切削振动
切削振动通常发生在细长轴的车削、薄壁件的车削等。
振动一旦加剧,会出现振幅超过几十μm的激烈振动,通常还会伴随很大的噪声。在切削加工中,振动可能会超过100μm,虽然可以进行加工,但已加工表面会残留明显的振动划痕,是精加工表面不能允许的。
切削振动的危害金属切削加工中产生的振动是一种十分有害的现象。
1.影响零件的表面质量若加工中产生了振动,刀具与工件间将产生相对位移,会使加工表面产生振痕,严重影响零件的表面质量和性能;
2.减少机床及刀具寿命切削振动时,工艺系统将持续承受动态交变载荷的作用,刀具极易磨损(甚至崩刃),机床连接特性受到破坏,严重时甚至使切削加工无法继续进行;
3.产生噪音危害操作者身体健康振动中产生的噪音还将危害操作者的身体健康。为减小振动,有时不得不降低切削用量,使机床加工的生产效率降低。
因此,为保障这类机械加工设备的正常运行,切削颤振的控制变得越来越重要。切削振动的分类切削振动产生的原因刀具在切削工件时发生振动需要有下面三个条件同时存在:
第一是包括刀具在内的工艺系统刚性不足导致其固有频率低,
第二是切削产生了一个足够大的外激力,
第三是这个外激力的频率与工艺系统的固有频率相同随即产生共振。
如何消除切削振动?
(一)解决思路第一是减小切削力至最小,第二是尽量增强刀具系统或者夹具与工件的静态刚性;第三则是在刀杆内部再制造一个振动去打乱外激切削力的振频,从而消除刀具振动。
(二)应对之策1.第一是减小切削力至最小
(1)使用锋利的刀片来降低切削力
(2)切深一定时使用小的刀尖圆弧半径
(3)对于细长刀杆的镗刀和车削细长轴零件应采用90度主偏角刀具
(4)对于细长杆的铣刀反而是圆刀片铣刀最有利于消振
(5)细长杆立铣刀铣削深型腔时常采用插铣方法
(6)面铣刀采用疏齿不等距铣刀来减小铣削振动
(7)内孔镗削时刀片刃形角越小越好2.提高刀杆的静态刚性(StaticToughness)
使用整体硬质合金或重金属刀杆提高刀杆的静态刚性3.提高刀具的动态刚性—被动阻尼避振刀杆!