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什么是数控加工振刀?

时间:2020-04-01     作者:鸿奥机械【原创】

       数控加工过程中,我们常常会因为数控刀具的问题(振刀)从而影响外观,进度,和工艺要求。那么振刀究竟是怎么产生的呢?我们又应该如何去尽量避免呢?

       振刀的一些基本原因都有些什么?

       刀具加工时的力学解析:

       刀具在加工工件的时候会在径向方向产生一个分力,而整个刀具系统就是一个刀体。所以在受到力的时候这个刀体就会变形,会往力的方向产出偏差,有一个位移,这样加工深度就变小了,力就变小了,位移就会变小,刀体就向力的反方向移动。这样切深又变大了,力也大了,刀体又向力的方向动,如此反复就形成了振动。

       一句话:所谓振刀,加工过程中变化的切削力作用到刀具和工件,从而产生振动。


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       产生振动有三个相关的因素:

       1.刀体本身的强度

       刀体本身的强度:刀体越粗越短,强度就越大,所以把刀体弄短弄粗,就可以解决问题。如果对加工长度有要求,那也要注意下面的问题:钢制刀杆伸出长度控制在3倍径以下,重金属刀杆伸出长度控制在5倍径以下,如果还要长可以使用减震刀杆。

       2.切削力的大小

       切削力:切削力越小,振动越小。使用更大的前角,更小的刃口宽度,减少减小进给,减少切削力,都可以解决振刀问题。

       3.工件的强度

       影响振动的还有一个因素就是振频,振频就是切削过程中零件或刀具或机床的振动频率相同,随即产生共振。

       怎么从振频的角度上解决振动问题呢?就是错峰,就是机床在这个频率上,刀具就要在另外一个频率上。车削振频的问题基本都是机床和工件产生的,没有太好的办法解决。铣刀的刀片有很多齿,刀具自己就产生一个频率,所以如果铣刀振刀,可以改成不等分的铣刀试试,效果就会好很多。

       加工中有了振动,哪怕是微小的振动,会对产品质量,刀具寿命影响很大。

       解决加工中振刀是比较费麻烦的,牵扯很多方面,比如刀具,机床,零件装夹,编程等等,具体有什么解决方法呢?

       最简单的方法是:调整加工参数。

       当我们加工零件时候,零件出现振纹,首先想到的是调整切削参数,比如减低切削线速度等。

       今天主要从刀具角度来讲解如何解决铣削加工中的振刀。在选刀的时候就把潜在的振动因素解决掉,这个比加工中出现振动然后在想解决办法更重要。

       1.能选择粗的刀杆就选择粗的,能悬深短点就尽量短点,毕竟越粗越短的刀具强度就越大,这样做的好处不仅能减小铣削过程中的振动,对刀具寿命以及加工效率提高有明显效果。

       2.主偏角 :主偏角决定了刀具的受力方向,主偏角越大,轴向受力越小,径向受力越大。


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       上图主偏角为90°铣刀,切削过程中轴向受力小,这也是为什么铣削薄壁零件(作用力与反作用力),为了防止零件变形或振动,而采用较大的主偏角刀具。

       上图主偏角为10°铣刀,轴向受力大,径向受力小,如果刀具悬深长,为了提高加工稳定性而采用小的主偏角。

       3.齿数

       齿数的多少直接影响切削力的大小,刀具齿数越多,切削力越大。

       为了提高加工效率,尽可能选择多齿刀具,齿多进给大。但是在不稳定的工况下,如零件刚性不足,刀具悬深长等,为了减低切削力,尽量选择疏齿刀具。


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