機械加工如何控制切削中的振動,這些細很重要!

切削振動通常發生在細長軸的車削、薄壁件的車削等。振動一旦加劇,會出現振幅超過幾十μm的激烈振動,通常還會伴隨很大的噪聲。在切削加工中,振動可能會超過100μm,雖然可以進行加工,但已加工表面會殘留明顯的振動劃痕,是精加工表面不能允許的。

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切削振動的危害

金屬切削加工中產生的振動是一種十分有害的現象。

1.影響零件的表面質量

若加工中產生了振動,刀具與工件間將產生相對位移,會使加工表面產生振痕,嚴重影響零件的表面質量和性能。

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2.減少機床及刀具壽命

切削振動時,工藝系統將持續承受動態交變載荷的作用,刀具極易磨損(甚至崩刃),機床連接特性受到破壞,嚴重時甚至使切削加工無法繼續進行;

3.產生噪音危害操作者身體健康

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振動中產生的噪音還將危害操作者的身體健康。

為減小振動,有時不得不降低切削用量,使機床加工的生產效率降低。

因此,為保障這類機械加工設備的正常運行,切削顫振的控制變得越來越重要。

二 切削振動的分類

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三切削振動產生的原因

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刀具在切削工件時發生振動需要有下面三個條件同時存在:

第一是包括刀具在內的工藝系統剛性不足導致其固有頻率低,

第二是切削產生了一個足夠大的外激力,

第三是這個外激力的頻率與工藝系統的固有頻率相同隨即產生共振。

四如何消除切削振動

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(一)解決思路

第一是減小切削力至最小,

第二是儘量增強刀具系統或者夾具與工件的靜態剛性;

第三則是在刀杆內部再製造一個振動去打亂外激切削力的振頻,從而消除刀具振動。

(二)應對之策

1.第一是減小切削力至最小

(1)使用鋒利的刀片來降低切削力

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(2)切深一定時使用小的刀尖圓弧半徑

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(3)對於細長刀杆的鏜刀和車削細長軸零件應採用90度主偏角刀具

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(4)對於細長杆的銑刀反而是圓刀片銑刀最有利於消振

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(5)細長杆立銑刀銑削深型腔時常採用插銑方法

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(6)面銑刀採用疏齒不等距銑刀來減小銑削振動

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(7)內孔鏜削時刀片刃形角越小越好

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2.提高刀杆的靜態剛性(StaticToughness)

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使用整體硬質合金或重金屬刀杆提高刀杆的靜態剛性

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3.提高刀具的動態剛性—被動阻尼避振刀杆

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