数控编程中减少铣削振动的方法
在数控编程铣削中,会因为切削刀具、刀柄、机床、工件或者夹具的局限性产生振动,如果想要减少振动就要考虑一些策略。今天我就简单介绍一下数控编程中产生振动的原因以及减少铣削振动的方法。
切削刀具
1、数控编程的面铣,要考虑切削力方向。使用90°面铣刀的时候,切削力主要集中在径向,在长悬伸工况下,会让铣刀发生偏摆。不过,在铣削薄壁/振动敏感零件的时候,低轴向力是有利的。要产生均匀分布的轴向力和径向力就要用45°铣刀。
圆刀片铣刀把大部分力沿着主轴向上引导,尤其在切深较小的时候。如果要减少因长刀具悬伸而产生的振动,那就需要用10°铣刀把主要切削力传递到主轴中。
2、给工序选择尽可能小的直径。
3、DC应比ae大20-50%。
4、选择疏齿和/或不等齿距铣刀。
5、重量轻的铣刀是有利的,比如使用铝合金刀体的铣刀。数控编程加工中对于不稳定的薄壁工件,要用大主偏角=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。
刀柄
数控编程加工过程中,长度适合的刀柄也能明显减少铣削中的振动。要想组装出所需长度的刀具,可以用Coromant Capto®模块化刀柄系统,这样可以保持高稳定性和最小跳动量。
1、使刀具总长保持高刚性和尽可能短的长度。
2、尽可能选择大的接杆直径/尺寸。
3、尽量不要使用缩径接杆,选择使用适合过尺寸铣刀的Coromant Capto®接杆。
4、对于小尺寸铣刀,尽量选择锥形接杆。
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。调整切削参数的时候要根据每种刀具的长度来调整。
6、主轴转速超过20000 rpm的情况下,使用经过动平衡的切削刀具和刀柄,这样可以减少数控编程中产生的铣削振动。
过尺寸铣刀
1、减振铣刀:若悬伸大于4倍刀具直径,铣削振动会比较明显,Silent Tools™减振铣刀能够显著提高生产率。
2、切削刃:要降低切削力,要选择锋利切削刃的轻载槽型-L和薄涂层材质;还要使用有小刀尖圆弧半径和小平行刃带的刀片。
数控编程时,有时为了减少振动趋势,还可以给系统增加阻尼。使用负前角更大的切削刃槽型和略微磨损的切削刃。
切削参数和刀具路径编程
1、必须相对于铣削表面偏中心定位铣刀。
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、面铣的时候用小切深ap和高进给fz以及圆刀片或具有小主偏角的高进给铣刀。
4、通过大圆弧走刀编程避免在拐角中出现振动,可以参考内拐角铣削。
5)若切屑厚度太薄,切削刃就会产生剐蹭,从而产生振动。这时要增加每齿进给量
机床
数控编程中机床的作用不容小觑,机床的状况会对铣削振动趋势产生较大影响。主轴轴承或进给机构过度磨损会使加工性能变差,谨慎选择加工策略和切削力方向,才可以充分利用机床稳定性。
每个机床主轴都有容易产生振动的不稳定区域。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的转速增幅也能让切削过程从振动的不稳定状态变为稳定状态。
工件及其夹具
数控编程中的铣削薄壁/有底座的零件时以及/或者夹具刚性较差的时候,可以考虑下面几点:
1、夹具要接近机床工作台。
2、要想获得最稳定的切削条件,工件和夹具一定要朝向机床/夹具强度最高的位置优化刀。
3、避免沿着工件未受到充分支撑的方向加工。
4、当夹具和/或工件在某个特定方向上的刚性较差的时候,逆铣可以减少振动趋势。每当夹具刚性比较差的时候,要用朝向机床工作台的进给方向。
这里要注意应该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。
以上就是数控编程中减少铣削振动的几个方面,更多知识以后继续讲解。
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来源:常州市兰生职业培训学校
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