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硬質合金雕銑機加工時如何減少銑刀的震動

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時間:2021-08-19

硬質合金雕銑機,由于刀具、刀架、機床、工件或夾具的限制,可能會產生振動。為了減少振動,需要考慮一些策略。


1.刀具


對于面銑,必須考慮切削力的方向:


使用90°銑刀時,切削力主要集中在徑向。在長懸伸條件下,這會導致銑刀搖擺;然而,在銑削薄壁/振動敏感零件時,低軸向力是有利的。

45°銑刀可產生均勻分布的軸向力和徑向力。

圓刀片銑刀 將大部分力沿主軸向上引導,尤其是在切削深度較小時。此外,10°銑刀將主切削力傳遞到主軸,從而減少了長刀具懸伸引起的振動。

為工藝選擇盡可能小的直徑。


DC 應比 ae 大 20-50%。


選擇稀疏齒和/或不等距銑刀。


輕型銑刀頭是有利的,例如  帶有鋁合金主體的硬質合金立銑刀。


對于不穩定的薄壁工件,使用大主偏角=小軸向切削力;對于長刀具懸伸條件,使用小主偏角 = 高軸向切削力。

雕銑機.jpg

2. 處理


模塊化刀架系統可用于組裝所需長度的刀具,同時保持高穩定性和最小跳動。


1)保持刀具組件盡可能高的剛性和盡可能短的長度。


2) 選擇盡可能大的柱直徑/尺寸。


3) 使用適合超大尺寸銑刀的接桿,避免減小直徑的接桿。


4) 對于小尺寸立銑刀,如果可能,請使用錐形接桿。


5) 在最后一次走刀在零件深部的過程中,在預定位置使用加長刀具。根據每個刀具長度調整切削參數。


6)如果主軸轉速超過20000轉,使用動平衡刀具和帶刀架的特大號銑刀,一定要使用盡可能短的刀具長度并逐漸增加長度。


3.阻尼銑刀

硬質合金4.png

如果懸伸量大于刀具直徑的 4 倍,銑削振動趨勢可能會更加明顯,阻尼銑刀可以顯著提高生產率。


4. 前沿


減小切削力:


1) 選擇具有鋒利切削刃和薄涂層材料的輕載槽型-L


2)使用小圓弧半徑和小平行切削刃的刀片


有時,可以通過向系統增加更多阻尼來降低振動趨勢。使用具有較大負前角和輕微磨損的切削刃的切削刃槽型。


5.切削參數和刀具路徑編程


1) 務必使銑刀相對于銑削表面偏離中心。


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,使用小切深ap和大進給fz和圓刀片或小主偏角的大進給銑刀。


4) 通過編程大圓弧路徑避免拐角處的振動,參見內拐角銑削。


5) 如果切屑厚度太薄,切削刃會劃傷而不是切削,從而產生振動。在這種情況下,應增加每齒進給量。


6. 機床


機床的狀況可能對銑削振動趨勢有較大的影響。主軸軸承或進給機構的過度磨損會導致加工性能不佳。仔細選擇加工策略和切削力方向,充分利用機床的穩定性。

硬質合金5.png

每個機床主軸都有不穩定的區域,容易產生振動。穩定切削區由穩定圖描述,并隨著速度的增加而增加。即使速度增加低至 50 rpm,也可以將切割過程從不穩定的振動狀態轉變為穩定狀態。


7. 工件及其夾具


銑削薄壁/底座零件和/或夾具剛性較差時,請考慮以下幾點:


1)夾具應靠近機床工作臺。


2) 優化刀具路徑和進給方向,朝向機床/夾具強度最高的位置,以獲得最穩定的切削條件。


3) 避免沿工件未完全支撐的方向加工。


4)當夾具和/或工件在特定方向的剛性較差時,逆銑可以減少振動的趨勢。


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