防振与降噪技巧

1.机床与工具

1）对于使用超过五年的铣床，主轴和传动箱内的轴承应当调整或更换。

2）对于主轴可以上下调整的铣床，调整后应及时将主轴锁上。

3）铣削前应调整好纵向工作台和横向工作台的间隙。用纵向进刀铣削时，将横向工作台和升降工作台锁紧，消除导轨间隙。

4）进行高速切削的铣床，主轴都应配备飞轮。一是可以储存能量，使铣刀切削时当受到工件材料的反向力时，铣刀的转动速度均匀、平稳；二是飞轮储存的能量可以弥补铣床功率不足的缺陷。飞轮应当配备在靠近主轴一端，可以充分发挥飞轮的稳定作用。

5）使用普通丝杠螺母传动的铣床，尤其是旧式铣床，由于配合间隙较大，铣削钢、铸铁等金属材料，粗铣时不宜采用顺铣，否则工作台窜动切削时产生振动容易“打刀”。

6）使用虎钳或夹具装夹工件，支承面应接近要铣削的平面，铣削面不可高出支承面过多，以便减少切削力矩，增加工件的装夹刚性，可减轻切削时的振动。

7）注意主切削力与夹紧力方向一致性，如相反或与夹紧力方向垂直，夹紧的正压力下降，会导致夹持的工件不牢固，切削时产生振动，或造成工件窜动产生“打刀”。

8）对于较大的工件，应采用多点压紧，而且各点应分布均匀，各点的压力应均匀一致。采用对角压紧法，先预紧轻压，再逐点压紧，要防止工件一端或一角局部悬空而产生振动。对于大型的工件，定位基准面较大而边缘较薄，预压时应用塞尺多点检查与夹具支承面或与工作台面间隙，压紧后再检查一遍，整个支承面不应有间隙。

2.铣刀

1）尽量采用正前角铣刀，而且应选用正前角大一点的铣刀，可以有效减小切削力，减轻振动；并要使用小刀尖圆角的立铣刀，减小切削力。

2）铣削平面要考虑切削力方向，薄壁件使用主偏角κ_r=90°的铣刀，进给力最小。使用长刀杆铣刀，应采用主偏角κ_r=10°的高进给铣削法，主切削力指向主轴，可减轻刀杆的振动。要根据加工深度，使用尽量短的刀杆，在加工中逐渐加长，如图1-158所示。

图1-158 选择合适的主偏角和刀杆长度

3）铣削薄壁的立肋时，立铣刀应采用较小的侧吃刀量（a_e≤25%D_c），用多齿大螺旋角的立铣刀，增加进给力减小背向力，可以防止立肋振动。

4）铣削锻铸件或高低不平的气焊切割表面，应采用大的负刃倾角切削刃逐渐切入，切削刃抗冲击，使切削趋于平稳。铣削铝合金等有色金属时，应采用正刃倾角，有利于排屑，又可以减小切削阻力，减轻振动。

5）铣削较窄平面时，面铣刀的直径应不大于工件宽度的40%，而且不采用对称铣削，应采用不对称顺铣或逆铣（图1-159），进刀应走圆弧路径切入，并要避免间断切削（图1-160），可有效减轻切削时的振动。

图1-159 采用不对称铣削(www.xing528.com)

图1-160 避免间断铣削

6）对于大型面铣刀，要在后面上研磨出消振棱，宽度为0.05～0.1mm，可以有效消除低频振动。

7）对于大型面铣刀或盘铣刀，应进行静平衡，切削速度超过500m/min时，应进行动平衡。

8）直径大于300mm的面铣刀或盘铣刀应采用不等齿距，立铣刀直径要大于50mm，要采用螺旋角大于40°、不等螺旋角铣刀，高速铣削时平稳无振动。

9）如果铣床功率不足，不宜使用密齿铣刀，应改为疏齿铣刀，减小切削力，防止因过载产生振动。

10）铣削深型腔或深的侧面时，应采用插铣，向下吃刀使铣刀刀杆承受进给力，增加刀杆的刚性，可以有效减少可消除振动。

11）铣削薄板的周边时，最好使用左旋立铣刀，使切削分力向下，将薄板压向工作台，增加工件的刚性，可防止边缘振动。

12）机械阻尼器型铣刀。将一个空心的圆柱体植入到立铣刀的刀体中，空心的圆柱体即成为一个机械阻尼器。阻尼器的外圆与铣刀体的配合间隙小于0.01mm，当铣刀进行高速切削时，高速旋转铣刀中的阻尼器与铣刀内孔的内壁产生较大的接触压力，刀具切削时产生振动，阻尼器与刀具内孔产生相对的运动，由于摩擦力的阻尼作用，可以吸收振动能量，从而达到减振的效果。

13）选用波形刃铣刀，可以减少刀具与工件之间的冲击，是减少刀具振动的有效途径。带有三维槽型的波形刃铣刀片，具有8°的前角，切削力小。同时由于波形刃在每个波形对称线两侧都有正负的刃倾角（-15°、+15°），可以起到两个作用：其一，不论是正刃倾角还是负刃倾角，都可以使实际切削前角增大，这样进一步减轻了前面对金属的挤压作用，同时，也减少了切削层金属生成切屑的剪切力；其二，不论是正刃倾角或负刃倾角，都可以改变切屑沿前面的流出方向。刃倾角为正时，切屑偏向斜上方的方向排出，刃倾角为负时，切屑向斜下方向排出，波形刃使切削力得到平衡，使刀具切入、切出时平稳，振动减小。优化铣刀片的三维槽型和几何参数，可以改善铣削状况，减少切削过程中的振动，进而减少刀具的破损，提高刀具的使用寿命和加工精度。

3.铣削用量

1）铣刀每齿进给量过大过小，都可能引起振动。每齿进给量过小，吃刀量太小，切屑太薄，切屑对刀齿的压力小，刀具容易产生振动，吃刀量太小，切削刃处于负前角工作，后面与切削表面摩擦加大，使后面磨损加大，进一步增加摩擦力，加大刀具和机床的振动。每齿进给量过大，铣床功率不足，也容易引起振动。

2）吃刀量过大，金属切除率加大，使得铣床功率不足而引起振动。但精铣时吃刀量太小，切屑太薄，由于切削刃刃口钝圆半径大于吃刀量，切削刃在工件表面上滑过，产生较大的摩擦，在高速状态下会产生剧烈的摩擦而产生振动。

3）对于加工表面高低不平，加工余量大的铸件，气焊切割件，应采用阶梯铣削法，将总的切削余量分成三级或四级，每级分得的加工余量较少，可以分散切削力，减轻机床的振动。

4）铣圆角处走圆弧路径，应采用较小直径的铣刀（图1-161），铣刀直径小于圆弧半径的1.5倍；而且应降低进给速度30%，防止产生扎刀或振动。

图1-161 小直径铣刀走圆角路径