在铣削中,可能因切削刀具、刀柄、机床、工件或夹具的局限性而产生振动。要减少振动,需要考虑一些策略。
2 Y/ X8 D- |# \' g
01 切削刀具 * h q6 ~# C3 g p+ V, t" Z$ |
1)对于面铣,必须考虑切削力的方向: ! s+ Y" j* u: i) Y# C& L( W
- 使用90°铣刀时,切削力主要集中于径向。在长悬伸工况下,这会使铣刀发生偏摆;但是,在铣削薄壁/振动敏感零件时,低轴向力是有利的
7 Q8 V, D( ]# C5 B2 ~4 y
0 |7 B* C1 h1 y5 ]2 w$ I* g- 45°铣刀能够产生均匀分布的轴向力和径向力
& v0 b, p0 h& y3 U+ b' B
# S( O: x/ @$ R- 圆刀片铣刀将大部分力沿着主轴向上引导,特别是在切深较小时。此外,10°铣刀将主要的切削力传递到主轴中,从而减少因长刀具悬伸而产生的振动+ B7 D$ s( ~" y& v* l
# ]) ~. X$ q9 i% I
) `6 N; f( j, Y$ E
) z% d" b+ x, l4 v# M# ?) a
2)为工序选择尽可能小的直径
8 _4 ~) {6 N5 Z( {) I1 K
3)DC应比ae大20-50%
6 `' l, w( i! X! x' c
4)选择疏齿和/或不等齿距铣刀 ) w& U s' A: Z# x3 N
5)重量轻的铣刀是有利的,例如采用铝合金刀体的铣刀
$ `$ c1 u) b2 P: I# {4 R* Y
对于不稳定的薄壁工件,使用大主偏角=小轴向切削力;在长刀具悬伸工况下,使用小主偏角 = 高轴向切削力。 & E' [) J- q Q3 C4 M/ V+ l6 ]
3 t, ?( T' W6 m) R8 f; a
' T- ]& z+ E' t% u' ]9 a
02 刀柄
1 s# p- t( m7 R/ {% r7 l% X- m! H
使用Coromant Capto®模块化刀柄系统能够组装出所需长度的刀具,同时保持高稳定性和最小跳动量。
: G* ~& r9 R/ u
1)使刀具总成保持尽可能高的刚性和尽可能短的长度
& n8 h3 R1 R% M" Y
2)选择尽可能大的接杆直径/尺寸 ) P' ?3 W3 G# ]- o& U7 n5 G. [
3)使用适合过尺寸铣刀的Coromant Capto®接杆,避免使用缩径接杆
" I# D' f9 d8 `4 S
4)对于小尺寸铣刀,如有可能,使用锥形接杆 3 l8 E* ]+ _4 Q7 G5 M B* _1 C8 H
5)在最后一次走刀位于零件深处的工序中,在预定位置改用加长刀具。根据每种刀具长度调整切削参数 / D& n9 w9 ?* z- p1 t
6)如果主轴转速超过20000 rpm,则使用经过动平衡的切削刀具和刀柄
& V, S! j2 W/ k$ X1 s3 M
& F! [- j. N: ?: h4 \+ L" ~% o! J* Q. ~+ C
过尺寸铣刀 + X; n' o3 ~" P" Q
" @9 S* i. G& A- [+ r/ t$ E" \2 S$ e3 A/ }# s4 |5 {9 W( ], Z
务必使用尽可能短的刀具长度,陆续加长长度 $ a+ _( {, {# w1 m% c+ t- y
03 减振铣刀
8 M9 X0 I/ O/ V7 j, \9 B6 W1 T
如果悬伸大于4倍刀具直径,则铣削振动趋势可能变得更明显,Silent Tools™减振铣刀能够显著提高生产率。 . J6 e, h" ?* Z
5 n4 B2 m! Y* O4 `8 Z5 D
0 z2 y; Z2 {( p& B0 G I- g! ?
04 切削刃 6 w% P+ |4 M+ o
要降低切削力:
4 W0 w/ a# _( ]+ f& Z/ c/ Z+ M1)选择具有锋利切削刃的轻载槽型-L和薄涂层材质 ' W. x0 o* A% s) @! U9 W+ l G
2)使用具有小刀尖圆弧半径和小平行刃带的刀片
0 M0 |% M) W0 |7 ?4 `4 v( t; \; [; F1 t
有时,可通过为系统增加更多阻尼来减少振动趋势。使用负前角更大的切削刃槽型和略微磨损的切削刃。
3 |" F* A* i1 |8 P2 f! h
( p' w0 B1 _- E0 m+ I9 e( |' X$ p r+ j9 s
05 切削参数和刀具路径编程 2 H; H: O! ^, B. o
1)务必相对于铣削表面偏中心定位铣刀 ) l0 U O( j6 q% w
2)对于KAPR 90°长刃铣刀或立铣刀,使用小径向切深 (最大ae = 25%×DC) 和大轴向切深 (最大ap = 100%×De ) 3)面铣时,使用小切深ap和高进给fz以及圆刀片或具有小主偏角的高进给铣刀
' W! }' _2 p% B
4)通过大圆弧走刀编程避免在拐角中出现振动,参见内拐角铣削 5 N* A+ e8 |! M0 K$ X- |0 g
5)如果切屑厚度变得过薄,则切削刃将剐蹭而不是切削,从而产生振动。在这种情况下,应增加每齿进给量
" M% K0 T, t% T3 i
# A( {, i- `9 v$ a" b* `5 h- X2 @' Q1 S1 v8 u
06 机床 % h2 H# n" _2 m K
机床状况可能对铣削振动趋势产生较大的影响。主轴轴承或进给机构过度磨损将导致较差的加工性能。谨慎选择加工策略和切削力方向,以充分利用机床稳定性。 ( H6 L0 h, } W4 \. _1 `
每个机床主轴都有易于振动的不稳定区域。稳定切削区域由稳定性图描述,并随转速的增加而增大。即使低至50 rpm的转速增幅也能使切削过程从振动的不稳定状态变为稳定状态。
, ?+ Y$ U1 i6 U5 U) V+ h' Z4 v07 工件及其夹具 ! c2 G# b7 p0 P( \
铣削薄壁/有底座的零件时以及/或者夹具刚性较差时,考虑以下几点:
6 \5 M0 g0 P7 F8 U- N3 O3 B
1)夹具应接近机床工作台 : h+ \8 D: _/ \1 L9 y
2)朝向机床/夹具强度最高的位置优化刀具路径和进给方向,以获得最稳定的切削条件
& x) n% i7 n+ L
3)避免沿着工件未受到充分支撑的方向加工 2 N* j" x: q: x' J' a
4)当夹具和/或工件在某个特定方向上的刚性较差时,逆铣能够减少振动趋势
# p4 ^) U0 X* S. C, I' ]; a
1 e) v. ^" ~$ o- k% Y+ o
/ ^4 j: d/ g, f8 Z% w
当夹具刚性较差时,使用朝向机床工作台的进给方向 & w% L0 K( C, C; e% ]5 }6 z( A( L8 B9 N
请注意,应以第二次切削切深的1/2执行第一次切削,以第三次切削切深的1/2执行第二次切削,以此类推。
) H- r3 M% C) r9 A5 r
2 T6 J5 Q( }2 J1 z
3 [0 c6 T% u$ X! z# {, j! L# o |