「金属加工」铝车轮加工出现振动，怎么办？( 二 )

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由表2和图2可知， 1阶模态为法兰及轮辐内侧部位的振动，振动方向沿法兰轴向， 2阶、3阶模态频率相近，均为轮辋靠近内轮缘部位的振动，振动模式为径向三角形振动， 4阶、5阶模态频率相近，也为轮辋靠近内轮缘部位的振动，振动模式为径向四边形振动， 6阶模态为轮辋靠近内轮缘部位的振动，振动模式为径向椭圆振动。
进一步可以发现， 2~6阶模态振型具有相似性，即轮辋靠近内轮缘部位振动较明显，这是由于该部位远离铝车轮夹紧部位，且轮辋壁厚较薄，整体刚性不足，在加工过程中易产生振刀现象。
（3）车削二序模态分析。车削二序的频率值如表3所示，模态振型图如图3所示。

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由表3和图3可知， 1阶、2阶模态频率接近，振型均为正面轮辐部位的振动，振动方向沿法兰轴向，二者具有相似性，只是径向部位相差90° 。 3~6阶模态频率接近，振型分别为轮辋中部沿各个方向的扭曲变形。
进一步可以发现，铝车轮在二序车削过程中，正面轮辐部位和轮辋中部属于薄弱环节，在现场加工过程中，铝车轮正面会出现刀纹不一致、表面质量差等问题，分析可知，这可能是由于刀具在切削过程中切削参数设置不当，加之切削表面的不连续性，引发系统振动所致。

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铝车轮切削振动的预防措施
由于切削振动产生原因的多样性，首先应找到引发振动的具体原因，进而采取相应的预防措施，从根源上减小切削振动对成品率的影响，具体的预防措施如图4所示，分别从机床、刀具、工件三个方面采取相应预防措施，保证加工前机床及刀具处于最优状态，尽量在加工前消除或减小发生振动的隐患，提高产品的成品率。

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结语
本文结合现场实际情况，对铝车轮振刀原因进行详细分析，并提出相应预防及解决措施，进一步利用有限元软件，对铝车轮夹紧状态下进行模态分析，获得了铝车轮在加工状态下的频率及振型分布，并指出了铝车轮加工过程易发生振动的薄弱部位，薄弱环节具体为车削一序的法兰及轮辋靠近内轮缘部位，车削二序的正面及轮辋中部位置。铝车轮切削加工过程的模态分析为铝合金车轮的结构设计及切削工艺优化提供了理论依据，同时提出铝车轮切削振动的预防及解决措施。
本文发表于《金属加工（冷加工）》2018年第10期46-48页，作者：中信戴卡股份有限公司，蔡卫民、于志远、郑尧、王亚军， _本文原题：《铝车轮切削加工振动及模态分析》。

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