加工过程中出现振动时，应优先调整哪些参数？
在加工过程中出现振动或颤振，是切削过程发生动态不稳定的直接信号，必须立即处理。若放任不管，会严重破坏表面粗糙度、大幅缩短刀具寿命，并影响尺寸精度。当出现颤振时，需要通过系统化的参数调整来解决，其核心目标是打破刀具与工件之间的“共振关系”。以下调整顺序是一套经过验证的快速、有效抑制振动的方法。
1. 首选且见效最快的调整：提高进给速度
这往往是最直接、最有效的解决方案。
原理解析： 颤振通常发生在刀具“摩擦”而不是“切削”材料时，即单位进给量（每齿进给量）不足。提高进给速度（IPT，每齿进给量）可以形成更厚的切屑，从而增加切削力、降低振动，并改变切削频率，使其远离系统的共振频率。
具体做法： 第一步可直接将进给速度提高20–30%。观察切屑形态，理想状态是切屑更厚、更结实。切削声音应由尖锐的“尖叫声”转为更低、更稳定的“撕裂声”。同时需注意不要超出刀具制造商的推荐值，以避免刀具过载损坏。
2. 第二步调整：减小径向切宽（步距）
如果提高进给后颤振仍未消除，问题很可能来自径向吃刀量过大。
原理解析： 较大的步距（例如等于或超过刀具直径的50%）会产生很高的径向切削力，尤其是在长悬伸刀具或薄壁零件上，更容易激发振动。减小径向切宽可以显著降低侧向力和刀具偏摆趋势，从而抑制颤振。
具体做法： 精加工时，可将步距减小到刀具直径的5–10%；粗加工若原本为50%直径，可尝试降至30–35%。这是高速加工（HSM）策略的核心原则之一：通过低径向吃刀量配合高进给，在维持效率的同时有效避免颤振。
3. 第三步调整：改变主轴转速
改变主轴转速，即是在改变切削力的作用频率。
原理解析： 颤振本质上是共振现象。略微调整主轴转速（RPM），就能将切削频率移出当前的共振“甜区”，从而消除振动。
具体做法： 在提高进给、减小径向切宽仍无效的情况下，可尝试将主轴转速在原基础上上下调整10–15%。有时适度降低转速有帮助，但很多情况下适度 提高 转速更有效，因为这可能将切削过程带入更稳定的区间。许多现代数控系统配备了“颤振检测”功能，能够自动进行此类调整。
若以上调整仍无效：从根本上优化刚性与系统配置
如果仅靠参数调整仍无法解决颤振，问题很可能出在现场装夹与系统刚性上。
提高系统刚性：
刀具： 使用尽可能短、直径尽可能大的刀具。悬伸过长的刀具就像“音叉”一样易产生共振。将刀具悬伸缩短20%，刚性往往可提升一倍以上。
工件装夹： 确保工件夹紧可靠。对于薄壁零件，可使用专用夹具或在腔体中填充低熔点合金等介质，以提供额外阻尼与支撑。
刀柄： 选用高精度、高刚性的刀柄，如液压刀柄或热缩刀柄，而非普通弹性夹头，以获得更强夹持力和更小偏摆。相关多轴加工中，我们会在多轴加工服务中综合考虑这类因素。
调整刀具几何： 选用变齿距或变螺旋角刀具。这类刀具通过让每个齿在不同时间点啮合材料，打散原本规则的振动模式，从而有效抑制谐振积累。
重新评估加工策略： 对于问题特征区域，可考虑改变刀路策略。例如采用回旋铣削刀路，保持恒定且较低的径向吃刀量，对槽类和腔类加工中的颤振抑制尤为有效。
总结：调整优先级顺序
第一步： 提高进给（IPT），增加切屑负荷以削弱振动。
第二步： 减小径向切宽（Ae），降低径向切削力。
第三步： 调整主轴转速（RPM），使切削频率远离共振区。
第四步： 从刀具长度、装夹方式、刀柄类型等方面提升系统刚性。
通过遵循这一结构化的排查与调整顺序，可以高效诊断并消除加工中的振动问题，从而实现专业精密加工服务所要求的高质量结果。这一方法在我们应对高难度材料与复杂几何时尤为重要，因为在这些场景中，工艺稳定性就是产品可靠性的前提。
