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)
一般來說，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。如果加工過程中發(fā)生的振動(dòng)超過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、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)考慮減少從支架中突出的工具并將其固定牢固。執(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，可以減少彎曲零件的顫動(dòng)。這通常是需要考慮的切割的一個(gè)重要方面。
一般來說，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防止切割過程中出現(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)腳來保持cnc裝置牢固穩(wěn)定，以最大限度地減少顫動(dòng)。
