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如何从根源上减少振纹的产生

2023-07-12 14:00:35

cnc加工厂家,cnc数控加工

零件出现振纹,估计从事数控加工的人的每个人都会遇见,这种情况在工厂可谓是见怪不怪。之前遇到过一种情况,排刀机精车杆径表面有条纹,转数二千,进给0.08也是这样,留余量0.3、0.6、0.8都试过,都一样。

相信做精车时会经常碰到,车好看不出,用细砂纸或者油石轻轻打磨一下,就看到了。特别是精度高要求后需要电镀,这时候就会特别明显,这样的话就很容易形成废品。由于工件产生振纹的因素太多了,大家可以先从这些方面入手排查,而且要根据自己的工厂情况,具体问题具体分析。


首先判断是否出现“振纹”,一般规则是:出现横纹,就是间距比较大的螺旋纹路。


①需了解工件是一次加工出来就出现振纹,还是二次精加工出来后出现振纹。

②机器是否撞机,如果撞机,很容易出现Z轴丝杆、主轴出现问题,这种情况就会出现振纹。

③检查一下机床转速是否波动范围比较大,同时程序中将转进给改为分进给试一下。(机床转速波动大,导致转进给速度不匀速,始终在加减速,机床私服单元以及执行机构如果精度不够高就容易造成波纹)


一般的机床面板上显示的就是实际主轴编码器所反映的转速,看一下其工作时转速是否有波动,zui直接的就是直接将转进给改成分进给,如果效果有改善的话那一般就是编码器故障或者变频器故障。


4、加工中 心系统驱动器的刚性不匹配


5、工件本身或工件的固定刚性,像一些较小、较薄的部件由于其本身的刚性缺乏,或由于工件形状的原因、由无法使用合理的压装夹具进行充沛的固定。


6、Z轴丝杆支撑轴承,背帽松动很容易引起振纹。


7、刀具有没有问题,刀尖圆弧是否过大,刀刃过宽很容易出现横纹,直接换手磨尖刀,可以减低震动,或者刀尖磨出过渡刀刃。


8、外部原因的刚性和动平衡相对于转动轴心,外部因素产生的质量不平衡,在转动时因不平衡的离心力的作用而导致振纹的发生。特别是在高速加工时东西的动平衡所产生影响很大。


9、切削参数的选择包含切削速度、进给、进刀量以及冷却方式等。


10、加工中 心机床导轨松动了



其实减少振纹的出现要从源头避免,尽量在切削工件时避免振动。反之,当出现振纹的时候可以从这些方面考虑:


一、切削振动的原因


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:


1、包括道具在内的工艺系统刚性不足,导致其固有频率低

2、切削产生了一个足够大的外激力

3、这个外激力的频率与工艺系统的固有频率相同,随机产生共振



二、切削振动的三个分类


①由小直径细长刀杆或者薄壁工件进行高转速切削产生的高频啸叫类似的哨音,会在工件上起类似褶皱的丝绸纹路;


②中等直径铣刀杆中低转速,刀杆长径比超过5的,刀杆振动造成的振纹,工作时会产生中频震动发出类似汽车的声音,加工表面类似鱼鳞;


③通常是一些大型结构工件产生自振,如大的壳体,若是刀杆同时振动,可能是刀头过重而且刀杆连接部位配合不好,同时刀杆总长超长,转速通常在100转以下。这在运作的时候会产生类似蛙鸣的低频振动,在工件上形成类似鱼鳞但是之间的波浪很大又平缓的纹路。



三、解决办法


当振动不严重时,用调整切削参数的方法,一般的调整方法如下:

【只对切削振动不严重的刀具可能有效】


①降低刀具或者工件的回转速度


②减小切深并提高铣刀的走刀量


③内螺纹的车削产生振动,可将完成螺纹车削的进刀步骤减少1至2刀。



当振动严重时,主要从四个方面考虑减振:


①降低切削力


②应对系统刚性差


③提高刀具系统的刚性


④刀具减振




1、降低切削力


①使用锋利的刀片

非涂层刀片通常比涂层刀片要锋利即便是涂层刀片,物理涂层(PVD)比化学涂层(CVD或 MTCVD)的刃口更锋利。


②使用前正角和大后角的刀片配以轻快的断屑槽

这样的刀片在镗削或铣削中切削楔入角zui小,切削当然轻快。在车削与镗削中,7度和11度后角是zui常见的刀片,刀片为螺钉夹持的zui多,在20mm以下的孔镗削中,即便不存在振动问题,也通常选择11度后角的刀片。


③切深到一定程度是,使用小的刀尖圆弧半径



2、应对系统刚性差


①细长杆的铣刀,圆刀片铣刀zui有利于消振

铣刀与镗刀相反,主偏角越接近90°径向切削力越大,刀杆振动越大。


②细长杆立铣刀铣削深型腔时,采用插铣。

插铣就是刀具象钻头一样轴向进刀当铣削深的型腔时,通常长杆的悬伸倍的刀杆直径,我们推荐使用轴向进刀的插铣方法。


③薄壁工件的铣削用90度主偏角的刀具

薄壁工件铣削发生振动的原因完全来自于工件,这种工件一般是箱式或者碗式零件。


Ⅰ.改善工件夹持。如:增加合适的辅助支撑点,在夹具和机床工作台面之间加装一层木板,用粗大的橡皮条或者弹簧勒在壳体的外面等等。

Ⅱ.在铣削薄腹板时,推荐使用90度面铣刀以减小对腹板的轴向切削力。


④铣削力的方向与工件的夹持力方向一致

合理安排走刀的工艺路线对于铣削加工非常重要。无论是顺铣还是逆铣只要铣削力的方向与工件的夹持方向一致就有利于消板类零件的振动。



3、提高刀具系统的刚性


①提高刀杆的静态刚性

zui为简单明了的做法是加大刀杆的直径,将外伸刀杆的悬伸做到zui短。


②改善刀杆的夹持方法



4、减振方法


提高刀具的动态刚性


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