铣削振动分析和解决方案
铣削振动的分析和解决方案 PPT
如果镗刀的刀尖产生160公斤的切削力，直径32毫米的
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镗刀杆悬伸320毫米时产生的刀杆前端弹变为1.6毫米
提高刀杆的静态刚性(StaticToughness)
这样的刀片在镗削或铣削中的切削
pos. 楔入角最小，切削当然轻快。在车 削与镗削中，7度和11度后角是最
常见的刀片，刀片为螺钉夹持的最
neg..
多；在20mm以下的孔镗削中，即便
不存在振动问题，也通常选择11度
后角的刀片，例如山特维克可乐满
的TPMT,DPMT,VCEX的刀片（V型刀
片后角为7度或11度）。后角以7或
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2、如何应对系统刚性差—— 薄壁工件的铣削用90度主偏角的刀具。
薄壁工件铣削发生振动的原因完全来自于工件，这种工件 一般是箱式或者碗式零件。
改善工件夹持。如：增加合适的辅助支撑点，在夹具和机 床工作台面之间加装一层木板，用粗大的橡皮条或者弹簧 勒在壳体的外面，在箱体内部充满湿沙子等等，奇思妙想 不一而足。
铣削
通用的 HRC40 以上的合金钢刀杆，刀杆从主轴端部向外悬深 与刀杆直径比大于 3 到 4； 模块化刀杆的模块接口磨损影响定位或者接口类型不适合铣削 加工； 刀杆的模块化接口之间拉紧力不够。
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切削振动的三个分类
似起皱的丝绸
小直径细长刀杆或者薄壁工件 进行高转速切削
被定义为细长轴的零件外圆车削，通常由尾部顶尖支撑但是没 有跟刀架
内孔车、镗削
通用的 HRC40 以上的合金钢刀杆，刀杆夹持悬深与刀杆直径 比大于 4； 同时刀杆夹紧采用螺拴侧压，定位采用 V 型铁或孔柱间隙配 合； 刀尖偏离孔中心线 0.1mm 以上。
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机夹刀片车镗刀与铣刀的切削振动条件
减小数控铣床切削振动的十二种方法
减小数控铣床切削振动的十二种方法数控铣床有分为不带刀库和带刀库两大类。
其中带刀库的数控铣床又称为加工中心。
接下来，小编为大家分享减小数控铣床切削振动的十二种方法，希望对大家有帮助!1.对于细长刀杆的锐刀的键削，或者细长轴的外圆车削，使用90。
主偏角的刀具有利于消振。
无论是外圆车刀车削细长轴，还是细长刀杆的键刀幢孔，总是90。
,主偏角的刀具产生的径向切削力最小.同时刀片刃口产生的轴向力最大。
2.对于细长杆的铣刀，圆刀片铣刀最有利于消振。
铣刀与搅刀相反，主偏角越接近90。
，径向切削力越大几刀杆振动越大。
所以数控铣床在模具深孔型腔的面铣削加工中，通常选用45。
主偏角铣刀，如果切深小于I mm.常采用圆刀片铣刀或球刀。
3.数控铣床使用细长杆立铣刀铣削深型腔时。
常采用插铣方式。
插铣就是刀具像钻头一样轴向进刀，当铣削深的型腔时.通常长杆的悬仲大于3 倍的刀杆直径.我们推荐使用轴向进刀的插铣方式。
但是立铣刀刀片刃口有一定宽度的径向切削刃.刀具供应商有技术资料证明该刀其在插铣时的最大吃刀宽度。
4.在薄壁工件的铣削加工中.发生振动的原因完全来自于工件，这种工件被称为箱式或者碗式零件(box like or bowl like shape workpiece)。
由于振动来自于工件本身.那么在处理这类零件的铣削加工时，主要是以改善工件的夹持为主。
5.在内孔镗削时，刀片刃形角越小越好.这样副主偏角很大，副刃口与被加工面的颤动接触区小，颤动很难转为振动.副切削刃挤屑的机会也小。
6.若面铣刀采用疏齿不等距铣刀，则可减小铣削振动。
这里齿是。
工业机器人铣削加工振动研究
工业机器人铣削加工振动研究工业机器人铣削加工振动研究摘要：随着工业机器人在制造业的广泛应用，研究如何降低机器人在铣削加工过程中的振动对提高加工质量和效率具有重要意义。
本文通过实验研究和模拟分析，探讨了工业机器人铣削过程中的振动特性，分析了振动对加工质量的影响，并提出了一些改进措施，旨在提高工业机器人铣削加工的稳定性和效率。
一、引言工业机器人在制造业中的应用已经实现了从简单重复任务到复杂加工操作的转变。
在铣削加工中，机器人的振动问题成为制约加工质量和效率的重要因素。
虽然现有研究已经取得了一定的成果，但是仍存在许多问题需要深入研究。
二、试验研究本实验选择一种常见的工业机器人进行铣削加工试验，通过检测机器人在加工过程中的振动情况，了解机器人的振动特性。
实验结果显示，机器人在加工的不同位置和不同速度下存在较大的振动。
三、振动对加工质量的影响振动会直接影响到铣削加工的质量。
首先，振动会导致加工表面的粗糙度增加，从而降低加工质量。
其次，振动还会导致刀具与工件之间的相对位置发生变化，进而引起零件尺寸的偏差。
此外，振动还会导致刀具切削力的波动，增加加工过程中的能耗和刀具磨损。
四、改进措施为了降低机器人在铣削加工过程中的振动，可以从以下几个方面进行改进：1. 优化机器人的姿态控制：通过优化机器人的运动轨迹和加工参数，减小机器人的加速度和转动惯量，降低振动的产生。
2. 选择合适的铣削刀具：选择合适的刀具材料和几何结构，提高切削性能，减小切削力波动对振动的影响。
3. 加强机器人的结构刚度：通过优化机器人的结构设计和材料选择，提高机器人的刚度和抗振能力。
4. 应用主动振动控制技术：利用主动振动控制技术对机器人进行振动补偿和控制，降低振动对加工质量的影响。
五、结论通过实验研究和分析，我们对工业机器人在铣削加工中的振动特性进行了研究。
实验结果表明，机器人的振动对加工质量有着直接影响。
为了降低振动对加工质量的影响，我们提出了一些改进措施，包括优化机器人的姿态控制、选择合适的切削工具、加强机器人的结构刚度和应用主动振动控制技术等。
机械加工中机械振动的原因解析与应对
机械加工中机械振动的原因解析与应对随着工业技术的不断发展，机械加工已成为现代生产中不可或缺的重要环节。
然而在机械加工过程中，经常会遇到机械振动的问题，这不仅会影响加工质量，还有可能引发安全事故。
了解机械振动的原因和有效应对是非常重要的。
一、机械振动的原因解析1.不稳定的加工条件在机械加工过程中，如果加工条件不稳定，比如切削速度、切削深度、进给速度等参数没有得到合理控制，就会引起机床工作状态的不稳定，从而产生振动。
2.机床结构设计不合理机床是机械加工的主要设备，如果机床的结构设计不合理，会导致刚性不足、固定件松动等问题，使得在加工过程中产生振动。
3.切削刀具磨损切削刀具是机械加工中常用的工具，如果刀具磨损严重或者安装不良，就会引起加工过程中的振动。
4.工件材料变形在加工过程中，由于工件材料自身性能的变化，也有可能引起机械振动。
5.进给系统问题进给系统的性能不稳定、传动链条出现松动等问题，会导致机床在工作时的振动。
刀具在加工时，间歇切削会引起刀具的振动，影响加工质量。
二、机械振动的应对措施1.合理选择切削工艺参数在机床的结构设计上，要注重刚性的设计和加强工装的固定，确保机床在加工过程中稳定性。
加强机床的维护保养工作，及时发现并解决机床结构问题。
3.切削刀具的选择和维护合理选择切削刀具，并确保刀具的安装正确、刃磨合适，定期进行刀具的维护和更换工作。
选择质量稳定的工件材料，对材料性能进行精密测试和处理，以减少因材料变形引起的机械振动。
对进给系统进行定期的检查和维护工作，确保传动链条、导轨等部件的稳定性和耐磨性。
6.刀具间歇切削的解决方法对于刀具间歇切削引起的问题，可以采用提高刀具速度、增加刀具的刚度等方法来减少刀具的振动。
三、结语在机械加工中，机械振动是一个常见问题，如果不能得到及时合理的处理，会对加工质量和安全性造成很大影响。
加强对机械振动原因的分析和应对措施的研究非常重要。
通过合理选择加工条件、加强机床结构设计和维护、切削刀具的选择和维护、工件材料处理、进给系统的维护以及解决刀具间歇切削等措施，可以有效减少机械振动的发生，提高机械加工的质量和效率。
床身铣床的振动模态分析与控制
床身铣床的振动模态分析与控制摘要：床身铣床是现代机械加工中常用的一种设备，其振动特性对加工质量和机械寿命具有重要影响。
因此，对床身铣床的振动模态进行分析与控制是必要的。
本文将介绍床身铣床的振动模态分析方法，包括理论分析和实验分析，并探讨振动控制技术的应用。
一、引言床身铣床是工件在加工时产生振动的重要来源之一。
如何降低机床的振动，提高加工质量和工件表面光洁度是现代机械加工领域的关键问题之一。
床身铣床的振动模态分析与控制成为解决这一问题的重要手段之一。
二、床身铣床的振动模态分析方法1. 理论分析方法（1）有限元分析法：利用有限元方法建立床身铣床的结构模型，通过求解其特征值和特征向量，得到床身铣床的振动特性。
（2）模态试验分析法：通过对床身铣床进行模态试验，利用频率响应函数和模态参数识别方法，获得床身铣床的振动模态。
2. 实验分析方法（1）激振法：通过在床身铣床上施加外力激发振动，测量振动响应，进而识别出床身铣床的振动模态。
（2）激光干涉法：利用激光干涉技术测量床身铣床的表面位移分布，通过分析位移频谱和共振频率，得到床身铣床的振动模态。
三、床身铣床的振动控制技术1. 主动控制主动振动控制是通过在床身铣床上施加控制力对振动进行控制。
常见的主动振动控制方法包括：伺服驱动控制、力矩控制、电液伺服控制等。
这些方法能够实时感知床身铣床的振动状态，通过反馈控制技术对振动进行抑制。
2. 被动控制被动振动控制是通过改变床身铣床的结构或增加振动吸收材料等 passively 来降低振动。
常见的被动振动控制方法包括：隔振控制、阻尼控制、能量吸收控制等。
这些方法通过改变床身铣床的传递特性，减少振动的传播和能量损失。
3. 半主动控制半主动振动控制是主动控制和被动控制的结合，利用主动控制技术和被动控制技术相结合来实现振动控制。
常见的半主动振动控制方法包括：阻尼控制、智能材料控制等。
这些方法通过智能调节材料的特性或控制方式，实现对床身铣床振动的实时调控。
机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨
机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨【摘要】机械加工中的振动问题是一项常见而重要的挑战，振动不仅会影响加工质量和工件精度，还会降低生产效率和延长加工周期。
本文首先分析了机械振动的成因，包括切削力、刀具不平衡和机床结构等问题。
然后探讨了解决振动问题的措施，如使用平衡刀具、提高机床刚度、优化切削参数和使用减振设备等方法。
最后总结了振动问题的解决方法，展望了振动控制技术的发展前景，并强调了振动控制对机械加工的重要性。
通过本文的学习，读者将更深入地了解机械振动问题及其解决方法，提高加工质量和效率。
【关键词】机械加工，机械振动，切削力，刀具平衡，机床结构，振动问题解决，刚度，减震性能，控制切削参数，优化加工工艺，减振设备，隔振装置，振动控制技术，发展前景，重要性。
1. 引言1.1 介绍机械加工中的振动问题在机械加工中，振动是一个普遍存在的问题，它直接影响着加工质量和工件精度。
振动会导致切削力不稳定，进而影响刀具的切削性能，造成加工表面粗糙度增大、形状偏差加大，甚至使工件破裂。
振动还会加速刀具的磨损，降低加工效率，增加生产成本。
振动问题的严重性不容忽视，需要引起机械加工行业的高度重视和关注。
解决振动问题不仅可以提高加工质量和工件精度，减少损耗和成本，还可以提升机械加工的稳定性和可靠性，提高生产效率。
探讨机械振动问题的成因及解决措施，对于提升机械加工的水平和质量具有重要意义。
通过深入分析振动问题的根源，寻找针对性的解决方法，不仅可以改善加工质量，提高工件精度，还可以推动振动控制技术的进步，促进机械加工行业的发展。
1.2 阐述振动对加工质量和工件精度的影响振动是机械加工过程中常见的问题，它直接影响着加工质量和工件精度。
振动会导致切削过程不稳定，使得工件表面出现凹凸不平的情况，从而影响加工表面的光洁度和精度。
在高速加工过程中，振动还会导致刀具磨损加剧，加工精度降低，甚至加速机床的磨损，降低机床的使用寿命。
振动还会影响加工中切屑的形成和排除。
数控机床切削时振动的消减方法探讨
数控机床切削时振动的消减方法探讨数控机床是现代加工制造中的一种重要设备，其高精度、高效率的工作能力使其在各个领域都有广泛的应用。
然而，由于加工中的摩擦、磨损、材料切削等因素，机床会产生振动，这会造成工件的尺寸误差和表面质量问题，影响加工效率和质量。
因此，消减机床振动成为了数控机床加工中一个重要的问题。
在本文中，我们将探讨数控机床振动的成因以及对于这种振动的消减方法。
一、机床振动的成因机床振动的成因非常复杂，主要有以下几个方面：1. 外力影响。
外部的振动力瞬时作用于机床上，例如工件的非均匀切削力、刀具磨损、夹具不平、机床的基础失稳等，都会导致机床振动。
2. 自激振动。
也称为共振振动，当机床某些结构的固有频率与激振频率相同时，会发生共振振动。
3. 不稳定共振。
当机床在高速运动中，由于惯性力的作用，机床变形过大，导致机床失稳而产生振动。
4. 切削系统的非线性特性。
切削过程中，切屑反复碰撞刀具和工件，产生了一种非线性的动载荷，这种载荷会引起机床非线性振动。
消减机床振动的方法，根据机床振动成因的不同，可以有多种方案。
下面我们将主要介绍以下几种方法：1. 增加机床刚性。
机床刚性越高，机床振动产生的概率就越小。
因此，可以通过在机床的主结构上增加材料厚度、进行加强筋加固、调整机床基础使之更加稳定等方式来增加机床的刚性。
2. 改善刀具精度。
刀具磨损不仅会影响切削加工的质量，而且会造成机床振动。
因此，保持刀具的精度和减少刀具磨损可以有效地减少机床振动。
3. 增加附加阻尼器。
安装附加阻尼器可以有效地吸收机床振动能量，并将其转换成热量等形式散发给环境，从而达到减少机床振动的目的。
例如，振动吸收器、纸制软节套等都可以起到很好的降振效果。
4. 优化切削参数。
不同的材料和加工方式需要设置不同的切削参数，通过优化切削参数可以使切削过程更加平稳，减少振动的产生。
5. 使用主动振动控制技术。
主动振动控制技术是一种通过控制系统使机床结构在切削过程中自适应地减少振动的方法。
铣削振动的分析和解决方案
刀具在切削工件时发生振动需要有下面三个条件同时存在：
1、包括刀具在内的工艺系统刚性不足，导致其固有频率低； 2、切削产生了一个足够大的外激力； 3、这个外激力的频率与工艺系统的固有频率相同，随即产生共振。
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机夹刀片车镗刀与铣刀的切削振动条件
机加工描述 产生振动的极限条件
外圆车削
被定义为细长轴的零件外圆车削，通常由尾部顶尖支撑但是没 有跟刀架
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3、提高刀具系统的刚性——
选用好的刀具接口
加工中心的传统7:24刀柄系统在长悬臂 刀具加工时的抗振性能不如HSK和BigPlus刀柄。 加工中心的回转刀具(Rotating Tools)分 为整体式刀柄和模块式组合刀柄两种 ，模块式刀柄不一定比整体式刀柄的 刚性差，只要刀柄的模块化接口是先 进的短锥大端面双定位面系统，山特 维克可乐满的Capto刀柄模块系统是其 中的代表，它的+/2um的重复定位精度 和完美的抗弯与抗扭特性使刀柄系统 刚性得以保持，因为良好的组合性， 倒锥型刀柄最大限度的提高了铣镗刀 具的抗弯性能，并且为可乐满的多家 竞争对手选为自己的刀具接口。
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振动不严重时，用调整切削参数的方法。
调整切削参数只对切削振动不严重的刀具可能有效。 一般的调整方法如下：
降低刀具或者工件的回转速度；
减小切深并提高铣刀的走刀量； 内螺纹的车削产生振动，可将完成螺纹车削的进刀步骤减少1至2刀。
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从四个方面考虑减振：
1. 降低切削力； 2. 应对系统刚性差； 3. 提高刀具系统的刚性； 4. 刀具减振。
铣削
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切削振动的三个分类声音 加表面质量 产生条件小直径细长刀杆或者薄壁工件 进行高转速切削 中等直径铣刀杆中低转速，刀 杆长径比超过 5，刀杆振动
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这样的刀片在镗削或铣削中的切削楔入角最小，切削当然 轻快。在车削与镗削中，7度和11度后角是最常见的刀片 ，刀片为螺钉夹持的最多；在20mm以下的孔镗削中，即 便不存在振动问题，也通常选择11度后角的刀片，例如山 特维克可乐满的TPMT,DPMT,VCEX的刀片（V型刀片后角 为7度或11度）。后角以7或11度后角刀片为主要推荐，因 为它们是ISO标准刀片，不同厂家的刀片可以互换；
1、降低切削力——
切深一定时，使用小的刀尖圆弧半径。
比如刀片的刀尖角为0.8mm不变时，随着刀片切 深的增加，细长的镗刀或铣刀杆振动倾向在切 深ap和刀尖圆弧半径（r=0.8mm)相等时最大， 当切深ap大于刀尖半径r后，刀杆的振动反而被 抑制；
图中的R代表镗杆的弹变，可以看出当切深ap 与等于刀尖圆弧半径时弹变最大，而且随着切 深增加弹变不会再增加，因为径向切削力FCN 在ap=r时最大，ap再增加只会增加轴向抗力，而 轴向抗力不是细长刀杆产生振动弹变的原因， 反过来还会使刀杆保持稳定。
3、提高刀具系统的刚性——
提高刀杆的静态刚性。
最为简单明了的做法是加大刀杆的直径，将外伸刀杆的悬伸做到最短 如果镗刀的刀尖产生160公斤的切削力，直径32毫米的镗刀杆悬伸320毫米时产生的刀杆
前端弹变为1.6毫米，是同样这根刀杆悬伸128毫米时产生弹变的16倍！ 如果镗刀的刀尖产生160公斤的切削力，直径32毫米的镗刀杆悬伸320毫米时产生的刀杆
中频振动 类似汽车 类似鱼鳞
笛声
中等直径铣刀杆中低转速，刀 杆长径比超过 5，刀杆振动
低频振动 类似蛙鸣
大型结构工件产生自振，如大
类似鱼鳞但是之间的波 纹很大又平缓
的壳体.若是刀杆同时振动，可 能是刀头过重而且刀杆连接部 位配合不好，同时刀杆总长超
长，转速通常在 100 转以下
振动不严重时，用调整切削参数的方法。
1、降低切削力——
使用锋利的刀片。
非涂层刀片通常比涂层刀片要锋利 即便是涂层刀片，物理涂层（PVD
）也比化学涂层（CVD或MTCVD） 的刃口更锋利 判断刃口的锋利度可以从它在指甲 盖上是否划出成形的屑来判断
刃口的钝化半径通 常在35u到75u之间
1、降低切削力——
使用正前角和大后角的刀片配以轻快的断屑槽。
调整切削参数只对切削振动不严重的刀具可能有效。 一般的调整方法如下： 降低刀具或者工件的回转速度； 减小切深并提高铣刀的走刀量； 内螺纹的车削产生振动，可将完成螺纹车削的进刀步骤减少1至2刀。
从四个方面考虑减振：
1. 降低切削力； 2. 应对系统刚性差； 3. 提高刀具系统的刚性； Байду номын сангаас. 刀具减振。
薄壁工件的铣削用90度主偏角的刀具。
薄壁工件铣削发生振动的原因完全来自于工件，这种工件一般是箱式或者碗式零件 。
改善工件夹持。如：增加合适的辅助支撑点，在夹具和机床工作台面之间加装一层 木板，用粗大的橡皮条或者弹簧勒在壳体的外面，在箱体内部充满湿沙子等等，奇 思妙想不一而足。
在铣削薄腹板时，推荐使用90度面铣刀以减小对腹板的轴向切削力。 90的主偏角铣 刀比如CoroMill390刀体，配以轻快的切削刃口刀片和正前角槽型的刀片，切削力最 为轻快。
2、如何应对系统刚性差——
细长杆立铣刀铣削深型腔时，采用插铣。
插铣就是刀具象钻头一样轴向进刀。 当铣削深的型腔时，通常长杆的悬伸 大于3倍的刀杆直径，我们推荐使用轴 向进刀的插铣方法。立铣刀刀片刃口 有一定的径向切削刃，刀具供应商能 提供此刀具在插铣时的最大吃刀宽度 。
2、如何应对系统刚性差——
车刀片适用于镗削加工，现代机夹车刀片按照粗精加工分 为不同的断屑槽槽型，比如像可乐满刀片槽型 PF,KM,MF,KR等，其中的第二位表示刀片适合的加工，F 表示Finishing为精加工，这是适合做减振镗削的刀片，当 然刀片应该配以刃口耐冲击的材质才可以，比如PF-
4225,PF-4035,WK-4225等等。
机夹刀片车镗刀与铣刀的切削振动条件
机加工描述
产生振动的极限条件
内螺纹车削
通用的 HRC40 以上的合金钢刀杆，刀杆夹持悬深与刀杆直径 比大于 3； 刀杆夹紧采用螺拴侧压，定位采用 V 型铁或孔柱间隙配合。
内孔槽的车削 或镗削
通用的 HRC40 以上的合金钢刀杆，刀杆夹持悬深与刀杆直径 比大于 2； 刀杆夹紧采用螺拴侧压，定位采用 V 型铁或孔柱间隙配合。
铣削
通用的 HRC40 以上的合金钢刀杆，刀杆从主轴端部向外悬深 与刀杆直径比大于 3 到 4； 模块化刀杆的模块接口磨损影响定位或者接口类型不适合铣削 加工； 刀杆的模块化接口之间拉紧力不够。
切削振动的三个分类
声音
加工表面质量
产生条件
高频啸叫 类似哨音
类似起皱的丝绸
小直径细长刀杆或者薄壁工件 进行高转速切削
2、如何应对系统刚性差——
细长杆的铣刀，圆刀片铣刀最有利于消振。
铣刀与镗刀相反，主偏角越接 近90度径向切削力越大，刀杆 振动越大。所以在模具深孔型 腔的面铣削加工中通常选用45 度主偏角铣刀，如果切深小于 1mm常采用圆刀片铣刀或者球 刀。
R200铣刀直径80mm，刀片直径16mm，PM槽型， 4030刀片材质，切深2mm，每齿走刀0.3mm, 铣宽 60mm，铣削速度180m/min铣削，HB220的45钢， 无 任何振动。
2、如何应对系统刚性差——
铣削力的方向与工件的夹持力方向一致。
合理安排走刀的工艺路线对于铣削加 工非常重要。
铣削有顺铣和逆铣之分，传统的铣削 理论将逆铣有利于减少铣削振动，其 实是指有利于抑制丝杠的间隙产生的 振动。如今的铣削设备大都安装了滚 珠甚至滚柱丝杠，所以逆铣消振的意 义不大。
无论是顺铣还是逆铣只要铣削力的方 向与工件的夹持方向一致就有利于消 除弯板类零件的振动。
机夹刀片车镗刀与铣刀的切削振动条件
机加工描述
产生振动的极限条件
外圆车削
被定义为细长轴的零件外圆车削，通常由尾部顶尖支撑但是没 有跟刀架
内孔车、镗削
通用的 HRC40 以上的合金钢刀杆，刀杆夹持悬深与刀杆直径 比大于 4； 同时刀杆夹紧采用螺拴侧压，定位采用 V 型铁或孔柱间隙配 合； 刀尖偏离孔中心线 0.1mm 以上。