40Cr合金钢切削过程中切削用量对刀具振动的影响

赵 强，李金泉

(沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159)

切削过程中的刀具振动是多种因素耦合作用的结果。其中机床的结构、工件的材料及性能、刀具参数等是影响刀具振动的主要因素[1]。刀具振动会影响加工表面质量[2]。

切削振动的危害主要有：①工件和刀具之间的相对运动不均匀，摩擦不均衡，导致加工表面的质量不好；②降低机床和刀具的使用寿命，严重时会导致加工不能正常进行，甚至会出现事故；③产生噪声污染，危害相关人员的身体健康，甚至直接造成加工事故；④使加工效率变低，增大加工成本[3]。

在切削振动研究领域，郭东升等对高硬度铝合金进行切削，发现降低切削力可以增大刀具振动幅度和振动频率[4]；姜彬等通过车削试验发现，沿进给方向的刀具振动对加工表面质量的影响较大[5]；STURESSON等发现振动功率取决于切削用量、工件材料的性能和机床系统的结构动态特性，同时发现刀具振动不是均匀分布的[6]；VENKATA 等采用方差和回归方程等分析方法，对刀具表面粗糙度和工件振动幅值进行研究，发现工件的振动幅值随着刀具磨损程度的增加而增大，且鼻半径是影响工件振动幅值的主要参数[7]；朱楠通过切削TC4和有限元分析发现，刀具在进给方向的振动对加工表面应力和表面温度影响较小[8]；范鹏飞等通过切削TA15和TC4发现，在同样的切削用量下，前者的振动加速度小于后者[9];王晨羽等研究发现，切削振动加速度随着进给量的增大而增大[10]。……