淺析在CNC加工過程中如何減少振動的7大方面

在CNC銑削中，可能因切削刀具、刀柄、機(jī)床、工件或夾具的局限性而產(chǎn)生振動。要減少振動，需要考慮一些策略。

01 切削刀具

1）對于面銑，必須考慮切削力的方向：

a）使用90°銑刀時(shí)，切削力主要集中于徑向。在長懸伸工況下，這會使銑刀發(fā)生偏擺；但是，在銑削薄壁/振動敏感零件時(shí)，低軸向力是有利的b）45°銑刀能夠產(chǎn)生均勻分布的軸向力和徑向力c）圓刀片銑刀將大部分力沿著主軸向上引導(dǎo)，特別是在切深較小時(shí)。此外，10°銑刀將主要的切削力傳遞到主軸中，從而減少因長刀具懸伸而產(chǎn)生的振動

2）為工序選擇盡可能小的直徑3）DC應(yīng)比ae大20-50%4）選擇疏齒和/或不等齒距銑刀5）重量輕的銑刀是有利的，例如采用鋁合金刀體的銑刀

對于不穩(wěn)定的薄壁工件，使用大主偏角=小軸向切削力；在長刀具懸伸工況下，使用小主偏角 = 高軸向切削力。

02 刀柄

使用Coromant Capto模塊化刀柄系統(tǒng)能夠組裝出所需長度的刀具，同時(shí)保持高穩(wěn)定性和最小跳動量。

1）使刀具總成保持盡可能高的剛性和盡可能短的長度2）選擇盡可能大的接桿直徑/尺寸3）使用適合過尺寸銑刀的Coromant Capto接桿，避免使用縮徑接桿4）對于小尺寸銑刀，如有可能，使用錐形接桿5）在最后一次走刀位于零件深處的工序中，在預(yù)定位置改用加長刀具。根據(jù)每種刀具長度調(diào)整切削參數(shù)6）如果主軸轉(zhuǎn)速超過20000 rpm，則使用經(jīng)過動平衡的切削刀具和刀柄

過尺寸銑刀

務(wù)必使用盡可能短的刀具長度，陸續(xù)加長長度

03 減振銑刀

如果懸伸大于4倍刀具直徑，則銑削振動趨勢可能變得更明顯，Silent Tools減振銑刀能夠顯著提高生產(chǎn)率。

04 切削刃

要降低切削力：

1）選擇具有鋒利切削刃的輕載槽型-L和薄涂層材質(zhì)2）使用具有小刀尖圓弧半徑和小平行刃帶的刀片

有時(shí)，可通過為系統(tǒng)增加更多阻尼來減少振動趨勢。使用負(fù)前角更大的切削刃槽型和略微磨損的切削刃。

05 切削參數(shù)和刀具路徑編程

1）務(wù)必相對于銑削表面偏中心定位銑刀2）對于KAPR 90°長刃銑刀或立銑刀，使用小徑向切深 （最大ae = 25%×DC） 和大軸向切深 （最大ap = 100%×De）3）面銑時(shí)，使用小切深ap和高進(jìn)給fz以及圓刀片或具有小主偏角的高進(jìn)給銑刀4）通過大圓弧走刀編程避免在拐角中出現(xiàn)振動，參見內(nèi)拐角銑削5）如果切屑厚度變得過薄，則切削刃將剮蹭而不是切削，從而產(chǎn)生振動。在這種情況下，應(yīng)增加每齒進(jìn)給量

06 機(jī)床

機(jī)床狀況可能對銑削振動趨勢產(chǎn)生較大的影響。主軸軸承或進(jìn)給機(jī)構(gòu)過度磨損將導(dǎo)致較差的加工性能。謹(jǐn)慎選擇加工策略和切削力方向，以充分利用機(jī)床穩(wěn)定性。

每個(gè)機(jī)床主軸都有易于振動的不穩(wěn)定區(qū)域。穩(wěn)定切削區(qū)域由穩(wěn)定性圖描述，并隨轉(zhuǎn)速的增加而增大。即使低至50 rpm的轉(zhuǎn)速增幅也能使切削過程從振動的不穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)。

07 工件及其夾具

銑削薄壁/有底座的零件時(shí)以及/或者夾具剛性較差時(shí)，考慮以下幾點(diǎn)：

1）夾具應(yīng)接近機(jī)床工作臺2）朝向機(jī)床/夾具強(qiáng)度最高的位置優(yōu)化刀具路徑和進(jìn)給方向，以獲得最穩(wěn)定的切削條件3）避免沿著工件未受到充分支撐的方向加工4）當(dāng)夾具和/或工件在某個(gè)特定方向上的剛性較差時(shí)，逆銑能夠減少振動趨勢

當(dāng)夾具剛性較差時(shí)，使用朝向機(jī)床工作臺的進(jìn)給方向

請注意，應(yīng)以第二次切削切深的1/2執(zhí)行第一次切削，以第三次切削切深的1/2執(zhí)行第二次切削，以此類推。

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