При обработке заготовок на станках иногда возникают периодические колебательные движения (вибрации) элементов системы СПИД: станок – приспособление – инструмент – деталь.При этом теряется ее устойчивость: колебания инструмента снижают качество обработанной поверхности (шероховатость возрастает; появляется волнистость); усиливается динамический характер силы резания, а нагрузки на движущиеся детали станка возрастают в десятки раз, особенно в условиях резонанса, когда частота собственных колебаний системы СПИД совпадает с частотой колебаний при обработке резанием. Стойкость инструмента, особенно с пластинками из твердых сплавов, при колебаниях резко падает. При наличии вибраций возникает шум, утомляюще действующий на людей. Они возникают под действием внешних периодических возмущающих сил вследствие прерывистости процесса резания, неуравновешенности вращающихся масс, погрешностей изготовления и сборки передач и ритмичности работы близко расположенных машин. Вынужд. колебания устраняют, уменьшая величину возмущающ. сил и повышая жесткость станка. Автоколебания (незатух. самоподдерживающйеся) системы СПИД создаются силами, возникающими в процессе резания. Возмущающая силасоздается и управляется процессом резания и после прекращения его исчезает. Причинами автоколебаний являются изменения сил резания, трение на рабочих поверхностях инструмента, площади поперечного сечения срезаемого слоя металла; образование наростов; упругие деформации заготовки и инструмента.
---- Возникновение автоколебаний можно предупредить, изменяя режим резания и геометрию инструмента, правильно устанавливая заготовку и инструмент на станке, а также обрабатывая заготовки на больших скоростях резания. Для этого повышают жесткость технологической системы СПИД, станков и инструмента; уменьшают массы колебательных систем, особенно массу заготовки; применяют виброгасители; динамические, упругие, гидравлические и другие вибросистемы. +++ Вибрации положительно влияют на процесс резания и качество обработанных поверхностей из труднообрабатываемых материалов. В процессе обработки создаются искусств. колебания инструмента с регулируемой частотой и заданной амплитудой в определенном направлении. Источниками искусственных колебаний служат механические вибраторы или высокочастотные генераторы. Частота колебаний 200–20000 Гц, амплитуда колебаний 0,02–0,002 мм. Выбор оптимальных амплитуд и частоты колебаний зависит от технологического метода обработки и режима резания. Колебания задают по направлению подачи или скорости резания. Вибрационное резание по сравнению с обычным имеет следующие преимущества: обеспечивает устойчивое дробление стружки из отдельные элементы, снижает сопротивление металла деформированию и эффективную мощность резания. При вибрационном резании не образуются нарост на режущем инструменте и заусенцы на обработанной поверхности, однако в некоторых случаях стойкость инструмента несколько снижается.
