加工中出现振动时应如何应对？

加工振动（颤振）是刀具与工件之间产生的一种自激振荡现象，会严重影响表面光洁度、尺寸精度和刀具寿命，甚至可能损坏机床。要有效抑制这种现象，需要系统性地识别振动源并采取纠正措施，以提升整个系统的动态刚性。

立即排查与振源识别

第一步是诊断振动类型。强迫振动是由外部周期性力引起的，例如刀具夹头不平衡、主轴轴承磨损或间断切削。而自激颤振更为常见，它源自切削过程与机床-刀具-工件系统结构动力学之间的相互作用。当振动导致切屑厚度周期性变化并形成反馈回路时，会不断增强振幅，从而产生颤振。

应从最容易接触的部件开始检查。确保并紧固所有夹具与工装，包括工件、虎钳、托盘及刀具夹持部分。若工件支撑不足，就会像鼓膜一样容易振动。对于薄壁或复杂结构的零件，可考虑使用真空吸盘或低熔点合金等专用夹具来提供全面支撑。在我们的一站式服务中，我们常为复杂零件定制专用夹具，以确保从原型制作到量产阶段的最大刚性。

纠正措施：参数与刀路调整

调整切削参数往往是最直接的解决方案。最有效的方法是改变主轴转速。颤振通常在特定共振频率下发生，大幅调整速度（提高或降低）即可使工艺脱离不稳定区。如果机床具备“主轴转速变化”功能，可通过不断调节转速来打破共振循环。

同时调整进给量与切削深度也十分关键。减少径向切深（步距）通常比降低轴向切深更有效，因为这能减小刀具参与角，降低激振切削力。相反，适度增加进给量有时也有助于形成更厚的切屑，从而增强阻尼效果。对于采用多轴加工服务的复杂零件，可使用回旋或动态刀路以保持恒定刀具参与率，避免高参与角区域，从而几乎完全消除颤振。

刀具与刀柄策略

刀具选择至关重要。为提高刚性，应始终选用刀具伸出量最短、直径尽可能大的刀具。刀柄连接同样关键，热胀刀柄与液压刀柄相比普通弹性夹头具有更强夹持力与更好阻尼性能。对于问题严重的情况，可使用带内部质量-弹簧系统的阻尼刀柄，以在特定频率下抵消振动。

选择具有不等齿距或可变螺旋角的刀具设计，可以打破共振反馈，使每齿切削时相位不同，从而阻止振动能量的积累。这是在我们CNC铣削服务中加工钛合金或Inconel等易颤振材料时的标准做法。

工件与机床刚性优化

若振动仍未消除，问题可能来自工件材料或机床本身。对于细长特征，可增加牺牲支撑结构，在最后一道工序中再将其去除，以临时提升刚性。确保冷却液有效应用同样重要，高压冷却系统能帮助打断切屑，防止其被重复切削引发振动。

最后，若机床主轴轴承磨损或整体刚性不足，可选择进一步降低切削参数；若零件质量要求极高（如在精密加工服务中），则应将加工转移至刚性更强的设备上。颤振引起的应力还可能削弱零件寿命，因此有时需进行CNC加工热处理以消除应力，或采用PVD涂层保护可能因振动产生微裂纹的表面。