数控机床加工中刀具抖动是如何发生的？

随着科学技术的发展，机床一直追求更好的质量和更高的生产率，在切削功率、结构静刚度、加工精度、生产线自动化等方面都会有一定的提高。但也存在许多问题，如刀具抖动等，经常困扰数控加工。

刀具振动需要区分强迫振动和自激振动。强迫振动是常态，不会引起大问题的出现。自激振动，俗称颤振，是加工过程中最主要的损伤问题之一。

在预测和预防震颤的发生时，尽管刀具材料不断改进，机床的成本效益设计不断提高，使用更轻的部件和摩擦的负面影响不断减少，但颤振仍然是影响精度的因素之一。

振动的主要影响是表面质量的恶化、刀具磨损的增加和机床某些部件的预期寿命的降低。从经济的角度来看，喋喋不休会导致能源和材料消耗的增加。降低这些成本通常会牺牲生产时间、削减产能和生产率。

数控机床的震颤基本上来自再生效应。从静态角度看，铣削刀具会产生不可预测的波动，进而引起微观振动，进而引起切削表面的不规则变化，形成这种物理现象。由于这种振动，下一个齿的切削深度也会发生变化，上一个齿切削后留下的波纹面也会影响下一个齿的切削深度。切削深度随着加工的进行呈指数增长，这取决于前后间隙。在这种情况下，切削深度的增加使切削力增大，从而加剧振动，破坏切削稳定性。

这种切削过程非常复杂，由多种因素引起，包括刀具本身、工件材料、切削参数以及整个系统的动力学，涉及机床、刀具和工件结构。在某些情况下，机床驱动系统的控制参数也会影响切削过程的稳定性。

因此，对于特定的机床、工件和刀具，颤振振动可能会在一定条件下增大，然后达到平衡。这就是为什么稳态图很重要，并且根据不同的切削条件描述了过程的稳定性。一方面，这些图表显示了特定加工的最佳切削速度，但另一方面，根据图表对不稳定过程进行定性分析是选择最佳抑制颤振方法的关键因素。