切削振動通常發(fā)生在細(xì)長軸的車削、薄壁件的車削等。振動一旦加劇，會出現(xiàn)振幅超過幾十μm的激烈振動，通常還會伴隨很大的噪聲。在切削加工中，振動可能會超過100μm，此時刀具或工件會有松脫的危險，因此不能再繼續(xù)進(jìn)行加工。振幅在100μm以下時，雖然可以進(jìn)行加工，但已加工表面會殘留明顯的振動劃痕，是精加工表面不能允許的。

振幅達(dá)到數(shù)十微米的強(qiáng)烈振動也可能是由于切屑形成的周期性引起的。這種振動在對不銹鋼等高硬度材料進(jìn)行加工時，特別是進(jìn)行強(qiáng)力切削時，容易發(fā)生。

切削振動產(chǎn)生的原因

刀具在切削加工時產(chǎn)生振動需要下面三個條件同時存在：

①刀具在內(nèi)的工藝系統(tǒng)剛性不足，導(dǎo)致其固有頻率低;

②切削時產(chǎn)生了一個足夠大的外激力;

③外激力的頻率與工藝系統(tǒng)的固有頻率相同產(chǎn)生共振。

切削振動是自激振動

加工過程中的振動有兩種：自激振動和強(qiáng)迫振動。

振動來自非切削因素，不穩(wěn)定的機(jī)床地基；機(jī)床絲桿的間隙；主軸軸承的損壞等原因而產(chǎn)生的振動，稱為強(qiáng)迫振動。

切削振動一般是自激振動，是由于切削過程中的切削力變化引起的。在工藝系統(tǒng)不足時容易產(chǎn)生。振動產(chǎn)生后最明顯的危害是工件表面有振紋，工件加工表面粗糙。

切削振動對加工的影響

消除振動

01

盡量減小切削力：

（1）使用鋒利的刀片來降低切削力

（2）切深一定時使用小的刀尖圓弧半徑

（3）對于細(xì)長刀桿的鏜刀和車削細(xì)長軸零件應(yīng)采用90度主偏角刀具

（4）對于細(xì)長桿的銑刀反而是圓刀片銑刀最有利于消振

（5）細(xì)長桿立銑刀銑削深型腔時常采用插銑方法

（6）面銑刀采用疏齒不等距銑刀來減小銑削振動

（7）內(nèi)孔鏜削時刀片刃形角越小越好

①提高刀刃的鋒利程度，切深一定時使用小的刀尖圓弧半徑。

②采用90°主偏角刀具(通過理論計(jì)算，采用90°主偏角刀具加工工件產(chǎn)生的徑向切削力接近于零，而45°主偏角的刀具，產(chǎn)生的徑向力與軸向力相等，最易產(chǎn)生振動)。

③使用正前角和大后角再配以合適的斷屑槽。

④調(diào)整切削參數(shù)，降低工件或刀具的回轉(zhuǎn)速度，減小切深，適當(dāng)提高進(jìn)給量。

⑤合理安排走刀路線，當(dāng)銑削力的方向與工件的夾持方向一致就有利于消除彎板類零件的振動(圖1)。

02

盡量增加工藝系統(tǒng)的剛度

①提高刀桿的靜剛度和盡量縮短刀桿的懸伸長度。

②有時可設(shè)計(jì)特殊斷面形狀的刀桿，保證在切削力方向的剛度最大。

③改善刀桿的夾持方式。（圖3）可知，第二、三種夾持方法中，刀桿與定位面之間只產(chǎn)生線接觸，在刀具產(chǎn)生振動時有晃動，不利于抑止振動。而第一種方法是：先加工出與刀桿為過渡配合的孔，如果刀桿直徑較大，可將孔的一側(cè)銑開，再用螺釘壓緊，這種方法可有效防止刀桿在振動時的左右晃動。