切削用量对切削振动影响的实验研究

王晨羽，范鹏飞，李金泉

(沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159)

在切削加工过程中，影响切削振动的因素很多，对切削加工性能以及工件表面质量影响最大的是刀具相对于工件的振动，机床其他部位的振动也会体现在刀具的振动上，刀具角度、刀具材料、工件材料、切削用量对刀具的振动都有很大的影响.关于切削用量对切削振动的影响，国内外学者做了大量研究.吴卫国研究了高速切削过程的自激振动，探讨切削用量对切削稳定性的影响并提出了提高切削稳定性的方法和途径[1].Zahia H等通过改变切削参数，利用刀具振动变化对表面粗糙度进行了研究[2].周培培等通过正交试验分析切削用量对振动的影响，得到了合适的切削用量[3].李威霖采用切削振动信号监测刀具磨损[4].Ning F D等对高温镍基合金进行了高速铣削试验，在切削速度达到生成锯齿形切屑的临界值时，切削抗力最小，同时切削对刀具冲击的频率下降，切削力波动和切削振动也显著减小，但这种情况存在预报准确性差、误报等缺陷[5].本文通过干式车削材料TC4和TA15实验，运用单因素实验法，对振动信号进行采集、降噪和数据分析，系统研究切削用量各因素单独变化对切削振动的影响.

1 实 验

1.1 材料和刀具

(1)实验加工材料是TA15和TC4的圆柱形棒料.它们的直径为100 mm，长度为300 mm.材料成分如表1所示.

表1 实验材料成分 %

注：TA15材料的屈服强度为850 MPa；TC4材料的屈服强度为880 MPa.

(2)实验采用山特维克公司的PVD涂层刀……