切削加工振动及其控制技术

1、SZ1205046 侯玉昭 航空工程NUAA1234NUAA切削振动NUAA第一类振动刺激振动自激振动NUAA1234NUAA振动与切削过程相关切削力不断变化刀具刚度造成的摆动形似鱼鳞声似汽车笛声NUAANUAANUAANUAANUAA刺激力振幅不变时，增强系数与频率的关系 频率比例过大频率比例过小共振NUAANUAA当然，铣削是切削力的变化方式或多或少地与正弦变化有所出入，但可以用基本正弦振动和他的高次谐振来表示。在铣削时，强迫振动从实验的研究知道，它最基本特征为其频率与切削速度即铣刀转数成线性关系。滚铣切削速度不直接影响振动的振幅，但当一定的转速时（或在一定直径铣刀到达一定的切削速度）其中

2、频率为nz的振动的振幅突然增加，此时，已发生共振现象，铣床部件的自然振动频率一般在3080周之间或更高，当多齿铣刀在中速铣切（此时由于z）或高速铣切（此时由于n）就会发生共振。平时常见到铣切力与铣床工作台或立柱发生共振现象。NUAANUAANUAA1234NUAAAdd Your TextAdd Your TextAdd Your TextAdd Your Text小直径细长刀杆或者薄壁工件进行高转速切削NUAA试验得出产生振动的特性，严重地受速度的影响。NUAA。振动并未产生v=10m/minV=2060m/minV=60170m/min出现强烈振动，留在工件表面长度达10 mm，深度达3c

3、m的周期性波纹此时车床与工件引起强烈摇动。振动即停止，切削进行完全平静。V=170250m/min振动重新产生，其 性 质 与 在v=2060m/min时完全不同，它并不引起机床与工件的摇动，只有车刀产生振动同时发出高频率啸声，在工件表面产生小的周期 性 波 纹 长 度13mm，深度到0.2mmV=350400m/min振动完全消减NUAA自激振动两个切削速度范围会产生切削振动在每一个切削速度内振动的频率，实际上与切削速度无关。切屑明显呈阶梯状与机床频率相符振动主要出现在半径方向切屑外侧呈阶梯状大致与车刀频率相符振动主要出现在切线方向v=2060m/minv=170250m/minNUAANU

4、AANUAANUAANUAANUAANUAANUAANUAANUAANUAANUAA123NUAA1234NUAA切削速度切屑厚度体系的阻力被加工材料物理机械性能刀具几何形状体系的刚度刀具材料物理机械性能切屑宽度刀具切削面表面质量冷却液刀具后面磨损NUAA静态刚性制造频率切削力第一是减小切削力至最小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。NUAANUAA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