浅谈机械加工中切削加工及切削颤振

　　切削过程中形成不连续切削的周期与工件、刀架或者机床的传动机构中的任一部分振动的固有周期相同，是产生颤振的主要原因之一。新型切断刀的设计思想是建立在增大阻尼的基础之上，利用颤振理论结合刀具结构设计，解决切削加工中的颤振问题。

　　在机械加工中。金属切削机床和刀具作为切削加工的基础工艺装备。刀具被称为机床的“牙齿”和“孪生兄弟”，无论是什么样的金属切削机床，都必须依靠这“牙齿”才能发挥作用。本文对机械加工中切削加工与切削颤振进行了研究。

　　机械制造业在整个国民经济中占有十分重要的地位，而其中金属切削加工是基本而又可靠的精密加工手段，在机械、电机、电子等各种现代产业部门中都起着重要的作用。工具的设计、制造和使用自古以来就很受重视，这里我们所说的工具，不仅仅指进行机械加工的机床，我们更关心的是直接进行切削加工的刀具。刀具是推动金属切削加工技术发展的一个极为活跃而又十分关键的因素，可以说切削加工技术发展、革新的历史就是刀具发展的历史。

　　一、切削加工的重要作用与刀具

　　机械制造的核心是零件的制作。制造机械零件的方法大致可分为成形制造和加工制造，成形制造包括铸造、锻造、焊接等工艺，一般用于毛坯的制造。近年来开发的精确成形或称净成形工艺，如精铸、精锻等也可用于半成品和成品的制造。快速原型制造用于模型的制造，与其它技术相结合，也可用于制造金属零件。加工制造包括切削、磨削等常规工艺，也包括激光束加工、电子束加工、电化学加工等特种工艺。在所有这些方法中，切削加工至今仍然是并且在可以预见的将来仍将是零件制作的最基本的工艺技术之一。

　　刀具性能和质量直接影响到数百万台机床生产效率的高低和加工质量的好坏。直接影响到整个机械制造业的生产技术水平和经济效益。金属切削加工是用刀具从工件表面切除多余的金属材料，从而获得在几何形状、尺寸精度、表面粗糙度及表面质量等方面均符合要求的零件的一种加工方法。其核心问题是刀具切削部分与工件表层的相互作用，即刀具的切削作用和工件的反切削作用。这是切削加工中的主要矛盾，而刀具的切削作用则是矛盾的主要方面。从近年来工具行业的发展看，切削刀具在生产活动中的作用正越来越受到企业的重视。随着数控加工设备与高性能加工刀具技术的发展，高速切削和超高速切削已成为当前切削技术的重要发展趋向，这就要求刀具的可靠性高，切削性能好，能稳定地断屑和卷屑，精度高，并能快换或自动更换等。因此，对刀具材料、刀具结构以及刀具的装夹都提出了更高的要求。

　　二、切削颤振产生与危害

　　在生产实践中，一般来说机床的振动是不希望产生的。这是因为振动所产生的噪声能刺激操作工人引起疲劳，降低工作效率.并且它又能使机床零件过早出现疲劳破坏，从而使零件的安全程度、可靠性和强度下降，机床的振动还会导致被加工工件的精度降低，刀具寿命和生产率下降。在机床上面发生的自激振动类型较多，例如回转主轴(或与工件联系、或与刀具联系)系统的扭转或者弯曲自激振动;机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或扭摆自激振动;切屑形成的周期性引起的颤振和整台机床的摇晃。此外还有机床工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动(通称爬行)等等。通常把金属切削过程中表现在刀具与工件间强烈的相对振动的这种自激振动称为“颤振”。切削过程中形成不连续切削的周期与工件、刀架或者机床的传动机构中的任一部分振动的固有周期相同，是产生颤振的主要原因之一。

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