數控機床工作振動原因及（jí）解決（jué）方（fāng）法

數控機床在工作時產生振動，會直接影響到工件的（de）加工品質（zhì），產生明顯的表麵（miàn）振紋，粗糙度增大，工件表麵品質惡化。振動嚴重時，甚（shèn）至使切削（xuē）加工無法繼（jì）續進行，振動中產生的噪聲，還將危害到操作者的身體健康。因此（cǐ），我們應該（gāi）了解（jiě）數控車床產生振動的原因，掌握其（qí）中規律，並加以限製或消除。

1、振動理論分析

振動一般分為（wéi）3種（zhǒng）：即自由振動、強迫振動和自激振動。

1.1自由振動（dòng）

自由振動是物體受到初始激勵(通常是一個脈衝（chōng）)所引（yǐn）發的一種振動。這種振動靠初始激勵，一次性（xìng）獲得振動能量，曆程有限，一般不（bú）會對數控（kòng）車床造成破壞。所以一般不考慮自由振動（dòng）對數控車床的影響。

1.2強迫振動

物體在持續周期變化的外力作用下產生的振動，稱為強迫振動，如不平衡、不（bú）對中所引起的振動。

衰減自由振動隨時間的推移迅速消失，而強（qiáng）迫振動則不受阻尼的影響，是（shì）一種和（hé）激振力同頻率的振動。由此可見，強迫振（zhèn）動過程，不（bú）僅與激振力的性（xìng）質(激振頻率和振幅)有關，而且與物體的自身固有的特性(質量、彈性（xìng）剛度、阻尼)有關，這就是（shì）強迫振動的（de）特（tè）點。

2強迫振動的產生原因及解決方法（fǎ）

2.1主要原因

(1)旋轉零件質量偏心產生的離心力；

(2)運（yùn）動傳遞過程中傳遞零件誤差；

(3)切削過程中的間（jiān）隙（xì）特性。

2.2解決方法

(1)減（jiǎn）少激振力。如精確平衡回轉零部件，將電機（jī）轉子、皮帶輪和卡盤作靜平（píng）衡試驗，以提高裝配精度。

(2)提高工藝係統的剛度及阻尼。車床係統剛度和係統阻尼增加，可提高對振（zhèn）動的抵抗能力，亦可減少（shǎo）振動。

(3)調節係統固有頻率，避免共振的產生。在選擇轉速時，盡可能使旋轉工件的（de）頻率遠離機（jī）床有關原件的固有頻率（lǜ），避開共振區（qū）。

(4)采用減振器或（huò）阻尼器。當上述方法無效時，可考（kǎo）慮使（shǐ）用阻尼器或減振器。

3、自激振（zhèn）動產生的原因及解決方（fāng）法

3.1產生原因

在機械加（jiā）工過程（chéng）中，自激振動是由振動過程本身引起（qǐ）某（mǒu）種切削力的周期性（xìng）變化，又由這個周期性（xìng）變（biàn）化的切（qiē）削（xuē）力，反過來加強和維持振動，是（shì）振動係統補充了由阻尼作用消耗的能量。當振（zhèn）動運動停止時，該交變力也就消失了。這種在金屬切削過程中的自激振動，一般稱為切削顫振。

特別指出，自激振動發（fā）生的幾率遠遠高於強迫振動。切削相對振動會降低工件已加工的表麵品質，並影（yǐng）響刀具乃至（zhì）機床的使用壽命。尤其（qí）現在高精度的數控（kòng）車床的大（dà）量使用，由數控（kòng）車床所（suǒ）保證的工件的高精度等指標，將會在顫振（zhèn）發生時變得毫無意義。

3.2解決方法

3.2.1提高係統或夾具與工件的靜態剛性

(1)安裝刀具時（shí）選取合適的中心高。車削內孔槽時，刀尖（jiān）點理論上要求與孔的中心線一（yī）致，但實際上在安裝（zhuāng）刀（dāo）具時刀尖點往往在中心線偏上0．1 mm左右，這主要是刀具在切削時，刀尖點由於受到反作用往（wǎng）往下偏（piān）移（yí），因此要給其一個補償量。

(2)盡可能縮短刀杆的懸伸量以提高刀具的剛（gāng）性（xìng）。當刀杆受力時，會產生彎曲，會引發振動，且懸長越長，振動（dòng）加（jiā）劇。一般情況下，刀具伸出的（de）長（zhǎng）度不宜超過（guò）刀杆（gǎn）長度（dù）的2-3倍，這樣可以大大提高細（xì）長刀杆的抗彎強度。

3.2.2合理選擇刀具的幾何參數

刀具的幾何（hé）參數主（zhǔ）要有：刀具的前角、主偏角、後角等。前角對振動的影響（xiǎng）較大，隨（suí）著前角（jiǎo）的（de）增大，振動幅度也會隨之（zhī）下降。但（dàn）在切削速度較高時，前角對振動的影響將減弱。所以（yǐ），高速切削時，即（jí）使用（yòng）負前角的刀具，也不致產生強烈的振動。如果是主偏角增（zēng）大，切削（xuē）力將（jiāng）會減少，同時切削寬度也減小。隨著主偏角的增大，振動幅度逐漸（jiàn）減小，但當角度大於90°後，振動（dòng）的幅度又會有所增大。對於後角（jiǎo）的選擇，可減（jiǎn）小到2°~3°，此（cǐ）時振動有明顯的減弱。也可以在刀具主後角上，磨出（chū）一段負倒（dǎo）棱角，能起到很（hěn）好的消（xiāo）振作用。

3.2.3提高工（gōng）件係統的抗振性

提高工藝係統（tǒng）的抗振性，是控製和預防自激振動的重要措施之一（yī）。在工（gōng）藝係統中，工件（jiàn）係統往往是易於發生振動的薄弱環節，因此提高工件係統的抗振性，是非常必（bì）要的。

(1)盡可能在接近加工處（chù）夾緊工件，使切（qiē）削力接近工（gōng）件夾持處，減少切削力矩；

(2)沿工件全長（zhǎng）多夾幾點，以減少工件在切削力作用下變形；

(3)車削薄壁管時，管內灌水、油、石蠟或裝砂（shā），以提高工件係（xì）統的阻尼性能；

(4)提高軸類工件頂尖孔的質量；

(5)加（jiā）工細長軸時采用（yòng）中心架；

(6)采用（yòng）一種能在刀（dāo）具和工件之間實現（xiàn）附加聯係的裝置，如使用跟（gēn）刀架、跟刀架式刀夾（jiá）以及浮動刀夾，用於鏜刀杆的跟刀架式支撐，這些裝置將明顯提高係統的剛度和抗振性。

結束語

本文對數控車削過程中產生的振（zhèn）動原因（yīn）和基本規律進行了分析（xī），聯係（xì）在實際工作中碰到切削（xuē）問題，進行（háng）具體分析，抓住主要（yào）矛盾，采取有效的減振措施，可使切削（xuē）加工中的振動現象明（míng）顯減小，大大提高工件的表麵品質和機（jī）床刀具的工藝能力。但是要完全消除振動現象，還需要進一步（bù）深入研（yán）究振動機理、尋找產生振（zhèn）動的原因及（jí）消除措（cuò）施（shī）。總之，減小振動的方法和措施是多方麵的，必須（xū）要具體（tǐ）分析。