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CNC加工时如何减少硬质合金立铣刀的振动

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时间:2021-10-08

在CNC铣削中心,由于刀具、刀架、机床、工件或夹具的限制,可能会产生振动。为了减少振动,需要考虑一些策略。


1.刀具


对于面铣,必须考虑切削力的方向:


使用90°铣刀时,切削力主要集中在径向。在长悬伸条件下,这会导致铣刀摇摆;然而,在铣削薄壁/振动敏感零件时,低轴向力是有利的。

45°铣刀可产生均匀分布的轴向力和径向力。

圆刀片铣刀 将大部分力沿主轴向上引导,尤其是在切削深度较小时。此外,10°铣刀将主切削力传递到主轴,从而减少了长刀具悬伸引起的振动。

为工艺选择尽可能小的直径。

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DC 应比 ae 大 20-50%。


选择疏齿和/或不等距铣刀。


轻型铣刀头是有利的,例如  带有铝合金主体的硬质合金立铣刀。


对于不稳定的薄壁工件,使用大主偏角=小轴向切削力;对于长刀具悬伸条件,使用小主偏角 = 高轴向切削力。


2. 处理


模块化刀架系统可用于组装所需长度的刀具,同时保持高稳定性和最小跳动。


1)保持刀具组件尽可能高的刚性和尽可能短的长度。


2) 选择尽可能大的柱直径/尺寸。

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3) 使用适合超大尺寸铣刀的接杆,避免减小直径的接杆。


4) 对于小尺寸立铣刀,如果可能,请使用锥形接杆。


5) 在最后一次走刀在零件深部的过程中,在预定位置使用加长刀具。根据每个刀具长度调整切削参数。


6)如果主轴转速超过20000转,使用动平衡刀具和带刀架的特大铣刀,一定要使用尽可能短的刀具长度并逐渐增加长度。


3.阻尼铣刀


如果悬伸量大于刀具直径的4倍,铣削振动趋势可能会更加明显,阻尼铣刀可以显着提高生产率。


4. 前沿


减小切削力:


1) 选择具有锋利切削刃和薄涂层材料的轻载槽型-L


2)使用小圆弧半径和小平行切削刃的刀片


有时,可以通过向系统增加更多阻尼来降低振动趋势。使用具有较大负前角和轻微磨损的切削刃的切削刃槽型。


5.切削参数和刀具路径编程


1) 务必使铣刀相对于铣削表面偏离中心。


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和大进给fz和圆刀片或小主偏角的大进给铣刀。


4) 通过编程大圆弧路径避免拐角处的振动,参见内拐角铣削。

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5) 如果切屑厚度变得太薄,切削刃会划伤而不是切削,从而产生振动。在这种情况下,应增加每齿进给量。


6. 机床


机床的状况可能对铣削振动趋势有较大的影响。主轴轴承或进给机构的过度磨损会导致加工性能不佳。仔细选择加工策略和切削力方向,充分利用机床的稳定性。


每个机床主轴都有不稳定的区域,容易产生振动。稳定切削区由稳定图描述,并随着速度的增加而增加。即使速度增加低至 50 rpm,也可以将切割过程从不稳定的振动状态转变为稳定状态。


7. 工件及其夹具


铣削薄壁/底座零件和/或夹具刚性较差时,请考虑以下几点:


1)夹具应靠近机床工作台。


2) 优化刀具路径和进给方向,朝向机床/夹具强度最高的位置,以获得最稳定的切削条件。


3) 避免沿工件未完全支撑的方向加工。


4)当夹具和/或工件在特定方向的刚性较差时,逆铣可以减少振动的趋势。




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