什么是機(jī)械加工中的顫振？
加工中的顫振是在切割或鉆孔零件時(shí)發(fā)生的不必要的振動(dòng)。顫振是由于工件和刀具相對(duì)于彼此反復(fù)移動(dòng)的振動(dòng)不平衡造成的。當(dāng)加工零件和切削刀具沿相反方向移動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)，導(dǎo)致加工刀具每轉(zhuǎn)的切削負(fù)載發(fā)生變化。
這可能是由于制造設(shè)計(jì)不當(dāng)或工具不足造成的。顫振通常會(huì)在加工部件的表面上產(chǎn)生巨大的噪音和可見的波紋。加工顫振有兩種形式，即：
共振振動(dòng)
非共振振動(dòng)
由于在工件上使用磨損不均勻的刀具，會(huì)發(fā)生非共振。由于易于檢查的機(jī)械原因，這種振動(dòng)在整個(gè)加工周期中通常是恒定的。
另一方面，共振發(fā)生在刀具路徑的特定階段，例如加工凹角。
加工中的顫振類型
在cnc加工中，您可能會(huì)遇到兩種主要類型的顫振。它們包括以下內(nèi)容：
工具顫動(dòng)
一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控銑刀在切削操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。他們開始修整，同時(shí)將振動(dòng)傳遞到工件上，并添加各種功能。結(jié)果，刀具和工件開始相互滑動(dòng)，導(dǎo)致顫振顯著增加。
工件顫振
有時(shí)，當(dāng)您將工件錯(cuò)誤地固定在銑床工作臺(tái)上時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致一些偏移和振動(dòng)。因此，工件的薄壁在轉(zhuǎn)移到切削刀具時(shí)可能會(huì)開始振動(dòng)。
值得注意的是，一些閑聊通常是不可避免的。如果加工過(guò)程中發(fā)生的振動(dòng)超過(guò)100μm，工件表面可能會(huì)出現(xiàn)劃痕。然而，如果您考慮對(duì)刀具和工件顫振采取措施以提高產(chǎn)品質(zhì)量，那就最好了。我們將在下面討論如何避免聊天。
機(jī)械加工中的顫振會(huì)產(chǎn)生什么后果？
如果不控制加工顫振，可能會(huì)導(dǎo)致各種有害影響，例如降低加工效率。這里是其中的一些：
刀具壽命縮短
切削刀具無(wú)法承受刀具與工件顫動(dòng)的振動(dòng)沖擊。這些震動(dòng)效應(yīng)會(huì)使切削刀具碎裂和變鈍，從而損害切削零件的表面質(zhì)量。此外，它還會(huì)降低刀具壽命和切削效率，并且刀具更換費(fèi)用昂貴。
機(jī)器壽命縮短
不同加工部件所使用的機(jī)床由不同的部件組成，因此當(dāng)存在振動(dòng)時(shí)，這些部件以相同的頻率振動(dòng)。產(chǎn)生不同運(yùn)動(dòng)軸的主軸和其他重要部件可能會(huì)開始比預(yù)期更快地磨損。因此，機(jī)器顫振會(huì)使機(jī)器部件承受過(guò)度的壓力，如果不加以控制，可能會(huì)降低加工效率并導(dǎo)致停機(jī)。
表面光潔度差
加工中的顫振會(huì)影響工件的美觀特性，并在極端情況下會(huì)降低其公差。機(jī)器顫振最明顯的后果之一是表面粗糙度差。顫振會(huì)導(dǎo)致表面出現(xiàn)明顯的波紋，從而影響零件的質(zhì)量和耐用性。
尺寸精度降低
當(dāng)cnc加工過(guò)程中切削刀具顫動(dòng)時(shí)，它就會(huì)偏離cam啟動(dòng)的路徑。然而，這種偏差可能會(huì)導(dǎo)致零件不配合。由于尺寸不準(zhǔn)確，這些零件可能太緊、太長(zhǎng)、太短或太松。
如何避免或最小化加工中的顫振？
制造公司采用不同的方法來(lái)最大限度地減少加工操作中的顫動(dòng)，并確保工件和切削刀具均處于良好狀態(tài)。以下是有關(guān)如何減少cnc加工過(guò)程中顫振的一些步驟：
優(yōu)化加工策略
刀具與工件嚙合的程度與傳統(tǒng)銑削不同。當(dāng)銑刀沿路徑移動(dòng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)在銑刀上施加過(guò)大的力。因此，減少顫動(dòng)的最佳方法是獲得規(guī)則的嚙合刀具路徑。作為替代方案，您可以減少切割深度。
另外，嘗試重新考慮主軸的配置。例如，如果共振顫振是加工振動(dòng)的原因，則將機(jī)器的rpm增加或減少5%，這將最大限度地減少共振的發(fā)生。請(qǐng)注意，某些cam軟件具有允許您一致改變主軸速度的功能。由于其多功能性，大多數(shù)制造商都采用此功能。
采用正確的工作方式
平衡的機(jī)床具有更好的調(diào)節(jié)能力。位置和固定不正確等多種因素是cnc加工中產(chǎn)生顫振的主要原因。然而，具有端面和膠帶接觸的刀柄有助于確保加工過(guò)程中的最大剛性。因此，在最低轉(zhuǎn)速下部件的表面質(zhì)量不會(huì)受到影響。
您還需要檢查機(jī)械虎鉗、真空工作臺(tái)、卡盤或其他工件夾緊裝置是否對(duì)工件施加足夠的壓力以保持其牢固和固定。
然而，當(dāng)考慮使用夾具和固定裝置根據(jù)需要施加夾緊壓力時(shí)，不要僅夾緊延伸的薄工件的一端。薄壁零件吸收沖擊是相當(dāng)困難的。因此，填充材料增強(qiáng)了其整體剛度并減少了顫動(dòng)。尾座或類似形式的穩(wěn)定支架是此類組件的理想選擇。
使用正確的切削工具
使用正確的切削刀具有助于避免加工振動(dòng)。有些切削刀具比其他刀具產(chǎn)生更多的振動(dòng)。消除工具的顫振并不像消除工件的顫振那么容易。因此，在選擇任何工具時(shí)，您都應(yīng)該考慮以下因素：
工具涂層
正確的基板幾何形狀
工具的縱橫比
機(jī)械師和工程師經(jīng)常使用最大的機(jī)床，只要它符合技術(shù)規(guī)格，就可以很好地配合。刀具越堅(jiān)固，顫動(dòng)的可能性就越小。長(zhǎng)或細(xì)的工具經(jīng)常會(huì)變形。因此，請(qǐng)考慮選擇較短且直徑最大的刀具。
然而，將具有不同凹槽形狀的各種刀具組合起來(lái)是最大限度地減少加工中顫動(dòng)的最有效方法。此外，請(qǐng)考慮減少?gòu)闹Ъ苤型怀龅墓ぞ卟⑵涔潭ɡ喂獭?zhí)行此操作后，不太可能發(fā)生機(jī)器抖動(dòng)。
確保您的銑刀具有鋒利的刀片，可最大限度地減少數(shù)控銑床的切削力。應(yīng)時(shí)刻考慮加工環(huán)境的穩(wěn)定性和刀具的及時(shí)維護(hù)。同樣，施加適當(dāng)且一致的刀具壓力以使切屑負(fù)載保持規(guī)律也至關(guān)重要。
確定理想的刀具路徑
cnc銑削加工有兩種類型——向上銑削和向下銑削。如果沿與夾緊方向相同的方向施加切削力，可以減少?gòu)澢慵念潉?dòng)。這通常是需要考慮的切割的一個(gè)重要方面。
一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控銑床都預(yù)先安裝了滾珠絲杠，這有助于提高數(shù)控機(jī)床技術(shù)的效率和精度。因此，您可以使用立式加工中心來(lái)防止切割過(guò)程中出現(xiàn)顫動(dòng)。
機(jī)器設(shè)置和維護(hù)
正如預(yù)期的那樣，您的數(shù)控機(jī)床應(yīng)安裝在混凝土地板上，沒有任何裂縫、變形或不連續(xù)性。您應(yīng)該知道，機(jī)器的布置對(duì)于最大限度地減少加工過(guò)程中發(fā)生的顫振起著至關(guān)重要的作用。
這是因?yàn)閺椥浴⑷彳浕驌p壞的流動(dòng)可能會(huì)增加cnc實(shí)體的顫抖。因此，您應(yīng)該考慮使用錨固件和調(diào)節(jié)腳來(lái)保持cnc裝置牢固穩(wěn)定，以最大限度地減少顫動(dòng)。
