车削薄壁长卷筒时如何避免振动
车削时发生振动，干扰和破坏了工艺系统的正常切削过程，不仅严重恶化了表面质量，缩短了机床和工具的使用寿命，而且产生刺耳的噪声，影响操作者的身心健康。通常，为了减少振动，不得不减少切削量，从而降低生产效率。因此，分析车削加工中产生振动的原因，并采取相应的措施消除或减小振动是非常必要的。1车削中振动的主要类型和现象。消除机床旋转部件和传动系统的振动后，车削振动的主要类型是不随转速变化的自激振动。主要是加工过程中工件系统和刀架系统变形引起的振动频率。
频率接近工件固有频率的低频振动和车刀。
2.
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3.
金属切削中产生的振动是一种非常有害的现象。如果在加工过程中发生振动，刀具和工件之间就会产生相对位移，从而在加工表面上造成振动痕迹，严重影响零件的表面质量和性能。工艺系统会继续承受动态交变载荷的作用，刀具容易磨损(甚至断裂)，机床的连接特性被破坏，严重时甚至无法继续切削；振动产生的噪音也会危及操作者的健康。为了减少振动，有时需要减少切削量，降低了机床加工的生产效率。因此，有必要分析金属切削中振动产生的原因，掌握控制振动的方法。
1振动现象的原因
以转弯为例。在车床安装时加隔振基础，传动系统无缺陷，切削时无冲击的情况下，车削振动的主要类型是不随转速变化的自激振动(即颤振现象)， 并且主要原因是加工过程中工件和刀架系统变形引起的低频振动(其频率接近工件的固有频率)和车刀变形引起的高频振动(其频率接近车刀的固有频率)。 这种振动常常使机床的尾座和刀架松动，使硬质合金刀片断裂，并在工件的切削表面留下细小的痕迹。车削中的低频振动通常是工件和刀架都在振动(工件振动较大)，它们时而远离(振动出)，时而靠近(振动入)，产生大小相等方向相反的力和反作用力(即切削力Fy和弹性恢复力F)。刀架的振动运动是在切削力Fy的作用下产生的。对于振动系统，Fy是一个外力。在振动过程中，当工件和刀架振动时，切削力F与工件的位移同方向振动，对振动系统作正功，振动系统从切削过程中吸收一部分能量W并振动储存在振动系统中。刀架的振动运动是在弹性回复力F的作用下产生的，当刀架振动入时，F的振动方向与工件的位移方向相反，振动系统对切削过程做功，即振动系统消耗能量W振动入。由于切削力的周期性变化，W振动>:W振动入或F振动出> F振动入，使工件或刀具获得能量补充产生低频自激振动。此时，在力与位移的关系图中，振出过程曲线处于振入过程曲线的上部(如图1)。
图1
高频振动的原因是刀具后刀面与切屑在一定速度范围内的摩擦力使切削力Fy随切削速度V的增大而减小，即具有向下的特性，导致F振动>:F振动，因此加工系统具有自激振动。
控制或减少振动的两种方法
自激振动与切削过程本身和过程系统的结构性能有关。因此，控制自激振动的根本途径是减小或消除激振力。控制方法有以下几个方面:
2.1切削参数的合理选择
6?当1的转速为V=20~60m/min时，容易产生固有振动，高于或低于此范围时，振动会减弱。因此，精密加工应采用低速切削，普通加工应采用高速切削。
6?1的进给量f增大，固有振动强度减小(如图2a)。切割宽度blim与进给量f的关系曲线见图2b，该曲线表明，在允许的条件下，进给量f应尽可能地增加。车削时切削深度ap和切削宽度b的关系为b=ap/sin？8?9(?8?9为主偏转角)，即ap越大，切割宽度b越大，越倾向于振动。
一个b
图2
一个b
图3主偏角对振动的影响
图4前角的影响
图5双前角减震器。
图6倒角减振车刀图7弹性刀杆车刀
2.2合理选择刀具几何参数
6?1主要影响参数是主偏角？8?9和前角？8?0。如图3，什么时候？8?9 = 90°时，振幅最小，Y方向切削力最小，X方向切削力最大。因为一般过程系统在X方向的刚度比Y方向好很多，所以不容易起振。从图4中可以看出，在相同的切削速度v下，随着前角？8?随着0°的增大，切削力减小，振幅减小。因此，通常采用双前角减振器(见图5)来降低切削力，可以达到良好的减振效果。
6?1减小背角有利于减振。一般后角为2 ~ 3°，必要时在间隙面上磨负后角的减振刃，形成倒角减振车刀(如图6)。其特点是刀尖不易切入金属，后角小，具有减振作用，切削时稳定性好。
2.3合理提高系统刚度
6?1车削细长轴(长径比>；12)，工件刚性差，容易弯曲变形产生振动。此时应采用弹性中心和辅助支撑(中心架或跟托)来提高工件的抗振性能，同时应采用冷却液来减少工件的热膨胀变形；用细长刀杆加工孔时，应采用中间导向支撑，以提高刀具的抗振性能。
6?1要在增加工艺系统刚度的同时，尽可能减轻部件的重量，把“以最轻的质量获得最大的刚度”作为结构设计的重要原则。
6?1减少刀具的突出长度。一般情况下，刀具的伸出长度不应超过刀杆高度的两倍。
6?1使用减震器和减震器工具。如果使用切向刚度较高的弹性刀杆(见图7)，就不容易产生刀杆的弯曲高频振动。
6?1刀具高速振动时，宜提高转速和切削速度，以提高切削温度，消除刀具后刀面上摩擦力的减小及由此产生的固有振动，但切削速度不应高于1.33m/s(80m/min)。
6?1对于机床主轴系统，应适当减小轴承间隙，并对滚动轴承适当施加预应力，以增加接触刚度，提高机床的抗振性能。
6?1合理安排刀具和工件的相对位置。车刀在车床上的安装方位对提高车削过程的稳定性和避免自激振动有很大影响。试验表明，普通车刀安装在水平面上的稳定性最差，而安装在？8?在4° = 60°的方向上，车削过程的稳定性最好。
3结论
通过对车削过程中振动产生的原因和基本规律采取相应的减振措施，可以明显减少切削过程中的振动现象，大大提高工件的表面质量和机床的工艺能力。但要彻底消除振动现象，还需要进一步研究振动机理，找出原因，采取消除措施。