你是否遇到过下列几种情况?
振纹相信每个人都对工件上的振纹痛心疾首,但却又无可奈可。其实减少振纹的出现要从源头避免,尽量在切削工件时避免振动。反之,当出现振纹的时候可以从这些方面考虑:
切削振动的原因
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:
- 包括刀具在内的工艺系统刚性不足,导致其固有频率低
- 切削产生了一个足够大的外激力;
- 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
切削振动的三个分类
声音图片
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中频振动类似汽车
类似鱼鳞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
类似鱼鳞但是之间的波纹很大又平缓大型结构工件产生自振,如大的壳体,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
解决办法
当振动不严重时,用调整切削参数的方法,一般的调整方法如下:
【只对切削振动不严重的刀具可能有效】
- 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。
当振动严重时,主要从四个方面考虑减振:
- 降低切削力
- 应对系统刚性差
- 提高刀具系统的刚性
- 刀具减振
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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)比化学涂层(CVD或 MTCVD)的刃口更锋利。
- 使用正前角和大后角的刀片配以轻快的断屑槽
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。
- 切深一定时,使用小的刀尖圆弧半径
2、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°径向切削力越大,刀杆振动越大。
- 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,通常长杆的悬伸倍的刀杆直径,我们推荐使用轴向进刀的插铣方法。
- 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等等。
- 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 CoroMi1390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。
- 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。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板类零件的振动
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
- 改善刀杆的夹持方法
4、减振方法
- 提高刀具的动态刚性
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