數(shù)控機(jī)床加工中刀具抖動(dòng)是如何發(fā)生的？

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床一直追求更好的質(zhì)量和更高的生產(chǎn)率，在切削功率、結(jié)構(gòu)靜剛度、加工精度、生產(chǎn)線自動(dòng)化等方面都會(huì)有一定的提高。但也存在許多問(wèn)題，如刀具抖動(dòng)等，經(jīng)常困擾數(shù)控加工。

刀具振動(dòng)需要區(qū)分強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)是常態(tài)，不會(huì)引起大問(wèn)題的出現(xiàn)。自激振動(dòng)，俗稱顫振，是加工過(guò)程中最主要的損傷問(wèn)題之一。

在預(yù)測(cè)和預(yù)防震顫的發(fā)生時(shí)，盡管刀具材料不斷改進(jìn)，機(jī)床的成本效益設(shè)計(jì)不斷提高，使用更輕的部件和摩擦的負(fù)面影響不斷減少，但顫振仍然是影響精度的因素之一。

振動(dòng)的主要影響是表面質(zhì)量的惡化、刀具磨損的增加和機(jī)床某些部件的預(yù)期壽命的降低。從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，喋喋不休會(huì)導(dǎo)致能源和材料消耗的增加。降低這些成本通常會(huì)犧牲生產(chǎn)時(shí)間、削減產(chǎn)能和生產(chǎn)率。

數(shù)控機(jī)床的震顫基本上來(lái)自再生效應(yīng)。從靜態(tài)角度看，銑削刀具會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的波動(dòng)，進(jìn)而引起微觀振動(dòng)，進(jìn)而引起切削表面的不規(guī)則變化，形成這種物理現(xiàn)象。由于這種振動(dòng)，下一個(gè)齒的切削深度也會(huì)發(fā)生變化，上一個(gè)齒切削后留下的波紋面也會(huì)影響下一個(gè)齒的切削深度。切削深度隨著加工的進(jìn)行呈指數(shù)增長(zhǎng)，這取決于前后間隙。在這種情況下，切削深度的增加使切削力增大，從而加劇振動(dòng)，破壞切削穩(wěn)定性。

這種切削過(guò)程非常復(fù)雜，由多種因素引起，包括刀具本身、工件材料、切削參數(shù)以及整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)，涉及機(jī)床、刀具和工件結(jié)構(gòu)。在某些情況下，機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制參數(shù)也會(huì)影響切削過(guò)程的穩(wěn)定性。

因此，對(duì)于特定的機(jī)床、工件和刀具，顫振振動(dòng)可能會(huì)在一定條件下增大，然后達(dá)到平衡。這就是為什么穩(wěn)態(tài)圖很重要，并且根據(jù)不同的切削條件描述了過(guò)程的穩(wěn)定性。一方面，這些圖表顯示了特定加工的最佳切削速度，但另一方面，根據(jù)圖表對(duì)不穩(wěn)定過(guò)程進(jìn)行定性分析是選擇最佳抑制顫振方法的關(guān)鍵因素。