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车床车削过程中产生振动的原因及其控制措施车床车削过程中产生振动的原因及其控制措施车削加工时，工件和刀具之间会产生强烈的振动，是一种极其有害的现象，破坏了正常的切削加工车床发生振动时，工件表面质量恶化，产生明显的表面振文，工件的粗糙度增大，此时需要降低切削用量，但是车床的工作效率却大大降低，强烈振动时还会使车刀产生崩刃现象，使切削加工过程无法进行下去由于振动的原因，车床和刀具磨损加剧，缩短了车床和刀具的使用寿命，对加工成本来说很不利而且震动还伴随着噪音，严重危害了工人的身心健康，也使工作环境恶化一、振动的分类：【1】当振动系统的平衡被破坏，弹性力来维持系统的振动，称之为自由振动2】在外界周期性干扰力持续作用力下，被迫产生的振动称之为强迫振动3】由振动过程本身引起切削力周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强 和维持的振动称之为自激振动一般来讲，在机械加工中产生的振动都具有强迫振动和自激振动，这主要是与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关在消除机床回转组件（如电机、工件、旋转轴等）和传动系统（如皮带轮、滚动轴承和液压传动系统的压力脉冲等）的振动后，车削加工中的振动主要是不随车削速度变化的自激振动，主要是车削过程中工件系统的弯曲振动和车刀的变形产生的弯曲振动。

针对这一性质，接下来对自激振动的产生原理以及存在学说进行阐述二、自激振动的原理1、自激振动的特点（1）自激振动是一种不衰减的振动，振动过程本身能引起某种力发生周期性变化，振动系统通过这种力的变化，从不具备交变特性的能源中周期性的获得能量补充，使振动得到持续2）自激振动的频率接近或等于系统的固有频率，即它由系统本身的参数所决定3）自激振动是否产生及振幅的大小，决定于每一次振动周期内系统所获得的能量与所消耗的能量的对比4）自激振动的形成和持续，是由于过程本身产生的激振和反馈作用，若切削过程停止，即使机床仍在继续空运转，自激振动也会随之消失，因此可以通过改变对切削过程有影响的工艺参数来控制切削过程，限制自激振动的产生2、自激振动原理存在学说（1）负阻尼（负摩擦）激振原理认为：当切削韧性材料时，由于刀具前刀面与切屑之间存在着摩擦力，而其摩擦力又随着两者之间的相对滑移速度增加而下降（称负摩擦，大多数材料的摩擦系统在一定滑移速度范围内都有这种特性正是由于这种特性引起了振动，当停止切削后，这种振动也即停止2）再生自激振动原理认为：在车削加工时，如果刀具的进给量不大，刀具的负偏角又较小，则当工件转过一圈，开始切削下一圈时，刀刃必然与已加工过的上一圈表面接触，即产生重叠，这时如果前一转切削时由于某种原因在加工表面上留下了振纹，则在后一转切削时，刀具将在具有振纹的表面上进行切削，这时切削厚度就发生周期性的变化，从而引起切削力的周期变化，使刀具产生振动而在本传加工表面上产生新的振纹，这个振纹又影响到再下一圈的切削，从而引起持续的再生自激振动。

当然，如果工艺系统稳定，或者创造适当的条件，也不一定会产生自激振动，只有在振动频率与工件转速不成整数倍，且-0.5〈ε≤0 时（ε 为工件一转中振动次数的小数部分、并规定-0.5＜ε≤0.5） ，才会产生再生自激振动3）振型耦合自激振动原理认为，即使工件前后两转并未产生重叠切削，仍会成自激振动在确认切削加工中，有自激振动之后，尚需进行空运转试验、切削试验和激振试验，以确定自激振动的类型，采取相应的消振和减振措施三、控制振动1、寻找振源寻找振动的来源并加以排除或限制，是有效控制振动的途径振源来自车床内部的称之为机内振源；来自车床外部的称之为机外振源自由震动是由切削力的突变或其它外力冲击引起的，可快速衰减，对车床加工过程影响非常小，可以忽略不计1)机内振源：机床上各个电动机的震动；机床回转零件的不平衡引起的震动，如卡盘、刀盘和工件等不平衡；运动传递过程中引起的振动；往复部件运动的惯性力引起的振动；切削时的冲击振动；车床液压传动系统的压力脉冲；（2）机外振源：其他机床、锻压设备、火车、汽车等通过地基传给车床的振动3）自激振动的振源：根据自激振动原理和观察可知引起振动的振源主要有车削时切削量过大、主切削力的方向、车刀的几何角度的选择不当等。

2、振源分析车床主轴箱内振源分析：主轴箱中齿轮、轴承等零部件设计、制造及装配过程中存在某些不足；长期工作过程中使得某些零件失效，导致主轴箱在工作过程中产生了振动齿轮在啮合时引起冲击产生频率为啮合频率的振动，主轴安装偏心所引起周期性振动；轴承的损伤引起周期性冲击或者激发自身的的各个元件以固有频率振动；以及其它因素所引起的振动3、车床振动的控制（1）将振源与车床隔离设置隔离装置，将振源所产生的振动由隔振装置大部分吸收，减少振源对车削加工的干扰挖防振沟，将车床安置在防震地基上，设置弹簧或橡皮垫减少振动2）减少激振动如精确平衡回转零部件，将电动机转子、皮带轮和卡盘作静平衡和动平衡试验，提高轴承装配精度3）提高车床传动的制造精度如将变速操纵机构中齿轮啮合的制造精度提高，可以减少因齿轮啮合传动而引起的振动4）提高工艺系统的刚度和调节频率车床系统刚度增加，对振动的抵抗能力提高，亦可减少振动调节系统的固有频率，避免共振现象发生采用减振器和阻尼器5）车削时，一般当 v=30～70m/min 速度范围内，容易产生振动，因此选择车削速度时应避开出现切削力随速度下降的中速区，在高速或低速范围进行切削，自振极不易产生。

6）定期检查中拖板和大拖板、小刀架与中拖板之间的燕尾导轨的接触情况，调整好斜镶条间隙，避免刀架移动时出现爬行另外，可以用刮研连接表面，增强联结刚度等方法来提高结构系统的抗振性7）对自激振动的控制对自激振动的控制包括合理选择与切削有关的系数、合理选择车刀的几何参数、合理安排刀尖高低、润滑等8）消除或减小高频振动的措施减小车刀悬伸长度；加强车刀及刀杆的抗弯刚度；及时更换后刀面磨损较大的刀具；装刀具时，应保证刀杆与工件旋转中心垂直，紧固时要施力均匀，避免刀杆受力不平衡而弯曲产生振动通过对振动的分类、原理的解说、振源的分辨和分析，并对车削过程中产生的不同振动分析原因后采取相应的措施，可明显减小车削过程中的振动，提高了工件表面质量和劳动生产率，延长了刀具和机床的使用寿命。