如何解决数控加工切削过程中的振刀

数控加工过程中会遇到各种问题, 比如切削过程中的振刀, 从而造成零件有振纹,刀具容易蹦刃等现状的产生。

刀具在加工工件的时候会在径向方向产生一个分力(Fp),如下图:

如何解决数控加工切削过程中的振刀,数控加工,解决,第1张

在受到力的时候,如果刀具刚性不足,那么刀体就会变形,会往力的方向产出偏差,有一个位移。

刀具有了位移,这样吃刀深度就变小了,力也就变小了,那么产生的位移也就变小了。

产生的位移变小,刀具就向力的反方向移动,这样吃刀深度又变大,同时切削又变大。

这就好比把刀具比作一个细长木棍,一端固定,另一端受力,那么远离未固定的一端就会产生偏移,回弹。

就这样,加工过程中,不断变化的切削力作用到刀具和工件,从而产生震动。

如何解决数控加工切削过程中的振刀,数控加工,解决,第2张

那么我们可以看到,产生振动有两个直接相关的因素:

一,刀体本身的强度。

二,切削力的大小。

当然还和其它因素有关,比如工件的强度(工件也会产生位移),机床,夹具,加工参数等等,军哥就不展开分析。

今天这篇文章仅从上面两点给大家一个解决的思路。

一, 刀体本身的强度

刀体本身的强度,这个好理解,越粗越短,强度就越大,所以你想往这个方向上解决振动问题,那么就把刀体往短,往粗了弄,那一定会解决问题的。如果加工度长度有要求,那也要注意下面的问题。

1,钢制刀杆伸出长度控制在3倍径以内。

2,重金属刀杆伸出长度控制在,6倍径以内。

3,如果还要长尽可能使用减震刀杆。

二, 切削力的大小

切削力,这个更好理解了,切削力越小振动越小。那么从刀具角度来讲,你可以从下面两个方面选择合适刀具,效果会立竿见影。

1,大前角,小刃口宽度的刀具。

关于刀具刃口宽度,很多朋友表示不知道,具体概念就不解释了,一图胜千言,如下图所示:

如何解决数控加工切削过程中的振刀,数控加工,解决,第3张

如何解决数控加工切削过程中的振刀,数控加工,解决,第4张

上图两种类型的刀片前角分别为20度和24度,刃口宽度分别是0.27 和0.12。

也就是说前角越大刃口宽度越小意味着刀具越锋利,切削过程中切削力会越小。

另外说下,刀具的刃口宽非常重要,直接决定编程时候进给F的大小,关于切削参数的选取,后面有时间分享。

2,刀具主偏角

刀具切削零件的过程中会受到两个力,轴向径向切削力。

比如下图所示:

如何解决数控加工切削过程中的振刀,数控加工,解决,第5张

上图为45°主偏角的刀具,红色箭头长短示意此方向受力的大小,即径向受力大于轴向受力。

如何解决数控加工切削过程中的振刀,数控加工,解决,第6张

上图为95°主偏角的刀具,红色箭头长短示意此方向受力的大小,即径向受力小于轴向受力。

也就是说,刀具主偏角的大小直接决定径向切削力的大小,刀具主偏角越大径向受到的切削力越小,主偏角越小径向方向受到的切削力越大。

如下图所示:

如何解决数控加工切削过程中的振刀,数控加工,解决,第7张

上面三种常见的刀具主偏角分别为:90°,75°,45°。主偏角越小径向受力越大,刀具震动趋势越大。

好了,今天的干货就分享到这里,你若泛泛一看,觉得这些知识你也知道,或者自己看明白了,不在深度思考,那么你很难学有所获,做出成绩来。

大家切记, 知道不等于会!

军哥我分享的干货,你泛泛一看,好像没什么高大上的东西,但是你若认真思考,举一反三,一切都完全不同了。

举个例子:

加工深孔的时候,你有没有遇见过孔的尺寸不稳定?

什么原因?

如果从刀具角度来分析,你认真思考下,文章开头讲的震动产生原理。

在受到力的时候,如果刀具刚性不足,那么刀体就会变形,会往力的方向产出偏差,有一个位移。这就很好解释为什么尺寸不稳定了。

你进一步思考,刀具切削零件的过程中,零件也会受到力,若零件的刚性不足,零件也会产生位移,偏摆。

若刀具锋利,因为远离装夹一端,切削受力时零件偏摆大,那么就会多切削,若是加工孔,那么孔口尺寸就会大…..。这就是老师傅俗称加工出来的零件带稍。

如何解决,若零件本身刚性不足,装夹上很难解决,那么从刀具方面,比如选择主偏角较大的刀具,降低零件径向方向的受力,从而减少零件因刚性不足产生的偏摆,震动……。

好了,这个时代人都很浮躁,军哥分享的干货,不少人泛泛一看,然后有待下一篇新文章。这样不管看了多少,他们并没有真正成长起来,看似非常勤奋,还是懒汉一条。为什么?

1,没有深度思

搞我们这行的,专业性比较强,重要的不是你看过多少,了解多少,而是你深度思考过多少,搞明白了多少,运用了多少。

2,没有系统学

知识可以说是一环套一环,环环都相连,猴子帮玉米式的学习,东一下,西一下,付出了很多,到头来收效甚微,甚是令人担忧。

那么如何系统学习,深度思考?

比如拿UG软件编程来说:

虽说UG的参数命令有成千上万知识点,这是事实,但是军哥我构建了自己的一套理论体系,化繁为简,复杂的留给自己,简单的呈现给别人。这套理论体系,详见《构建UG四大体系,让你玩转UG软件编程》一文有简介。

再比如,宏程序编程,不少人觉得宏程序编程非常的玄,也非常难学,同时在流行软件编程的今天,似乎没必要学,其实,当你深度思考,你会发现各个领域其实都是相同的。

比如UG软件编程中的【平面铣】,我概括了两个特点:

1,【平面铣】不是由三维实体来定义加工几何,而是使用边,或者曲线创建的边界线来确定加工的区域。

2,【平面铣】刀具轨迹从第一层到最后一层,每一层的刀路除了深度不同外,形状与上一个或下一个刀路都是严格相同的。

得益于【UG平面铣】的第二个特点,军哥我做了做了一个【宏程序】分层编程框架,现成的编程框架,围绕军哥传授的思路去套用框架,很快就能编写出属于自己的宏程序啦!

掌握了【宏程序】分层编程的时候,学UG编程你会恍然大悟,这不正是UG平面铣特点嘛!当你学UG的同时,在来玩宏程序编程,深度思考,你又会挖掘出很多相通的地方。

这是多么好玩的事,你会发现各个领域其实都是相同的,一切都变的非常简单了。


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