車床為何會產生（shēng）振動？介（jiè）紹幾種消除措施

車（chē）削加工中常見的故障（zhàng）之一就是振動。當車床產生振動時，工藝係統的正常切削過程受到幹擾和破壞，不僅嚴（yán）重惡化加工表麵質量，而且還會縮短機床及刀具使用（yòng）壽（shòu）命。因此我（wǒ）們（men）有必要采取一些措施來減小或者消除機床產生的（de）振動。

今天主要介紹一下在加工過程中由於工件係統及刀架係統變形而產生的低頻振動（dòng）的原因（yīn）及（jí）消除措施。

01

低頻振（zhèn）動的主要特征

消（xiāo）除機床回轉組件和（hé）傳動係統的振動後，車削（xuē）振動的主要類型是不隨車削速度而改變的自激振動。

低頻振動的主要特征是：①振動頻率低（50～300Hz），振動時發出（chū）的噪音低沉；②在工件切削表（biǎo）麵留下（xià）的痕跡（jì）深而寬；③振（zhèn）動比較（jiào）劇烈，常常使機床部件（jiàn）（如尾座（zuò）、刀架等）鬆動並使硬質合金刀片碎裂。

02

低頻振動的產生原因

車削中（zhōng）的低頻振動時（shí），通常（cháng）工件係統和刀架係統都在（zài）振動（但絕大部分情況下工件係統（tǒng）的振動較（jiào）大，起著主導地（dì）位），它（tā）們時而相離（lí），時而趨近，產生大小相等方（fāng）向相反（fǎn）的作（zuò）用力和反作（zuò）用力（lì）。在（zài）振動過程中，當工件與刀具作相（xiàng）離運動時，切削力F相離與工件位移方向相同，所做之功為正值。當工件趨近刀具時，切削（xuē）力F趨近所（suǒ）做（zuò）之功為負值。

車削過程中：①切屑與（yǔ）刀具前刀麵的摩擦力；②刀具在切入和退出工件時所遇到（dào）的金屬硬化（huà）程度（dù）不同；③振動過程中刀具實際幾何角度周期性改變；④振動時，刀具對工件相對運動軌跡是橢圓，因而引起切削截（jié）麵（miàn）周期性變化（huà）；⑤工件在前一轉時振動所留下的痕（hén）跡，引起（qǐ）了切削截麵周期性變化。這5種（zhǒng）情況都可引起切削力（lì）周期性的變化（huà），並使F相（xiàng）離>F趨近。這（zhè）樣，在每一個振動（dòng）周期中（zhōng），切削力對工件（或刀具）所做之正功總是大於它對工件（或刀具）所做之負功，從而使（shǐ）工件（jiàn）（或（huò）刀具）獲（huò）得了能（néng）量補充產生自激振動。

03

低頻振動的消除措施

（1）在低（dī）頻振動時，主要是由於Y方向的振動引起（qǐ）了切削力的變化，使得F相離>F趨近而產生了振動。

主要（yào）采取下麵4種措（cuò）施（shī）。

①刀具主偏角（μr角）愈大（dà），Fy力愈小，愈不容易（yì）產生振動。因此，適當增大刀具主（zhǔ）偏角（jiǎo），消除或減（jiǎn）小振動。

②適當增大刀具前角，可減小Fy力，從而減弱振動。

③刀具後角太大或刀刃過分鋒利，刀具易啃入工件（jiàn），容易產生振動。而當（dāng）刀具適當鈍化（huà）後，其後刀麵有（yǒu）阻止刀具“啃入”工件（jiàn）的作用，可減小或消除振動。

④車削時刀尖位置過低（低於工件中心）或在車床上鏜孔時（shí）刀尖（jiān）位置過高，都會（huì）使得刀尖實際前角減小而後角增大，容易產生振動。

⑤刀架係統如果具（jù）有負（fù）剛度時，容易（yì）“啃（kěn）入”工件產生振動。因此，盡（jìn）可能避免刀架係統的負（fù）剛度對（duì）車削產生的振動。

（2）車削過程中產生寬而薄的切屑時，Y方向的振動引起了切削力（lì）的變化，當（dāng）切削截麵寬而薄時，Y方向的振動將引起切削截麵積及切削力的劇烈變化。因此，在這種情況下（xià）極易產生振動。例（lì）如：在縱走刀車削時，切深愈大，進給量（liàng）愈大，主偏角愈小，則切削截麵就愈寬（kuān）愈薄，愈容易產生振動。因此（cǐ）選擇車削速度時應避開出現切削力隨速度下降的中速區（切削碳素鋼（gāng）時，速度範圍為30～50m/min），同時減小車削背吃力（lì）量，適當增大進給量和減小切削深度也有助於抑製振動。

（3）工件係統和刀架係統的剛度（dù）不足是產生低頻振動的主要原因，可采取下麵的措施消除或減（jiǎn）小（xiǎo）振（zhèn）動：

①用三爪或四爪（zhǎo）夾緊工件時盡（jìn）可能（néng）使工件回轉中心和主軸（zhóu）回轉中心的同軸度誤差最小，避免工件傾斜而斷續切削或不均勻切削造成切削力的周期（qī）性變化所產生的振動。

②加工細而長且容易變形彎曲產生振動（dòng）的（de）工件時，采用彈性頂尖及（jí）輔助支承的同時加冷卻液冷卻減小工（gōng）件的熱膨脹變形。

③裝夾工件時，不要使工件伸出過（guò）長。對剛度不（bú）足的工件，采（cǎi）用合理的中心架、跟刀架及頂尖等輔助支承來增加工件的剛度。

④使用頂尖時，頂尖與頂尖錐孔應配合良好，避免頂力太大造成工件彎（wān）曲或頂力太小起不到支承作用使工（gōng）件擺動，並注意尾座套筒懸伸不能過長。

⑤機床主軸軸承間隙直接影響主軸（zhóu）的旋轉精度和剛度，使用中如發現因軸承磨損致使間隙過大剛度不足時，應調整軸承間（jiān）隙並施加預緊力，以增大工（gōng）件係（xì）統的剛度消（xiāo）除振動。

⑥定期（qī）檢查中拖板與大拖板（bǎn）、小刀（dāo）架與中拖板之間燕尾導軌的接觸情況（kuàng），調整（zhěng）斜鑲條使其保持適當間隙避免刀架移動時（shí）出現爬行，造成刀架係統的（de）振動。

⑦每次轉動方刀架使刀具轉到所需位置時，應壓緊並固定方刀（dāo）架（jià），避免（miǎn）方（fāng）刀架鬆（sōng）動降低刀架係統剛度（dù）產生振動。