切削加工振刀的原因及应对策略

在切削加工过程中，振刀现象是常见且棘手的问题。振刀不仅会影响加工精度和表面质量，还可能导致刀具磨损加快、加工效率低下甚至设备损坏。本文将探讨切削加工振刀的原因，并提出相应的应对策略。

一、切削加工振刀的原因

刀具问题

（1）刀具材料选择不当：切削加工中，刀具需要承受高温、高压力和高速摩擦等极端工况。若刀具材料硬度不足、韧性差或抗热性能不佳，容易导致刀具快速磨损、失效，从而产生振刀现象。

（2）刀具磨损严重：随着切削时间的增加，刀具会逐渐磨损，导致切削力不稳定，进而引发振刀。

（3）刀具安装问题：刀具安装刚性差，如刀杆尺寸太小或伸出过长，会引起刀杆颤动，导致振刀。

切削参数设置不合理

切削参数包括切削速度、进给速度和切削深度等。若切削参数选择不当或调整不准确，可能导致刀具受力过大、温度升高，进而引发振刀问题。

切削润滑不良

切削加工中，适当的切削润滑可以降低刀具与工件之间的摩擦，减少刀具磨损。如果润滑不足或使用的润滑剂质量差，会使刀具表面积聚热量增加、磨损加剧，进而导致振刀现象的发生。

工件问题

（1）工件刚性差：细长轴型的外圆车削加工中，工件在转动过程中会产生弯曲变形从而产生摆动，导致振刀。

（2）工件材料性质复杂：切削加工的工件材料种类繁多，有些材料具有高硬度、脆性或高粘性等特性，这些特性会使切削过程中刀具受到较大冲击和磨损，从而加速刀具老化并引发振刀。

机床问题

（1）机床在加工过程中产生共振：共振是一种常见的物理现象。当机床工作中受到的周期性驱动力的频率与其自生的自激振动频率相同时，将会发生共振现象。共振会导致振动幅度加大，进而引起振刀。

（2）机床导轨部件爬行现象：机床爬行是指机床运行部件出现低速运动或小量位移时，做非匀速运动，这会导致工件表面产生震颤和振纹。

二、切削加工振刀的应对策略

合理选择刀具材料和切削参数

根据工件材料和加工要求，选择合适的刀具材料和切削参数，以确保刀具的硬度和韧性满足加工需求。同时，定期对刀具进行磨损检查，及时更换磨损严重的刀具。

加强切削润滑

选择高质量的切削润滑剂，确保切削过程中润滑充分，降低刀具与工件之间的摩擦，减少刀具磨损和热量积聚。

提高工件刚性

对于细长轴型的外圆车削加工，可以通过改变工艺参数或增加辅助支撑来提高工件刚性，减少弯曲变形和摆动。

检查和维修机床

定期检查机床的导轨部件、轴承等关键部件，确保其正常运行。对于出现共振或爬行的机床，应及时维修和调整，消除振动源。

使用减振技术

在切削加工过程中，可以采用减振技术来降低振动幅度。例如，在机床和工件之间安装减振垫、使用减振夹具等。

综上所述，切削加工振刀的原因多种多样，需要综合考虑刀具、切削参数、切削润滑、工件和机床等多个方面。通过采取合理的应对策略，可以有效降低振刀现象的发生，提高加工精度和表面质量。