数控加工时如何控制切削中振动
切削振动
振动通常发生在细长轴、薄壁零件等的车削加工中。一旦振动加剧,就会出现振幅超过几十微米的剧烈振动,通常伴随着巨大的噪音。在加工过程中,振动可能超过100μm m,虽然可以进行加工,但在加工面上会留下明显的振动划痕,这在加工面上是不允许的。
切割的危害
金属切削中产生的振动是一种非常有害的现象。
1.影响零件的表面质量。
如果在加工过程中发生振动,刀具与工件之间就会发生相对位移,从而在加工表面上造成振痕,严重影响零件的表面质量和性能。
2.降低机床和刀具的寿命。
切削时,工艺系统会继续承受动态交变载荷,刀具容易磨损(甚至断裂),机床的连接特性被破坏,严重时甚至无法继续切削。
3.噪音会危害操作人员的健康。
振动产生的噪音也会危害操作人员的健康。
为了减少振动,有时不得不减少切削量,降低了机床的生产效率。
因此,为了保证这类加工设备的正常运行,切削颤振的控制变得越来越重要。
切削振动的原因
当刀具在切削工件时振动时,以下三个条件必须同时存在:
首先,包括刀具的加工系统的刚性不足,导致其固有频率低,
其次,切割产生足够大的外力,
第三,外界激励力的频率与过程系统的固有频率相同,然后发生共振。
如何消除切削振动
解决方案
第一是最小化切削力,
二是尽可能增强刀具系统或夹具和工件的静刚度;
三是在刀杆内部制造另一种振动来扰动外部切削力的振动频率,从而消除刀具振动。
(2)对策
1.首先是把切削力降到最低。
(1)使用锋利的刀片来减小切割力。
(2)当切削深度一定时,使用较小的刀尖圆弧半径。
(3)细长轴镗刀和车削细长轴类零件应采用90度主偏角刀具。
(4)对于细长杆铣刀,圆刃铣刀最有利于消除振动。
(5)在用细长杆端铣刀铣削深型腔时,经常使用镶块铣削法。
(6)面铣刀采用减齿不等距铣刀,减少铣削振动。
(7)镗内孔时,刀片角度越小越好。
2.提高刀杆的静态韧性。
使用整体硬质合金或重金属刀杆,以提高刀杆的静态刚度。
3.提高刀具的动态刚度——被动阻尼防振刀杆。
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