数控机床切削时振动的消减方法研究

摘要：零部件加工、机械行业的数量及规模不断扩大，为适应生产所需，数控机床得到广泛应用。实际生产过程中数控机床切削振动较为普遍，为了达到消减振动的目的，要针对产生振动的原因进行深层面地分析及剖析，从工件装夹、刀具刃磨等环节找寻出产生振动异常的原因，根据原因制定举措，有效减少振动异常，提升切削精度。

关键词：数控机床切削;振动的削减;方法研究

引言：

如机床切削过程中发生振动时，不仅刀具的寿命受到影响，而且对于加工零部件质量方面带来的创伤度，也将是巨大的。通过针对数控机床切削时振动消减方法深入性研究工作的开展，进而促使人们得以根据机床应用实况，不断积累及沉淀消减振动的经验，探究出有效性的措施后，才能够达到提升生产效率及质量，达到产生更多价值的目的。

一、机械振动的类型

（一）自由振动

自由振动往往因切削力突变或受到其他外界冲击力影响而产生，在此过程中，由于系统存在阻尼，因此振动异常即可迅速得到消除，且产生的影响度较小。

（二）受迫振动

受迫振动通常因外界干扰力而产生，如系统的振动频率与外界干扰频率处于同一频段时，共振现象将得以产生，伴随共振现象的扩大化发展，机床切削过程、质量等环节，必将受到极大的阻力影响。

（三）自激振动

自激振动是一种不衰减的振动，振动过程得以跟随某种力的变化而变化，同时，自激振动的频率一般接近系统的固有频率，振幅的大小则取决于每一振动周期内所获得的能量与消耗能量的对比值，在此过程中，获得能量大于消耗能量时，振幅将处于增大趋势，反之，则处于减小趋势。而振动异常持续性存在时，切削过程中部件的精度必将遭受极大的影响。此外，切削加工过程中，刀具与工件之间也将会产生自激振动现象，而一旦切削停止时，振动现象将得以消失。实际作业过程中，自激振动产生时，生产过程必将备受极大创伤及深层面影响，为此，务必切实性地予以关注[1]。

二、减小振动的工艺措施

（一）消减受迫振动的举措

为达到有效性消减受迫振动的目的，首要任务将是找到振源，得以根据振源采取有力的措施后，才能够为消减振动异常方面，发挥有力地支持及促进作用。为此，将需要针对以下方面进行严控：

第一，针对附近机械传来的振动异常，改进机床传动结构的举措，较为常用，且经人们实践及应用后发现，此方法在消减振动异常方面，能够发挥极大的效力作用。同时，受迫振动除采用直接消减的方式，还可以通过隔绝的方式处理，如通过橡皮及木材的应用，促使机床与地基隔离后，能够起到减少振动异常发生的目的[2]。

第二，机床与其他机械的振动，往往因回转零件不平衡引发出来，为此，得以找寻出有效性的解决策略，消除回转零件不平衡现象后，振动异常才能够得到有力的管控。

第三，通过提高转动件制造精度的举措，能够起到消减振动的目的，为此，相应的技术人员，务必在转动件制造精度方面，不断深耕及开拓后，才能够在精度的提升方面获得理想化的成果。同时，得以提升齿轮、轴承装配过程的质量水平，促使各部件之间配合的紧密度提升后，振动异常也将能够达到有效性消减的目的。

第四，提高机床、刀具等部件的刚度，通过附加高阻尼板材的应用，对于有效性消减振动异常方面，都能够产生有力的促进作用。为此，务必在实际应用过程中，针对此些环节实施有效性的管控举措后，才能够促使此些环节发挥出应有的效力作用，进而为消减振动异常方面，发挥有力地贡献作用。

第五，合理调整固有频率，予以有效性避开共振区后，振动异常才能够得到有力的控制。实际应用过程中，得以改变激振动的频率，调整工艺系统的频率，促使此些频率远离共振区后，振动异常发生的概率才能够得以减少。

（二）消除自激振动的措施

自激振动通常与切削过程紧密相连，与工艺系统的结构性能环节息息相关，而为了达到有效性消减自激振动异常的目的，将需要采取以下措施：

第一，合理选择切削用量的举措，将是重中之重，实际应用过程中，得以促使切削速度控制在适宜性的范围内时，切削的稳定性才能够得到有力的巩固。在此过程中，适宜性的切削速度，将需要不断实践摸索后，才能够予以获得。同时，经过人们不断实践发现，如切削过程中发生振动异常时，通过增大切削速度、增大走刀量等方式，都将可以达到削弱及有效控制振动的目的。实际生产过程中，需要相应技术人员不断在实践中细节逐一探索，逐一发掘后，才能够达到有效控制振动异常的目的，同时，生产效率才能够得到保障的力量。

第二，得以针对刀具的参数实施有效性管控，促使效应发生在X方向时，振动异常将能够得到深层面的管控。

第三，通过增强工艺系统本身抗振性的举措，也能够起到有效管控振动异常发生的目的。为此，实际应用过程中，设法提升工艺系统的接触刚度，减少主轴系统的轴承间隙，提高顶尖孔的研磨质量等，都将是极为有力地举措。同时，使用中心架或跟刀架时，通过缩短镗杆和刀具悬伸量的举措等，都将能够起到消减振动的作用，需要持续性地关注[3]。

（三）减振装置的应用

通过减振装置的应用，能够起到管控及消减振动异常的目的，实际应用过程中，促使减振装置附加在工艺系统中，吸收及消耗振动异常后，进而达到减振的目的。同时，通过减振装置所发挥的效力作用，将能够起到抑制强迫振动发生的目的，将是提高工艺系统抗振性的有力举措。未来的发展过程中，需要通過不断创新及开拓的举措，促使减振装置的完善性提升，促使减振装置实现扩大化发展及应用后，振动的管控方面，才能够取得有力地发展成果[4]。

三、结束语

数控机床切削时振动消减方法的研究工作，始终是重中之重，不能够有一丝的懈怠，促使受迫振动、自激振动等异常得到有效性管控后，才能够促使此些振动产生的影响度得以减少，进而为生产过程的顺利性开展，为保质保量、增产增收等方面，发挥有力地支持作用。

参考文献：

[1]李玉洁.数控机床切削时振动的消减方法探讨[J].读天下：综合，2019（15）：1.

[2]杨新一，张文明，王勃，等.金属切削加工振动机理及工程消除方法[J].新技术新工艺，2018（5）：5.

[3]姚子生，王晓雷，李博.机床加工过程振动特性及对加工表面质量影响的研究[J].中国设备工程，2018（14）：2.

[4]金成哲，郭畅.车铣加工细长轴的振动特性分析[J].工具技术，2018，52（11）：5.

作者简介：吴万旭（1995.10-），男，汉，安徽黄山，本科，助理工程师，沈阳机床（集团）有限责任公司 ，数控机床，110000.