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(mén)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(pán)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(hù)常發(fā)生的振刀現(xiàn)象，概分成以下兩類(lèi)：

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(lèi)。這類(lèi)問(wèn)題中，斷續(xù)車(chē)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)。

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(kāi)而又反覆重疊的再生效果所產(chǎn)生的影響一般又可稱(chēng)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(lèi)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)

（2）薄壁零件的外圓車(chē)削。

（3）箱形部品（如鈑金焊接結(jié)構(gòu)件）車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)刀（鏜刀）是否磨損？是否刀尖圓角或修光刃過(guò)寬？車(chē)刀后角是否過(guò)小？

（2）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。

（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(chē)，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(pán)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(kāi)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(Dynamic Damper)的特殊抗震力，以吸收沖擊能量。

（7）改變刀具的外型與進(jìn)角，刀具鼻端半徑(Nose Radius)越小越好，以降低切削阻力。 側(cè)傾角(Sick Rake Angle) 必須取正值，以使切削方向更近垂直。后傾角(Back Rake Augle) 最好為正值，惟甚去屑切屑能力相對(duì)變差，因此一般可選用槽刑刀以使傾角變?yōu)樨?fù)值，但仍保有正值的切削效果。

返回列表