轉動中的常見故障之一是振動。車床振動時，擾亂和破壞了工藝系統的正常切削過程，不僅嚴重惡化了加工表面質量，而且縮短了機床和刀具的使用壽命。因此，有必要采取一些措施來減少或消除機床產生的振動。

今天主要介紹加工過程中工件系統和刀架系統變形引起低頻振動的原因及消除措施。

01低頻振動的主要特點 

在消除機床旋轉部件和傳動系統的振動后，車削振動的主要類型是不隨車削速度變化的自激振動。

低頻振動的主要特點是：

• 振動頻率低（50～300Hz），振動時噪音低

• 工件切削面留下的痕跡又深又寬

• 振動劇烈，常使機床零件（如尾座、刀架等）松動，使硬質合金刀片折斷。

02低頻振動的原因 

車削低頻振動時，工件系統和刀架系統通常都在振動（但在大多數情況下，工件系統的振動較大，起主導作用）。它們有時相互分離，有時相互接近，產生大小相等和方向相反的力和反作用力。在振動過程中，當工件與刀具分開運動時，切削力F與工件位移同方向分離，做功為正。當工件接近刀具時，接近切削力F所做的功為負。

轉彎時：

• 切屑與刀具前刀面之間的摩擦

• 刀具在切入和退出工件時遇到的金屬硬化程度不同

• 刀具實際幾何角度在振動過程中周期性變化

• 振動時，刀具與工件的相對運動路徑為橢圓，從而引起切削斷面的周期性變化

• 工件在前一旋轉過程中的振動留下的痕跡會引起切削斷面的周期性變化。這五個條件可以引起切削力的周期性變化，使f相距>f逼近。這樣，在每個振動循環中，切削力對工件（或刀具）所做的正功總是大于對工件（或刀具）所做的負功，從而使工件（或刀具）獲得能量補充并產生自激振動。

03低頻振動的消除措施 

(1)在低頻振動中，振動主要是Y方向振動引起切削力變化，使f相距>f逼近而產生振動。

主要采取以下5項措施。

① 刀具主偏角（μR角越大），FY力越小，越不容易產生振動。因此，適當增加刀具的主偏角，以消除或減少振動。

②適當增大刀具的前角，可以減小FY力，減少振動。

③刀具后角過大或刀刃太鋒利，刀具易咬入工件，易產生振動。當刀具適當鈍化后，后刀面可以防止刀具“咬入”工件，從而減少或消除振動。

④ 車削時刀尖位置過低（低于工件中心）或在車床上鏜削時刀尖位置過高，會降低刀尖的實際前角并加大后傾角，易產生振動。

⑤ 如果刀架系統具有負剛度，則容易“咬”工件并產生振動。因此，應盡量避免車削時刀架系統負剛度引起的振動。

(2)在車削過程中產生寬而薄的切屑時，Y方向的振動引起切削力的變化。當切削斷面寬而薄時，Y方向的振動會引起切削截面和切削力的劇烈變化。因此，這種情況下容易產生振動。例如，用縱刀車削時，切深越大，進給量越大，主偏角越小，切削斷面越寬越薄，越容易產生振動。因此，在選擇車削速度時，應避開切削力隨速度減小的中速區（切削碳鋼時，速度范圍為30～50M/min），并減小小車的切削力。同時，

(3)工件系統和刀架系統剛性不足是產生低頻振動的主要原因。可采取以下措施消除或減少振動：

① 用三爪或四爪裝夾工件時，盡量減小工件旋轉中心與主軸旋轉中心的同軸度誤差，避免因工件因斷續切削或切削不均勻造成切削力周期性變化而引起的振動傾角。

②加工薄而長的易變形、易彎曲、易振動的工件時，采用彈性中心和輔助支撐，加冷卻液對工件進行冷卻，以減少工件的熱膨脹變形。

③裝夾工件時，工件不要伸出過長。對于剛性不足的工件，采用合理的中心架、刀跟架和中心等輔助支撐，增加工件的剛性。

④ 使用頂板時，頂板與頂板錐孔要配合好，避免頂力過大使工件彎曲或頂力過小使工件擺動，并注意尾座的懸掛袖子不宜過長。

⑤機床主軸的軸承間隙直接影響主軸的旋轉精度和剛度。如果在使用過程中，由于軸承磨損，游隙過大，剛度不足，應調整軸承游隙并施加預緊力，以增加工件系統的剛度，消除振動。

⑥定期檢查中臺與大臺的接觸，小刀架與中臺的燕尾導軌，調整斜嵌，保持適當的間隙，避免刀臺移動時爬行，造成刀架系統的振動。

⑦ 每次轉動方形刀架使刀具轉動到所需位置時，應將方形刀架壓緊固定，以防止方形刀架松動，降低刀架系統的剛度并引起振動。