振刀幾乎會(huì)發(fā)生在所有的機(jī)加工過(guò)程中，機(jī)械師必須在車削、銑削、鉆孔等不同工序中處理這種不希望發(fā)生的振動(dòng)。因此，了解加工振刀及其原因并知道如何避免非常必要。

本文將討論振刀的定義、類型、振刀的后果以及如何避免振刀。

什么是加工中的振刀？

機(jī)械加工中的振刀是指在切割或鉆孔工件時(shí)發(fā)生的不必要的振動(dòng)。產(chǎn)生振刀的原因是工件和刀具反復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的不平衡。當(dāng)加工工件和切削刀具向相反的方向移動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，導(dǎo)致加工刀具每轉(zhuǎn)一圈的切削負(fù)荷不同。

振刀通常會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，并在加工部件表面產(chǎn)生明顯的波紋。

加工中的振刀類型

CNC加工中會(huì)遇到兩種主要的振刀。

刀具振刀

一般來(lái)說(shuō)，CNC銑刀在切削操作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。銑刀開始切邊，同時(shí)將振動(dòng)傳遞到工件上，并加工出各種特征。當(dāng)?shù)毒吆凸ぜ鄬?duì)運(yùn)動(dòng)失控時(shí)，可能就會(huì)導(dǎo)致振刀。

工件振刀

有時(shí)，如果將工件錯(cuò)誤地固定在銑床工作臺(tái)上，可能會(huì)導(dǎo)致一些偏移和振動(dòng)。需要注意的是，一些振刀往往是不可避免的。但是如果加工過(guò)程中發(fā)生的振動(dòng)超過(guò) 一定范圍，工件表面會(huì)出現(xiàn)明顯的劃痕。

加工振刀會(huì)產(chǎn)生什么影響？

如果不加以控制，加工振刀會(huì)導(dǎo)致各種不利影響，例如降低加工效率。以下是其中一些影響：

刀具壽命縮短

當(dāng)切削刀具對(duì)工件產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊時(shí)，這些震顫效應(yīng)會(huì)使切削刀具碎裂和變鈍，從而損害切削工件的表面質(zhì)量。此外，它還會(huì)降低刀具壽命和切削效率，而且更換刀具的費(fèi)用也較高。

縮短機(jī)床壽命

由于機(jī)床由各種部件組成，當(dāng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，這些部件會(huì)以相同的頻率振動(dòng)。主軸和其他重要部件磨損的速度可能比想象的要快。因此，加工中的過(guò)度振動(dòng)會(huì)使機(jī)床部件承受過(guò)大的壓力，如果任其發(fā)展，會(huì)降低加工效率并導(dǎo)致停機(jī)。

表面光潔度差

加工中的振刀會(huì)影響工件的美觀特性，在某些情況下還會(huì)降低公差。加工振刀最明顯的后果之一就是表面粗糙度差。振刀還會(huì)導(dǎo)致表面出現(xiàn)明顯的波紋，從而影響工件的質(zhì)量和耐用性。

尺寸精度降低

當(dāng)切削刀具在CNC加工過(guò)程中發(fā)生振刀時(shí)，它就會(huì)偏離 CAM 啟動(dòng)的路徑。這種偏差會(huì)導(dǎo)致加工的零件不精準(zhǔn)。由于尺寸不準(zhǔn)確，這些零件可能會(huì)過(guò)緊、過(guò)長(zhǎng)、過(guò)短或過(guò)松。

如何減少或避免加工中的振刀？

制造商采用不同的方法來(lái)盡量減少加工操作中的振刀，并確保工件和切削工具都處于良好狀態(tài)。以下是如何在CNC加工過(guò)程中減少振刀的一些步驟：

優(yōu)化加工策略

銑刀沿加工路徑移動(dòng)時(shí)，有時(shí)刀具會(huì)有規(guī)律地施加過(guò)大的力。在此情況下，減少振刀的理想方法是采用規(guī)則的嚙合刀具路徑。另外，還可以減少切削深度。

此外，還可以嘗試重新考慮主軸的配置。例如，可以將機(jī)床轉(zhuǎn)速提高或降低 5%，以此降低振刀發(fā)生的概率。需要注意的是，有些 CAM 軟件具有允許您持續(xù)改變主軸轉(zhuǎn)速的功能，由于其多功能性，大多數(shù)制造商都采用了這一功能。

采用正確的工件夾持

平衡式機(jī)床具有更好的性能。在CNC加工中，不正確的位置和固定裝置等因素是導(dǎo)致振刀的主要原因。然而，帶有裝置的刀架有助于確保加工過(guò)程中的穩(wěn)定性。

您還需要檢查加工鉗、真空吸附臺(tái)、卡盤或其他工件夾持裝置是否能對(duì)工件施加足夠的壓力，使其保持穩(wěn)固。

不過(guò)，在考慮使用夾具施加所需的夾緊壓力時(shí)，不要只夾緊薄壁工件的一端，這類工件很難吸收沖擊力。在此情況下，填充材料可增強(qiáng)整體剛度并減少振刀。此外，安裝尾座或類似形式的穩(wěn)定托架是此類工件的理想選擇。

使用正確的切割工具

使用正確的切削工具有助于避免加工振動(dòng)，有些切削工具會(huì)產(chǎn)生比其他工具更多的振動(dòng)。要像消除工件振動(dòng)一樣消除刀具振動(dòng)并不容易，因此，在選擇刀具時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

• 刀具涂層
• 刀具基體的幾何形狀
• 刀具的長(zhǎng)寬比

刀具越堅(jiān)固，顫動(dòng)的可能性就越小，過(guò)長(zhǎng)或小的刀具經(jīng)常會(huì)發(fā)生偏移。因此，應(yīng)考慮選擇直徑較大的較短刀具。

此外，將不同槽形的刀具組合在一起是在加工中最大限度減少振刀的有效方法。還可考慮減少突出刀架的刀具，并將其緊緊固定。這樣做后，加工振刀的可能性也會(huì)降低。

確保您的刀具具有鋒利的刀片，應(yīng)始終考慮加工環(huán)境的穩(wěn)定性和刀具的及時(shí)維護(hù)。同樣，使用適當(dāng)且穩(wěn)定的刀具壓力也很重要，這樣才能保證切屑負(fù)荷的規(guī)律性。

確定切削類型

數(shù)控銑削操作分為兩種類型——向上銑削和向下銑削。如果施加切削力的方向與裝夾方向一致，則可減少弧面零件的振刀，這往往是切削中需要考慮的一個(gè)重要方面。

機(jī)床設(shè)置和維護(hù)

正如預(yù)期的那樣，數(shù)控機(jī)床應(yīng)安裝在沒(méi)有任何裂縫、變形或不連續(xù)性的水泥地面上。要知道，機(jī)床的布置對(duì)于最大限度地減少加工過(guò)程中發(fā)生的振刀起著重要的作用。

因?yàn)閺椥?、柔軟或損壞的地基會(huì)增加數(shù)控機(jī)床的顫動(dòng)，因此，您應(yīng)考慮在平整的地面或者使用調(diào)節(jié)器來(lái)保持 CNC 裝置的穩(wěn)固和穩(wěn)定，以減少振刀。

韋克為您提供有效的加工解決方案

要避免加工操作中的各種小問(wèn)題總是很困難，例如振刀，它會(huì)影響最終的加工結(jié)果。這時(shí)，您就需要一位CNC加工專家來(lái)幫助您解決這個(gè)問(wèn)題。

韋克擁有 20 多年的加工經(jīng)驗(yàn)，我們的機(jī)械師隨時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)和解決任何加工難題。從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的加工零件，我們都能以經(jīng)濟(jì)高效的方式提供解決方案。您可以完全放心把項(xiàng)目交給我們，并得到您預(yù)期的產(chǎn)品。只需上傳您的 CAD 文件，即可獲得免費(fèi)報(bào)價(jià)和 DfM 反饋。

結(jié)論

振刀是一種導(dǎo)致生產(chǎn)率下降的加工效應(yīng)，它會(huì)影響機(jī)工件質(zhì)量、刀具和機(jī)床壽命。導(dǎo)致其發(fā)生的因素有很多，從裝夾到刀具的選擇。每當(dāng)遇到劇烈刀具振動(dòng)時(shí)，都要進(jìn)行徹底檢查，確保正確的固定，配置合適加工工具和優(yōu)化刀具路徑，以有效減少振刀。