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。 + N) \& `: p( M+ m& b2 d5 \* `3 g' L
01 切削刀具 # @7 l \9 r# O# C* i0 H( f
1)对于面铣,必须考虑切削力的方向:
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- 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1 N+ \# I$ a: M* H+ g
- {) L# \1 ]- L z
- 45°铣刀能够产生均匀分布的轴向力和径向力 x3 S9 S% ~. D
. O9 g: a1 d% D7 e7 n
- 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
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- `; Z1 U/ z% G* o( l* `
) b2 I% y' `5 H8 y* A7 T+ U' g0 p8 U# b( O @0 P1 O
2)为工序选择尽可能小的直径
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3)DC应比ae大20-50%
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4)选择疏齿和/或不等齿距铣刀 " w; Q7 F# S. T
5)重量轻的铣刀是有利的,例如采用铝合金刀体的铣刀
9 h% t# Q$ F( d/ N1 K3 j
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。
: w/ l# y- E- N+ w5 w7 T6 g. F/ Q
7 J! s3 ]7 {8 [' ?0 [) E
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02 刀柄
. ^8 M8 D9 u# A2 E$ F& Q
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。 9 V4 g. W/ m% k9 l/ @/ p6 J
1)使刀具总成保持尽可能高的刚性和尽可能短的长度 $ L2 P! [. k5 R0 x; f& Y
2)选择尽可能大的接杆直径/尺寸
4 R8 H9 I1 W, W; i
3)使用适合过尺寸铣刀的Coromant Capto®接杆,避免使用缩径接杆 2 |- H/ f9 h6 ^
4)对于小尺寸铣刀,如有可能,使用锥形接杆 9 h4 a0 I! v) I( I
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
1 g k4 ^" U8 [, i E& |
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 9 j0 p5 A: ?2 S& B8 K4 E8 Y' \
) v/ M% x: ~3 K: [$ C
0 M7 p$ N2 W- ^# E
过尺寸铣刀
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4 z* _! Q% P2 ?8 p! [
; c0 ?* |& N4 o _
务必使用尽可能短的刀具长度,陆续加长长度
4 g* b3 a' T* U, W
03 减振铣刀
) l( X$ l& r, C$ d
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。
5 r/ ]1 V5 I, N4 X/ ]
' ^" b$ U9 o8 m1 d: t7 S9 P7 h4 Y# T+ S4 \/ _
04 切削刃
& G4 I7 ^; E: C! w0 W! ~# P. c
要降低切削力:
: u2 h2 {: l; V1)选择具有锋利切削刃的轻载槽型-L和薄涂层材质 2 Z" {' W/ j3 h) C- {( h" K) j- l
2)使用具有小刀尖圆弧半径和小平行刃带的刀片 ; v+ K' Q. M& Y
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。 / x% g; g0 @ x6 _2 `# ]$ S
; L h; o1 O% t7 M+ |
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05 切削参数和刀具路径编程
7 o$ c( U. ^. K6 z
1)务必相对于铣削表面偏中心定位铣刀
0 Q, h5 Q) z$ r N
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
. |. X8 t! Y! M- x; [3 U& _
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
- y, [; M. D( X% |7 e$ N9 L
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 ! k* p0 l( M9 ]4 q' B8 w
, `( I! ] R* `3 T7 Y; A. |; p
( _9 o: f% L" f* b: Q
06 机床
3 W& w; }1 M1 D9 U2 {% w+ R
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。 ; W2 L( z2 ^4 h! w! n
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。
" _( I) V4 N! a+ o4 F9 `" D07 工件及其夹具 8 B( N9 R$ d3 {: b8 ^
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: }" R- e* E" l7 F$ S$ `) n! V( F
1)夹具应接近机床工作台 " W; @0 u( f1 S! M
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 ! |0 f# r6 H+ I8 a8 j4 k# `
3)避免沿着工件未受到充分支撑的方向加工
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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
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当夹具刚性较差时,使用朝向机床工作台的进给方向
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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。
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