CNC加工時如何減少硬質合金立銑刀的振動

在CNC銑削中心，由于刀具、刀架、機床、工件或夾具的限制，可能會產生振動。為了減少振動，需要考慮一些策略。

1.刀具

對于面銑，必須考慮切削力的方向：

使用90°銑刀時，切削力主要集中在徑向。在長懸伸條件下，這會導致銑刀搖擺；然而，在銑削薄壁/振動敏感零件時，低軸向力是有利的。

45°銑刀可產生均勻分布的軸向力和徑向力。

圓刀片銑刀 將大部分力沿主軸向上引導，尤其是在切削深度較小時。此外，10°銑刀將主切削力傳遞到主軸，從而減少了長刀具懸伸引起的振動。

為工藝選擇盡可能小的直徑。

DC 應比 ae 大 20-50%。

選擇疏齒和/或不等距銑刀。

輕型銑刀頭是有利的，例如  帶有鋁合金主體的硬質合金立銑刀。

對于不穩定的薄壁工件，使用大主偏角=小軸向切削力；對于長刀具懸伸條件，使用小主偏角 = 高軸向切削力。

2. 處理

模塊化刀架系統可用于組裝所需長度的刀具，同時保持高穩定性和最小跳動。

1)保持刀具組件盡可能高的剛性和盡可能短的長度。

2) 選擇盡可能大的柱直徑/尺寸。

3) 使用適合超大尺寸銑刀的接桿，避免減小直徑的接桿。

4) 對于小尺寸立銑刀，如果可能，請使用錐形接桿。

5) 在最后一次走刀在零件深部的過程中，在預定位置使用加長刀具。根據每個刀具長度調整切削參數。

6）如果主軸轉速超過20000轉，使用動平衡刀具和帶刀架的特大銑刀，一定要使用盡可能短的刀具長度并逐漸增加長度。

3.阻尼銑刀

如果懸伸量大于刀具直徑的4倍，銑削振動趨勢可能會更加明顯，阻尼銑刀可以顯著提高生產率。

4. 前沿

減小切削力：

1) 選擇具有鋒利切削刃和薄涂層材料的輕載槽型-L

2）使用小圓弧半徑和小平行切削刃的刀片

有時，可以通過向系統增加更多阻尼來降低振動趨勢。使用具有較大負前角和輕微磨損的切削刃的切削刃槽型。

5.切削參數和刀具路徑編程

1) 務必使銑刀相對于銑削表面偏離中心。

2）對于KAPR 90°長刃銑刀或立銑刀，使用小徑向切深（最大ae = 25%×DC）和大軸向切深（最大ap = 100%×De）。

3）面銑時，使用小切深ap和大進給fz和圓刀片或小主偏角的大進給銑刀。

4) 通過編程大圓弧路徑避免拐角處的振動，參見內拐角銑削。

5) 如果切屑厚度變得太薄，切削刃會劃傷而不是切削，從而產生振動。在這種情況下，應增加每齒進給量。

6. 機床

機床的狀況可能對銑削振動趨勢有較大的影響。主軸軸承或進給機構的過度磨損會導致加工性能不佳。仔細選擇加工策略和切削力方向，充分利用機床的穩定性。

每個機床主軸都有不穩定的區域，容易產生振動。穩定切削區由穩定圖描述，并隨著速度的增加而增加。即使速度增加低至 50 rpm，也可以將切割過程從不穩定的振動狀態轉變為穩定狀態。

7. 工件及其夾具

銑削薄壁/底座零件和/或夾具剛性較差時，請考慮以下幾點：

1）夾具應靠近機床工作臺。

2) 優化刀具路徑和進給方向，朝向機床/夾具強度最高的位置，以獲得最穩定的切削條件。

3) 避免沿工件未完全支撐的方向加工。

4）當夾具和/或工件在特定方向的剛性較差時，逆銑可以減少振動的趨勢。