可略調(diào)整加大一點(diǎn)。（4）調(diào)整一下轉(zhuǎn)速、單刀切削深度、進(jìn)給量試一下來(lái)排除共振點(diǎn)。排查機(jī)床及裝卡部位原因（1）查找一下活頂尖是不是伸出過(guò)長(zhǎng)，軸承是不是良好。里面有平面滾動(dòng)軸承組合。實(shí)在懷疑，可以用死頂尖換用，注意中心孔的牛油潤(rùn)滑。（2）查找一下尾架頂夾緊情況，夾緊條件下是不是左右里、上下里與機(jī)床主軸不同心。（3）把大中小拖板都緊一些，尤其是中拖板。（4）如果是機(jī)床的尾架部分暫時(shí)無(wú)法去檢查（第1、2點(diǎn)，需要一些鉗工基礎(chǔ)），可以試著從卡抓端向尾部走刀、反車，可以最大程度削除尾端的不給力。（5）如果第4步還有情況，要看一下主軸了，當(dāng)然，如是三抓，也要查一下，是不是螺旋槽有損壞。四抓是人工自支調(diào)的，就不需檢查了。綜合抑制振刀的對(duì)策如果主軸瓦已經(jīng)真的緊到位了，工件也不是薄壁空心件或懸伸過(guò)長(zhǎng)，卡盤夾緊也沒(méi)問(wèn)題。采用其他一些抑制震刀的對(duì)策。依據(jù)研究所得的震刀原理，目前應(yīng)用于加工現(xiàn)場(chǎng)中有一些比較具體而實(shí)用的方法：（1）盡量選擇切削阻抗較小的一切條件，亦即最適當(dāng)?shù)牡毒哌M(jìn)給速率與切削速度（或主軸轉(zhuǎn)速）。（2）調(diào)整切削速度以避開共振。（3）減輕造成振動(dòng)的部份的工作重量，慣性越小越好。（4）針對(duì)振動(dòng)最大的地方予以固定或夾持，如中心架、工作保持器等。（5）提高加工系統(tǒng)的剛性，例如使用彈性系數(shù)較高的刀柄或使用加入動(dòng)態(tài)減振器(DynamicDamper)的特殊抗震力，以吸收沖擊能量。（6）從刀片與工作旋轉(zhuǎn)方向下功夫（工作將刀具下壓同時(shí)也增高刀具的穩(wěn)定性）。（7）改變刀具的外型與進(jìn)角，刀具鼻端半徑(NoseRadius)越小越好，以降低切削阻力。側(cè)傾角(SickRakeAngle)必須取正值，以使切削方向更近垂直。后傾角(Bac