隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在高精度、高速度、高穩(wěn)定、高效率上也有了很大的進(jìn)步。但在加工過(guò)程中，刀具和工件之間在不間斷的運(yùn)動(dòng)，機(jī)床的振動(dòng)是不可避免。但通過(guò)合理的措施，可以避免因?yàn)檎駝?dòng)現(xiàn)象導(dǎo)致振刀現(xiàn)象的發(fā)生。下面昆山渡揚(yáng)數(shù)控就來(lái)和你分享數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中振刀的原因并提出相應(yīng)的處理措施。

一、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生振刀問(wèn)題的原因

1. 機(jī)床在加工過(guò)程中產(chǎn)生共振

共振是一種常見的物理現(xiàn)象。機(jī)床工作中，受到周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率與其自生的自激振動(dòng)頻率相同時(shí)，將會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。發(fā)生共振現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)幅度加大，因而會(huì)對(duì)機(jī)床的加工質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。共振造成振幅過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致刀具和工件運(yùn)行軌跡發(fā)生變化，引起位置偏移，這樣會(huì)降低加工表面的質(zhì)量和尺寸精度，增加工件表面粗糙，出現(xiàn)振紋。

2. 機(jī)床導(dǎo)軌部件“爬行”現(xiàn)象

機(jī)床爬行是機(jī)床運(yùn)行部件出現(xiàn)低速運(yùn)動(dòng)或者小量位移時(shí)，做非勻速運(yùn)動(dòng)，在進(jìn)給和調(diào)整運(yùn)動(dòng)會(huì)出現(xiàn)時(shí)快時(shí)慢現(xiàn)象。產(chǎn)生爬行的原因是摩擦阻力的變化。在機(jī)床運(yùn)行中，運(yùn)行的速度地域某一數(shù)值即臨界值速度時(shí)會(huì)產(chǎn)生爬行。此時(shí)加工的工件表面會(huì)產(chǎn)生震顫，產(chǎn)生振紋。

3. 工件剛性差

   機(jī)械加工過(guò)程中，對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸型的外圓車削加工，工件在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生彎曲變形從而產(chǎn)生擺動(dòng)，這樣會(huì)導(dǎo)致打刀、振刀等問(wèn)題。同時(shí)，薄壁零件的外圓車削時(shí)，容易發(fā)生裝夾變形，也容易出現(xiàn)打刀或者振刀問(wèn)題。在車削加工不規(guī)則零件過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)力往往不是作用在工件重心上，在高速切削條件下，會(huì)引起主軸變形，從而導(dǎo)致機(jī)床振動(dòng)和振刀現(xiàn)象的發(fā)生。

4. 刀具安裝剛性差

   例如刀桿尺寸太小或伸出過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起刀桿顫動(dòng)。數(shù)控車床車刀墊鐵不平整，或者鎖緊螺母沒有壓緊時(shí)，同樣會(huì)導(dǎo)致刀具的振動(dòng)。

5. 切削力變化大

   切削過(guò)程中，切削層金屬內(nèi)出現(xiàn)夾雜、晶粒粗大等問(wèn)題；或者加工表面不規(guī)則時(shí)，切削時(shí)寬時(shí)窄時(shí)厚時(shí)薄等，這些因?yàn)榍邢髁Φ淖兓瘯?huì)引起機(jī)床振動(dòng)以及振刀現(xiàn)象。

二、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生振刀問(wèn)題的解決措施

1. 消除機(jī)床共振的措施

數(shù)控機(jī)床的靜剛度和動(dòng)剛度取決于機(jī)床制造商的設(shè)計(jì)和制造工藝，一臺(tái)安裝好的機(jī)床其固有頻率是固定的。為了盡量預(yù)防機(jī)床加工中的共振問(wèn)題，加工過(guò)程中必須合理安排加工系統(tǒng)的切削參數(shù)，使其能夠有效避開系統(tǒng)的固有頻率而不發(fā)生共振。此外，通過(guò)采用一些非標(biāo)刀具也能達(dá)到抑制機(jī)床共振的目的。如數(shù)控銑加工過(guò)程中采用的不等分銑刀和不等距銑刀。

2. 解決“爬行”現(xiàn)象的措施

對(duì)導(dǎo)軌定期地檢測(cè)及保養(yǎng)，并提供一個(gè)良好的潤(rùn)滑環(huán)境，保護(hù)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)面；導(dǎo)軌磨損后需要及時(shí)地維修或者更換，來(lái)保障機(jī)床的運(yùn)行；加工過(guò)程中，刀具編程軌跡采用平滑過(guò)渡，避免導(dǎo)軌的急加速急減速運(yùn)行和低速運(yùn)行。

3. 解決工件、刀具剛性不足的措施

機(jī)械加工過(guò)程中，對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸型零件加工，必須采用按、中心架、跟刀架等輔助裝置提高其剛度；對(duì)于薄壁零件需采用專用工夾具夾持，防止其發(fā)生彎曲變形。刀具在滿足使用要求的情況下，伸出長(zhǎng)度要盡量短；數(shù)控車床車刀墊鐵要平整，數(shù)量愈少愈好，而且墊鐵應(yīng)與刀架對(duì)齊，刀位必須清理干凈；加工初期要進(jìn)行試切削來(lái)調(diào)整切削速度、切深、進(jìn)給量。

4. 解決刀具安裝產(chǎn)生刀桿顫動(dòng)措施。

選擇適合的刀桿尺寸及縮短刀桿的伸出部位，調(diào)整工藝，例如切削的進(jìn)給速度和主軸的轉(zhuǎn)速。并仔細(xì)檢查是否鎖緊螺母。

5. 解決切削力變化的措施

需要采用立方氮化硼刀片進(jìn)行加工外，加工剛開始切削速度、進(jìn)給率要慢些，等到圓整以后，再快些。對(duì)表面有缺陷工件，開始時(shí)背吃刀量盡可能要大一些，而后適當(dāng)可以減小。