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石墨制品如何减少铣削过程中的振动带来的误差?

发布时间:2020-03-07 点击次数:292
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。


一、 切削刀具

1)对于面铣,必须考虑切削力的方向:

  • 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
  • 45°铣刀能够产生均匀分布的轴向力和径向力
  • 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



刀片刀具

2)为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,例如采用铝合金刀体的铣刀

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。


二、 刀柄

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。

1)使刀具总成保持尽可能高的刚性和尽可能短的长度

2)选择尽可能大的接杆直径/尺寸

3)使用适合过尺寸铣刀的Coromant Capto®接杆,避免使用缩径接杆

4)对于小尺寸铣刀,如有可能,使用锥形接杆

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。根据每种刀具长度调整切削参数

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

石墨制品用刀柄
过尺寸铣刀

石墨制品刀具使用
务必使用尽可能短的刀具长度,陆续加长长度

三、 减振铣刀

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。


四、 切削刃

要降低切削力:

1)选择具有锋利切削刃的轻载槽型-L和薄涂层材质

2)使用具有小刀尖圆弧半径和小平行刃带的刀片

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。

刀具



五、 切削参数和刀具路径编程

1)务必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

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

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。

石墨制品
 机床

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。

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。

 工件及其夹具

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:

1)夹具应接近机床工作台

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

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时,逆铣能够减少振动趋势

石墨制辅助治具
当夹具刚性较差时,使用朝向机床工作台的进给方向 

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。
 
石墨制品加工图



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