车削内孔时刀具振刀问题和解决办法
细长轴车削时应注意的问题及方法
细长轴车削时应注意的问题及方法摘要:由于细长轴的特点和技术要求,在车削加工时,易产生振动、多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等。
要想顺利地把它车好,必须注意加工过程中有可能出现的问题。
关键词:细长轴、车削、变形、消除方法细长轴是指被加工工件长度与直径的比值大于20以上的轴类零件。
因为工件较长,所以刚性较差,在切削过程中容易产生振动,也会因切削热而在长度方向产生变形,由于走完一刀的时间较长,导致刀具的磨损量较大,也致使工件的形位公差精度和表面粗糙度较难达到图纸要求。
1.细长轴的加工特点(1) 车削时产生的径向切削力会使工件弯曲,引起振动,影响加工精度和表面粗糙度。
(2) 工件的自重、变形和振动,会影响工件圆柱度和表面粗糙度。
(3) 工件高速旋转时,在离心力的作用下变形,加剧了工件的弯曲和振动。
(4) 产生的切削热会导致工件轴向伸长变形,使工件发生弯曲,影响加工质量。
2.车削细长轴应注意的问题细长轴车削在机械加工中较为常见,由于其刚性差,加工难度较大。
如果能够采用正确的切削方法,选择合适的刀具及切削用量,有效地装夹定位工件,就能够有效地降低切削温度、减少热变形,最终获得满意的加工效果。
2.1机床调整车床主轴中心线与尾座中心线同轴,并与车床大导轨平行,允差应小于0.02mm。
2.2工件安装采用两顶尖装夹或用卡盘与顶尖配合装夹,合理地使用中心架或跟刀架作为辅助支承,以增加工件的装夹刚度。
用卡盘与顶尖配合装夹时,被夹持部分最好不超过10mm。
2.3刀具采用主偏角Κr = 75°~90°的偏刀,选择正刃倾角(λS>0),能够减小径向力和振动,还可以使切屑流向待加工表面。
保持切削刃口锋利,前角γ0控制在15°~30°之间,副后角α′0控制在4°~6°之间,刀尖圆角半径r<0.3mm。
刀具安装应略高于车床主轴中心。
2.4辅助支承安装车削细长轴时,一般都要安装中心架或跟刀架作为辅助支承,来增加工件的刚性,防止工件因振动或因离心力的作用被甩弯。
振刀、缠铁屑解决经验(细长轴类)
关于细长轴类易缠铁屑的解决经验!(以下并不能完全做到不缠,由于切削液淋不到位、或切削液太小、刀磨损严重时、机床性能等等原因都会影响,但以下经验可以大大减小缠屑的机率。
)1:车毛坯外圆,起刀处应先车一个斜角。
①斜角角度和当前车刀的主偏角差不多就行!由于毛坯外圆不规则,起刀处特别容易缠铁屑。
②第一刀毛坏粗车时,为了时效和兼顾精车余量,往往切屑很厚,虽然有防缠倒角,但仍易缠,一是把转速适当提高,二是关键,应在切屑之初时放慢进给速度,然后再加快。
【示例1】2:在精车起头处最易缠屑,转速适当降低,进给倍率无需太慢,开始倒角,退刀3毫米,让倒角的铁屑排出,提高转速,再以后面杆径需要的进给速度直线车削即可。
【示例1】3:因断屑引起的缠屑。
(槽刀车长拉杆时常现)粗车时当前轴径余量应调整均匀,不要有锥度(有时为了减小振刀除外)。
然后逐步增加或递减余量(以0.2mm增减),即可解决!在保证不振刀的前提下,增加余量方可有效解决!但旧机床中精车余量太多会影响尺寸精度。
4:切削液一定要淋在刀尖切削处,且兼顾整根杆身的刀尖淋液位置,也不能让出屑挡住切削液对刀刃的散热,有条件的可以大量多位置用切削液散热。
(如下图)5:主偏角度不应太小。
若无实际需要,尽量大一点。
非直角阶梯轴时主偏角常用75°(见下图例)。
①主偏角(Κγ)--------主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角。
主偏角的主要作用是改变切削刃和刀头的受力及导热能力,影响切屑的厚度!②主偏角(Κγ)越小越缠屑,特别是槽刀,但接近90°也会缠屑。
6:转速与进给速度。
①槽刀车削时,转速越快越易缠,特别是起刀处,应该降转速,必要时提高进给速度。
②碎屑刀,则只需要提高进给速度即可。
(需注意保证粗糙度)7:由于轴身细长和小角度斜角,铁屑不自断会很长,而又不能用碎屑刀解决时,没有排屑机的车床底部,铁屑稍有堆积,就会互相缠绕,引起排屑不畅,断屑后易缠或有刀纹出现(也易引起振刀)。
浅谈数控车削中出现振纹的原因和解决方法
Internal Combustion Engine &Parts———————————————————————作者简介:曹磊(1984-),女,江苏新沂人,研究生,讲师,研究方向为职业学校实训教学改革。
0引言在数控车床加工中常出现振纹现象,这一种现象是一种不正常的加工现象。
它给零件的美观、精度、配合都带来了很大的影响,从而也影响到了零件的经济性和使用寿命。
那么振纹是怎么产生的?又该如何解决?笔者在学校学习过程中很注意这方面知识的搜集,经过分析和实操,终于将这个问题搞清楚并解决了。
以下是笔者在实际加工中碰到和解决的问题,并做了一些分析和总结。
1振纹出现的原因笔者对零件在加工中出现振纹进行分析,找出引起振纹的原因,这样才能采取相应的措施来提高工件的使用寿命和经济性。
引起零件振纹的因素很多,主要包括工件的材料及安装、刀具的装夹及磨损和切削用量的选择等。
1.1工件的材料及安装用于数控加工中的工件材料有很多,如钢件、不锈钢、铸件、铸铁等,笔者用的是45号钢,在以前加工中用同样的材料没有引起振纹,所以这就跟工件的材料没有关系了。
数控车床的夹具主要是三爪卡盘,数控车床在装夹时的注意事项:①在工件安装时,要依据材料切割剩余大小来对卡盘爪紧力、行程与直径进行调节。
如果有一定需求,可以在工件的尾部制定中心孔,利用顶部对其夹紧。
②工件必须保留相应的夹持距离,其长短具有相应的要求,必须依据工件的长度来确定夹持长度的具体长短。
③工件的中心点与主轴的中心点尽可能的重合。
如果工件夹持位置需要进行加工,那必须将工件外圆包裹,防止加工过程中损坏外圆。
笔者在加工时这些都注意了,所以排除了工件安装问题。
1.2刀具的装夹及磨损装刀是数控机床加工中极其重要并十分棘手的一项。
刀具是否安装完善,对切削能否顺利完成造成直接影响,同时还会影响到工件质量,所以,一定要保证刀具安装正确,以下是主要重视和注意的几个相关问题:①安装刀具之前,确保刀片与刀杆完整且干净。
切削振动产生原因和解决
细长杆立铣刀铣削深型腔时 常采用插铣方法
插铣就是刀具象钻头一样轴向 进刀,当铣削深的型腔时,通 常长杆的悬伸大于3倍的刀杆 直径,我们推荐使用轴向进刀 的插铣方法,但是立铣刀刀片 刃口有一定的径向切削刃,刀 具供应商有技术资料证明此刀 具在插铣时的最大吃刀宽度 PlungeMill是专门用于模具和 航空工业的大直径插铣刀,它 最大的特点是高效率和超大切 宽,通常用于大型深腔模具的 开粗。
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: 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
分清自激振动和强迫振动
。
刀具振动实际应该叫“切削振动,通常发生在长悬臂刀杆的镗削和铣削,薄 壁件的切削加工,细长杆的车削等等。当环保做为车间考核的标准时,高速 钻削产生的高频啸叫也和振动噪音一起列为技术公害。 切削振动顾名思义只有在刀具进行切削时才产生,如果振动来自非切削因素 如不稳定的机床地基,机床丝杠的间隙,主轴轴承的损坏甚至几百米以外火 车的经过而产生的震动我们叫做强迫振动,这种振动不伴随噪音而非我们讨 论的话题。 切削振动产生噪音,但噪音并不是全由切削振动引起发生,机夹刀片铣刀在 100米以上的切削速度每齿走刀在0.1毫米以上铣削3毫米的切深,即便是铣削 灰口铸铁也会产生接近90分贝的噪音,而低频切削振动噪音常低于此值。 切削振动是自激振动是一种正弦波振动,除了用专业仪器测量振频与波长外 ,最明显的是工件被加工表面有振纹。
薄壁工件的铣削加工
薄壁工件铣削发生振动的原因完全来自于工件,这种工件被叫做箱式或者 碗式零件(box like or bowl like shape workpiece),由于振动来自于工件本身 ,那么技术人员各显神通,国外在处理这类零件的铣削加工主要以改善工 件夹持为主,例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,在箱体内部充满 湿沙子等等,奇思妙想不一而足。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。
车削工程的问题及解决方案
车削工程的问题及解决方案车削是一种重要的机械加工方法,通过旋转工件在机床上使其与刀具相对运动,切削成型目的表面,常用于加工轴类零件、内外圆筒面、螺纹孔口等。
在车削工程中,常常会遇到一些问题,例如刀具磨损、工件变形、形位精度不高等。
本文将就车削工程中的常见问题进行分析,并提出相应的解决方案。
一、刀具磨损刀具磨损是车削工程中常见且严重的问题。
在车削过程中,刀具与工件产生摩擦,长时间的摩擦会导致刀具的磨损,从而影响加工效率和质量。
刀具的磨损主要表现为刃部的失效,即切削刃齿的磨损、断裂、破损等。
针对刀具磨损,可以通过以下几种解决方案来减少影响:1. 选择合适的刀具材质:不同的材质适用于不同的工件材料。
一般来说,硬质合金刀具适用于加工硬质工件,而高速钢刀具适用于加工厚度较薄的软质工件。
2. 控制切削参数:合理的切削速度、进给率和切削深度可以减少刀具的磨损。
通过合理选择切削参数,可以控制切削温度和刀具的磨损情况。
3. 定期检查和更换刀具:及时检查刀具的磨损情况,当发现刀具磨损严重时,应及时更换刀具,以确保加工质量和效率。
二、工件变形在车削过程中,由于切削热量和机械变形等原因,工件容易发生变形。
工件变形会导致加工精度不佳、尺寸不准确等问题,影响产品的质量。
为减少工件变形,可以采取如下措施:1.优化切削参数:通过合理控制切削速度、进给率、切削深度等参数,避免过大的切削力和切削温度,减少工件变形的可能性。
2.加工余量设计:在设计工件时,考虑到加工过程中可能引起的变形,给工件留有一定的加工余量,以保证最后的加工尺寸符合要求。
3.采用合适的夹紧方式:在夹紧工件时,选择合适的夹紧方式和夹具,尽量减少工件的变形。
三、形位精度不高形位精度是指工件表面与理想几何体的形状和位置之间的偏差。
在车削过程中,由于切削力、刀具磨损等原因,常常会导致工件的形位精度不高。
为改善形位精度,可以采取以下几种措施:1.使用精密刀具和机床:选择精密度高的刀具和机床,可以有效提高加工的形位精度。
振刀缠铁屑解决经验细长轴类修订稿
振刀缠铁屑解决经验细长轴类Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】关于细长轴类易缠铁屑的解决经验!(以下并不能完全做到不缠,由于切削液淋不到位、或切削液太小、刀磨损严重时、机床性能等等原因都会影响,但以下经验可以大大减小缠屑的机率。
)1:车毛坯外圆,起刀处应先车一个斜角。
①斜角角度和当前车刀的主偏角差不多就行!由于毛坯外圆不规则,起刀处特别容易缠铁屑。
②第一刀毛坏粗车时,为了时效和兼顾精车余量,往往切屑很厚,虽然有防缠倒角,但仍易缠,一是把转速适当提高,二是关键,应在切屑之初时放慢进给速度,然后再加快。
【示例1】2:在精车起头处最易缠屑,转速适当降低,进给倍率无需太慢,开始倒角,退刀3毫米,让倒角的铁屑排出,提高转速,再以后面杆径需要的进给速度直线车削即可。
【示例1】3:因断屑引起的缠屑。
(槽刀车长拉杆时常现)粗车时当前轴径余量应调整均匀,不要有锥度(有时为了减小振刀除外)。
然后逐步增加或递减余量(以0.2mm增减),即可解决!在保证不振刀的前提下,增加余量方可有效解决!但旧机床中精车余量太多会影响尺寸精度。
4:切削液一定要淋在刀尖切削处,且兼顾整根杆身的刀尖淋液位置,也不能让出屑挡住切削液对刀刃的散热,有条件的可以大量多位置用切削液散热。
(如下图)5:主偏角度不应太小。
若无实际需要,尽量大一点。
非直角阶梯轴时主偏角常用75°(见下图例)。
主偏角(Κγ)--------主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角。
主偏角的主要作用是改变切削刃和刀头的受力及导热能力,影响切屑的厚度!主偏角(Κγ)越小越缠屑,特别是槽刀,但接近90°也会缠屑。
6:转速与进给速度。
槽刀车削时,转速越快越易缠,特别是起刀处,应该降转速,必要时提高进给速度。
碎屑刀,则只需要提高进给速度即可。
(需注意保证粗糙度)7:由于轴身细长和小角度斜角,铁屑不自断会很长,而又不能用碎屑刀解决时,没有排屑机的车床底部,铁屑稍有堆积,就会互相缠绕,引起排屑不畅,断屑后易缠或有刀纹出现(也易引起振刀)。
解决刀具振动的几点建议
sn h nsegadA ej ogC a ghn n nW nu
Ke r s Man a ge o e e t n, e d q a t y a b d u y y wo d i l fd f c o f e u n t ,c r i e a o . n l i i
M C D 刃口 T V ) 要锋利, 判断刃口的锋利度可以 它 在 切削力最小 , 同时刀片 刃 口产生的轴 向力最大 ,
指甲 盖 是否 0 戈 出成形的屑来判断。 () 2 切深—定时使用小的刀尖圆弧半径 比如: 刀片的刀尖角为 08 m不变时, .m 随着刀 杆切深的增加, 细长的镗刀或铣刀杆振动倾向在切
佳木斯电机股份有限公司, 黑龙江佳木斯(502 140 )
关键词 主偏角 走刀量 硬质合金
中图分类号 T 3 5 1 文献标识码 B 文章编号 10 7 8 ( 07 0 M 0. 08— 2 1 2 0 )2—04 0 0 8— 2
S m eS g e t n n s u so so t rVi r to o u g si sa d Dic s in n Cu t b ai n o e
深 印和刀尖圆弧半径( = .) r 08 相等时最大, 当切深
动的径向切削力与轴向力相等 , 而使用圆刀片时
径向切削力大于轴向力, 最易发生振动 。 () 4 对于细长杆的铣刀反而是圆刀片铣刀最
有利于 消振
印 大于刀尖半径 r 后刀杆的振动反而被抑制。 当切深 印 与等于刀尖圆弧半径时弹变最大 , 而且随着切深增加弹变不会再增加 反而开 始减 小, 因为径向切削力 F N在 a =r C p 时最大 , 再 印 增加只会增加轴 向抗力, 而轴 向抗力不是细长刀
是涂层7 物理涂层(V ) = 】 片, P D 也比化 罢 C D或 (V
普通车床螺纹车削常见故障及解决方法(三篇)
普通车床螺纹车削常见故障及解决方法1. 放松刀夹:在车削过程中,如果刀夹没有固定好,会导致刀具松动或者偏位,从而造成螺纹不良。
解决方法是检查刀夹固定螺母是否紧固,如果松动则重新固定。
2. 刀具磨损:长时间使用刀具会磨损,导致刀尖变钝,从而无法进行正常的车削。
解决方法是更换刀具,保持刀具的锐利度。
3. 机床不稳定:如果机床本身存在不稳定的问题,例如床身变形、主轴不平衡等,会导致螺纹加工时产生偏差。
解决方法是定期检测和调整机床,确保其稳定性。
4. 刀具与工件匹配不良:在螺纹车削过程中,刀具与工件的匹配也非常重要。
如果选用的刀具尺寸不合适,就会导致螺纹加工结果不理想。
解决方法是选择合适尺寸的刀具,确保刀具与工件的配合良好。
5. 刀具进给速度不恰当:刀具进给速度过快或者过慢都会影响螺纹加工的质量。
解决方法是根据不同的工件材料和螺纹规格,调整刀具的进给速度,确保加工的质量。
6. 冷却液不适用:在螺纹车削过程中,适当使用冷却液可以降低温度,减少摩擦,提高切削润滑效果,从而改善加工质量。
如果使用的冷却液性质不合适,也会影响螺纹加工结果。
解决方法是选择合适的冷却液,根据加工工件的要求进行选择。
7. 机床刚度不足:机床刚度不足会导致在螺纹车削过程中产生振动和共振,造成螺纹不良。
解决方法是增加机床的刚度,例如加强机床床身的结构,增加加工时的稳定性。
8. 机床零件磨损:长时间使用机床,有些零部件会磨损,例如导轨、导向轨等,会导致加工误差。
解决方法是定期检查和更换机床零部件,保证机床的准确性和稳定性。
总之,普通车床螺纹车削常见故障的解决方法就是:确保刀具的固定和锐利度,稳定机床的结构和性能,选择合适尺寸和质量的刀具,调整进给速度和冷却液的使用,定期检查和维护机床零部件,确保加工质量和效果。
普通车床螺纹车削常见故障及解决方法(二)车床螺纹车削是机械加工中常见的一种加工方式,常用于制作螺纹零件。
然而,在车削过程中,可能会遇到一些常见的故障。
车床的震动及预防措施
车床的震动及预防措施车床是一种常用的机械设备,在金属加工领域具有广泛的应用。
然而,随着车床使用时间的增长,车床的震动问题也逐渐显现出来。
车床震动不仅影响加工质量,还会对设备的寿命和安全性产生负面影响。
本文将探讨车床震动的原因,并提出一些预防措施以减少震动对车床的影响。
一、车床震动的原因1. 设备松动:车床在长时间运作后,可能因为设备紧固件的松动而导致震动。
这些紧固件主要包括螺栓、螺母和联轴器等部件。
当这些部件松动时,会使得整个车床结构不稳定,产生震动现象。
2. 刀具振动:刀具振动是导致车床震动的另一个主要原因。
刀具的不平衡或者刀具与工件之间的不正确匹配可能会导致刀具振动,进而引发整个车床的震动。
此外,刀具的使用寿命过长也会导致刀具振动,从而加剧震动问题。
3. 工件不稳定:当工件在车床上加工时,如果工件自身结构不稳定或者工件装夹不当,也会导致车床震动。
工件的不稳定性会引起切削力的不均匀分布,从而导致车床的震动。
二、车床震动的危害1. 加工质量下降:车床震动会导致工件表面光洁度下降,加工精度降低。
震动也会使得切削刃与工件之间发生相对滑动,造成刀具磨损加剧。
2. 设备寿命缩短:震动会给车床的零部件带来冲击载荷,加速设备的磨损和老化。
长期以来,震动还可能导致设备的损坏,影响车床的使用寿命。
3. 安全隐患:车床的震动可能造成设备的不稳定,使操作员在操作过程中发生意外。
同时,震动还可能导致部分设备脱落或者落下,对操作员造成伤害。
三、车床震动的预防措施1. 设备维护:定期检查和维护车床的紧固件,确保其处于良好的工作状态。
对于已松动的紧固件,应该及时加以修复或更换。
另外,车床的润滑系统也需要定期维护,以保证设备正常工作。
2. 刀具选择和装配:使用平衡性好的刀具,并且严格按照刀具制造商的要求进行装配。
切削刃的使用寿命达到上限后,应及时更换,以减少刀具引起的震动。
3. 工件装夹:工件装夹时,要选择稳定的夹具,并且按照正确的方式进行装夹。
加工深孔时刀具振动现象的分析
加工深孔时刀具振动现象的分析摘要:机械加工过程甲时常发生刀具振动(振刀)现象,在进行深孔加工时这一现象尤为突出。
分析了探孔加工过程中振刀现象对零件加工的影响,阐述了产生振刀现象的原因,进一步提出降低振刀现象的几种方法和措施。
关键词:深孔加工;振刀;方法前言加工过程中振刀是一种十分有害的现象。
若加工中产生了振刀,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;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。
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。
而深孔加工时刀具更易产生振动,因此,分析深孔加工中的振刀原因并掌握控制振刀的途径是很有必要的。
1 深孔加工中刀具振动的原因以内孔车刀杆的振动分析来看:刀尖切削工件时会产生切削力,这个力使镗刀杆产生弹性变形,当刀尖上的铁屑断掉后,刀杆的弹性变形就恢复。
随着铁屑不断产生再断掉,那么径向切削力随着铁屑的生成和断裂由大到小不断变化,形成正弦波动镗削力F。
此力的大小和方向是一直有规律的变化,如果切削力的变化频率等于或在刀具固有的弹变频率范围之内,镗削振动就产生了。
其实即使刚性很好的刀杆也不能确保切削时刀杆不会产生弹变,实际上刀片在切削时都是颤动的,但是只有弹变足够大时颤动才变为振动[1]。
刀具在切削工件时发生振动需要有以下三个条件同时存在: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;第二是切削时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固有频率相同随即产生共振。
2 深孔加工中振刀产生的影响2.1刀杆振刀。
当加长刀杆长径比接近12:1时,就已经远远超过了一般普通合金钢刀杆的4倍长径比的范围,在深孔加工中,振动几乎成了不可也无法避免的问题,即便是每刀只切0.1mm,也无法阻止振动的发生。
而在加工过程中,我们的操作者经过调试,将最佳切深控制在每刀0.25mm,而且为了消除振刀时可能产生的挖刀(这种挖刀痕如果不加以消除的话会有不断扩大的危险趋势),每加工3,4刀就要在不进刀的情况下反复走刀以消除让刀量和挖刀痕,效率之低可想而知。
车内孔震刀原因及解决办法【秘籍】
车削内孔的加工中,刀具的振动将会影响到加工精度。
在传统机械加工车间中刀具振动的解决还是采用老式的加工理论,往往是以牺牲生产效率为代价,并且其中许多加工理念已经不再适合现代加工技术。
但随着国外越来越多先进的机夹刀具进入到传统机械加工车间后,给我们带来了新的加工理念。
现在向大家介绍这种高效率的解决方法,希望对各位有所帮助。
刀具振动的原因:刀具振动实际应该切削振动,通常发生在长悬臂刀杆的镗削和铣削,薄壁件的切削加工等。
切削振动顾名思义只有在刀具进行切削时才产生。
而切削振动最明显的是工件被加工表面有振纹。
我们将振动分为三种。
它们是高频振动、中频振动和低频振动。
我们以内孔车刀杆的振动分析来看:刀尖切削工件时会产生切削力,这个力使镗刀杆产生弹性变形,当刀尖上的铁屑断掉后,刀杆的弹性变形就恢复。
随着铁屑不断产生在断掉,那么径向切削力随着铁屑的生成和断裂由大到小不断变化,形成正玄波动镗削力F。
此力的大小和方向是一直有规律的变化,如果切削力的变化频率等于或在刀具固有的弹变频率范围之内,镗削振动就产生了。
其实任何强壮的刀杆都不能确保切削时刀杆不会产生弹变,实际上刀片在切削时都是颤动的,但是只有弹变足够大时颤动才变为震动。
因此我们得到这样的结论:刀具在切削工件时发生振动需要有以下三个条件同时存在: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,第二是切削时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固有频率相同随即产生共振。
削2;刀杆夹紧采用螺栓侧压,定位采用V型铁或孔柱间隙配合那么消除振动的方法便可根据下面三个原则:一是减小切削力至最小;二是尽量增强刀具系统或者夹具与工件的刚性;三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。
1.采用阻尼避振刀杆从而减轻振动我们虽然可通过改变刀杆的材质来达到消振的目的。
即把钢质刀杆改成整体硬质合金刀杆或重金属刀杆,它的刀杆夹持悬伸与刀杆直径避振极限比值(简称长径比)可达7-8倍。
机床工作常见问题及检修措施
机床工作常见问题及检修措施摘要:刀具振动是数控机床加工过程中一个普遍存在的问题。
当发生较严重的刀具振动现象时,往往伴有较大的噪声,进一步影响操作人员的情绪,严重影响生产效率。
此外,数控机床的振动现象也会导致加工零件的几何偏差,这会极大地影响加工零件的精度,最终在加工零件的表面会出现明显的振动线,从而降低加工质量。
为了防止振动现象的进一步扩大,文章分析了数控机床加工中刀具振动的原因,并提出了相应的处理措施,旨在减少数控机床加工中的刀具振动现象,提高加工质量,增强数控机床机械加工的能力。
关键词:数控机床加工;振刀原因;共振现象引言数控机床的刀具振动现象通常指的是数控机床在铣削、车削、钻削等加工过程中出现的刀具振动现象。
如果在切削过程中发生不必要的振动,会引起加工零件表面非常明显的波动。
数控机床的刀具振动引起的情况很多,如刀架整体型号不合理、机床使用条件或零件夹具不符合规定的使用标准等。
当数控机床在加工过程中出现非常明显的振动现象时,会使更多的线条出现在加工零件的表面,直接影响表面粗糙度,从而缩短加工工具的使用寿命,不仅会增加成本,而且会带来潜在的安全威胁。
在振动冲击后,加工后的零件会表现出明显的振动痕迹,整个痕迹会呈现出不规则的形状,影响整个加工物件的质量,并导致刀具两侧的不均匀磨损。
因此,有必要合理地处理数控机床加工中刀具振动的问题,并将其振幅控制在一个合理的范围内。
1.数控机床加工过程中振刀原因1.1刀具安装不合理刀具安装不合理,主要表现为工具安装的刚度和强度较差。
例如,刀杆的尺寸不符合规定的要求,导致加工过程中刀杆出现非常明显的颤振。
在较长时间的影响下,会使数控车床的尺寸块表面不够光滑。
当刀具被磨损时,会引起振动。
刀杆上安装的刀具材料一般包括碳、钼、铌、锆等。
如果机床上的刀具材料表面脱落,没有及时处理,就很容易引起刀具的振动。
也有一些因素会导致工具的振动。
例如,该刀具本身的质量并没有达到标准,或者由于刀具上安装了较大的内孔,造成内孔有大量碳沉积。
车削加工中常见的问题及解决方法
普通车床在强力车削大螺距螺纹时,有时会出现床鞍振动,轻者使加工表面产生波纹,重者断刀。
而切断时,学生经常有扎刀或断刀现象。
以上问题产生的原因很多,现主要通过对刀具的受力情况分析这一侧面来讨论这一现象及解决方法。
问题的产生及原因:车削螺距较小的螺纹时,一般采用直进刀切削法(在垂直于工件轴线方向做直线进刀);车削螺距较大的螺纹时,为减小切削力,往往采用左右借刀切削法(通过移动小滑板让螺纹车刀分别用左右切削刃切削)。
车削螺纹时,床鞍的移动是由长丝杠的转动带动开合螺母的移动来实现的。
长丝杠的轴承处有轴向间隙,长丝杠与开合螺母之间也同样有轴向间隙。
当采用左右借刀切削法强力车削右旋蜗杆用右主刀刃切削时,刀具承受了工件给它的力P,(忽略切屑与前刀面的摩擦力),把力P分解成轴向分力Px和径向分力,其中轴向分力Px与刀具的进给方向相同,刀具把这个轴向分力Px传给了床鞍,从而推动了床鞍向有间隙一侧做快速猛烈的来回窜动,其结果是使刀具来回窜动,并使加工表面产生波纹,甚至断刀。
但用左主刀刃切削时就没有这种现象,当用左主刀刃切削时,刀具所承受的轴向分力Px与进给方向相反,往消除间隙的方向运动,这时床鞍做匀速运动。
切断时,中滑板的移动是由中滑板丝杠的旋转带动螺母的移动来实现的,丝杠轴承处有轴向间隙,丝杠与螺母之间也有轴向间隙。
在车床上切断时,刀具前刀面(带有前角的)承受了工件给它的力P,(忽略切屑与前刀面的摩擦力),把力P分解成力Pz和径向分力巧,其中径向分力巧与切断车刀的进给方向相同,指向工件,将刀具朝工件里推,从而会拉动中滑板向有间隙方向窜动,使切断刀突然扎人工件,造成扎(断)刀或工件弯曲。
解决方法:当车削螺距较大采用左右借刀切削法的螺纹时,除了调整好车床有关参数外,还应调整床鞍同床身导轨之间的配合间隙,使其稍紧一些,以增大移动时的摩擦力,减少床鞍窜动的可能性,但这个间隙也不能调的太紧,以能平稳摇动床鞍为宜。
调整好中滑板的间隙,尽量使间隙最小;调整好小滑板的松紧,使其稍紧一些,以防车削时车刀移位。
数控机床加工过程中振刀的原因及处理措施
数控机床加工过程中振刀的原因及处理措施随着数控机床技术的不断进展,数控机床在高精度、高速度、高稳定、高效率上也有了很大的进步。
但在加工过程中,刀具和工件之间在不间断的运动,机床的振动是不可避开。
但通过合理的措施,可以避开由于振动现象导致振刀现象的发生。
下面昆山渡扬数控就来和你共享数控机床加工过程中振刀的原因并提出相应的处理措施。
一、数控机床产生振刀问题的原因1.机床在加工过程中产生共振共振是一种常见的物理现象。
机床工作中,受到周期性驱动力的频率与其自生的自激振动频率相同时,将会发生共振现象。
发生共振现象会导致振动幅度加大,因而会对机床的加工质量产生很大的影响。
共振造成振幅过大,会导致刀具和工件运行轨迹发生变化,引起位置偏移,这样会降低加工表面的质量和尺寸精度,加添工件表面粗糙,显现振纹。
2.机床导轨部件“爬行”现象机床爬行是机床运行部件显现低速运动或者小量位移时,做非匀速运动,在进给和调整运动会显现时快时慢现象。
产生爬行的原因是摩擦阻力的变化。
在机床运行中,运行的速度地域某一数值即临界值速度时会产生爬行。
此时加工的工件表面会产生震颤,产生振纹。
3.工件刚性差机械加工过程中,对修长轴型的外圆车削加工,工件在转动过程中,会产生弯曲变形从而产生摇摆,这样会导致打刀、振刀等问题。
同时,薄壁零件的外圆车削时,简单发生装夹变形,也简单显现打刀或者振刀问题。
在车削加工不规定零件过程中,驱动力往往不是作用在工件重心上,在高速切削条件下,会引起主轴变形,从而导致机床振动和振刀现象的发生。
4.刀具安装刚性差例如刀杆尺寸太小或伸出过长,会引起刀杆颤抖。
数控车床车刀垫铁不平整,或者锁紧螺母没有压紧时,同样会导致刀具的振动。
5.切削力变化大切削过程中,切削层金属内显现夹杂、晶粒粗大等问题;或者加工表面不规定时,切削时宽时窄时厚时薄等,这些由于切削力的变化会引起机床振动以及振刀现象。
二、数控机床产生振刀问题的解决措施1.除去机床共振的措施数控机床的静刚度和动刚度取决于机床制造商的设计和制造工艺,一台安装好的机床其固有频率是固定的。
切削振动的产生及解决
调整切削参数的方法
调整切削参数只对切 削振动不严重的刀具 可能有效,一般的调 整方法如下:降低刀 具或者工件的回转速 度,减小切深并提高 刀具每转或者铣刀每 齿走刀量。在内螺纹 的车削中若产生振动 ,可将完成螺纹车削 的进刀步骤减少1至2 刀。。
合理安排走刀的工艺路线
合理安排走刀的工艺路线对于铣削加工 非常重要。铣削有顺铣和逆铣之分,传 统的铣削理论将逆铣有利于减少铣削振 动,其实是指有利于抑制丝杠的间隙产 生的振动。如今的铣削设备大都安装了 滚珠甚至滚柱丝杠,所以逆铣消振的意 义不大。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 于消除弯板类零件的振动如图
系统发生共振。
还可以通过拆除现有刀盘上的刀片数 目来实现疏齿铣削,但是要注意不能 只摘除其中的某一两个刀片,这样的 结果会使其相隔刀片因每齿走刀量翻 备而造成刃口崩碎。正确的拆除办法 是拆掉一半的刀片,所以在购买面铣 刀时尽量避免奇数齿刀盘
使用正前角和大后角的刀片 配以轻快的断屑槽。
pos.
neg..
图中的R代表镗杆的弹变,可以 看出当切深ap与等于刀尖圆弧半径 时弹变最大,而且随着切深增加弹 变不会再增加反而开始减小,因为 径向切削力FCN在ap=r时最大,ap 再增加只会增加轴向抗力,而轴向 抗力不是细长刀杆产生振动弹变的 原因,反过来还会使刀杆保持稳定 。
对于细长刀杆的镗刀和车削细长轴刀杆 (Passive damper eliminate.vibration bar)
刀杆描述和加工部位 合金钢刀杆车削内孔
硬质合金刀杆车削内 孔
标准Teness阻尼避振 刀杆车削内孔 特殊Teness阻尼避振 刀杆车削内孔
主要减振策略 降低与抑制切削 力,增强刀具和 工件的静态刚性
一、 精车内孔存在的主要问
3、若用硬质合金车刀高速精车内孔,会出现刀杆刚性差,振动大,车出来的内孔表面容易产关键到底在哪里呢?经认真分析仔细观察,发现问题还是出现在切削速度和刀具上。高速钢车刀是比较容易刃磨,也容易磨得锋利。因此,用高速钢车刀低速精车内孔本来是一种较好的办法,但我校历届毕业等级考中,整体效果均不太理想,尺寸精度与表面粗糙度精度两项都合格的不超过40%。为什么一种较好的加工方法效果不佳呢?经过再次分析、观察和研究,发现高速钢车刀虽然很锋利,但耐热和耐磨性都比较差。精车内孔时,要始终保持切削刃的锋利,才不容易产生让刀,不出现锥度,要做到这一点,就要保证在三四刀内完成精车切削,否则切削的刀数越多,车刀的主后面就越容易磨损,造成车刀后角减小至零度,甚至形成负后角,这时刀具已经不是在切削车孔,而是在挤压车孔,工件表面因挤压产生弹性复原,对刀具后刀面形成很大压力,导致刀具磨损进一步加剧,此外由于刚性差,加工时产生让刀现象,如此反复进刀,直到产生加工硬化。此时工件表面硬度已接近刀具硬度,如果厚度达到0.07至0.5mm,会使车削内孔无法保证精度,这也是高速钢车刀低速切削会产生锥度的原因。技校学生由于技术不够熟练,经验不足,难以在三四刀以内完成内孔精车,又由于有的同学应试能力差,心理素质又差,不敢进刀,这样反复切削,造成刀具磨损,最终无法保证内孔质量。
一、 精车内孔存在的主要问题及分析
1、用高速钢内孔刀低速精车内孔时,车出来的孔虽然表面粗糙度较小,但容易产生锥度,使内孔的尺寸精度受到影响。要消除内孔锥度,虽可将低速改为中速切削,但又由于切削时刀具会产生积屑瘤,使车出来的内孔表面粗糙度增大,不容易达到Ra1.6。
2、若用高速钢车刀高速精车内孔,由于高速钢耐热性和耐磨性较差,车刀容易磨损,让刀现象严重,尺寸不易控制。
4、硬质合金车刀低速切削时,车刀刃能保持锋利,切削顺利,车出来的内孔孔形精度高,表面粗糙度值较小,36个工件中,29个工件合格,合格率80.5
普通车床螺纹车削常见故障及解决方法
普通车床螺纹车削常见故障及解决方法螺纹车削是机械加工中非常重要的一项工艺,通常在各种零部件的制造过程中都需要进行螺纹车削。
然而,在螺纹车削过程中,常常会出现一些故障,如刀具磨损、精度偏差、刀具掉刃等。
本文将针对普通车床螺纹车削中的常见故障进行分析,并提供相应的解决方法。
一、刀具磨损刀具磨损是螺纹车削最常见的故障之一,主要表现为刀尖磨损、后角磨损以及侧刃磨损。
刀具磨损会导致工件表面粗糙度增大、尺寸偏差增加等问题。
解决方法:1.定期检查刀具的磨损情况,及时更换磨损严重的刀具。
2.选择合适的刀具材料,提高刀具的耐磨性能。
3.加强刀具的润滑,减少磨损。
4.使用合适的切削参数,减少刀具的磨损。
二、精度偏差精度偏差是指螺纹车削过程中工件的实际尺寸与设计尺寸之间的差异。
精度偏差可能来自于车床本身的误差,也可能是由于操作不当或刀具磨损造成的。
解决方法:1.定期检查车床的准直度,及时调整车床的各个零部件,确保车床的准确度。
2.合理选择刀具,根据工件的要求选择适当的切削速度和进给速度,减小精度偏差。
3.加强操作人员的技术培训,提高操作人员的技能水平。
三、刀具掉刃刀具掉刃是螺纹车削中的一个严重故障,会导致螺纹质量不合格,同时也对安全造成威胁。
解决方法:1.选择优质的刀具,确保刀具的质量。
2.加强刀具的紧固力,定期检查刀具是否松动。
3.根据切削工况合理选择刀具的进给速度和切削深度。
4.在进给过程中避免突然变速,防止刀具发生震动。
5.定期检查刀具的磨损情况,及时更换磨损严重的刀具。
四、切削液问题切削液在螺纹车削过程中起到冷却、润滑、清洁的作用,然而切削液的质量差或使用不当会引起一系列问题,如工件表面粗糙度增大、刀具磨损加快等。
解决方法:1.选择合适的切削液,根据加工材料的不同,选择适当的切削液种类。
2.合理调节切削液的浓度和温度。
3.加强对切削液的管理,定期更换切削液。
4.根据切削工况,调整切削液的喷射方式和位置。
总结起来,普通车床螺纹车削中常见的故障包括刀具磨损、精度偏差、刀具掉刃以及切削液问题。
浅谈车床震动问题的解决措施
浅谈车床震动问题的解决措施摘要:本文从两种工作状态分析、阐述了振动产生的原因及解决的方法;又分别从箱体内部的各个结构点上找出振动的原因所在并加以分析总结关键词:震动空运行轴承座主轴引言振动—机床内部某个零部件的失衡。
它是关乎机床质量的大问题。
他的发生说明机床内部运行不流畅;带病运行还容易造成重大的安全事故,直接威胁人的生命。
振动的声音令人恐怖,而且还伴随噪声让人心烦,直接影响人们的生活质量和工作质量。
1机床空运行状态振动及处理方法1.1机床的主电机与振动(1) 主电机的轴承,轴承本身质量问题而损坏;装配时不清洁而损坏;装配时碰伤而损坏;都会产生振动,此种情况会伴有极大的噪声出现。
处理方法:更换轴承同时注意工作环境清洁且注意碰伤轴承。
(2) 主电机固定方式的间隙;主电机座与床腿间的间隙;主电机与电机子座间的间隙;电机座与调整螺帽的间隙。
处理方法:查明产生间隙的部位,如果螺钉松动将螺钉紧固,如果螺帽松动,将螺帽重新紧固。
1.2轴皮带轮与振动(1) 皮带轮偏摆也会产生轻微的振动,(精车工件外圆或内孔表面会出现细微无规律波纹)。
处理方法:把皮带轮装在芯轴上将皮带轮重新车正,如偏摆太大无法车正,即更换皮带轮。
(2) 皮带轮与轴有间隙也会产生振动,此种情况伴有异常声音出现,同样精车工件外圆和内孔表面会出现不规则细小波纹。
处理方法:更换皮带轮或将皮带轮孔加大,重新配套。
1.3 轴承座与振动(1)I轴皮带轮处轴承座内孔小会产生振动。
由于轴承座内孔小与镶到里边的轴承:111、308外环配合产生较大过盈使轴承外环变形,此种情况会伴有较大噪声出现。
处理方法:用内孔千分尺测出内孔准确尺寸,然后将轴承座卡到机床上,用砂布或三角刮刀处理至合格尺寸即可。
1.4 主轴与振动(1) 主轴高速旋转如转速增高,振动也增大且噪声也随之增大,此现象为主轴轴承有损伤,确定方法:加工零件的表面会有较明显的波纹。
处理方法:百分表检测主轴,如主轴轴向串动端面跳动超差则证明主轴后端的推力轴承损伤,如主轴径向跳动超差则主轴前端的向心轴承或后端向心推力轴承损伤,检测准确后将损伤轴承更换。
切削振动导致工件表面振纹,粗糙度不达标,如何消除?
切削振动导致工件表面振纹,粗糙度不达标,如何消除?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,此时刀具或工件会有松脱的危险,因此不能再继续进行加工。
振幅在100μm以下时,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。
振幅达到数十微米的强烈振动也可能是由于切屑形成的周期性引起的。
这种振动在对不锈钢等高硬度材料进行加工时,特别是进行强力切削时,容易发生。
切削振动产生的原因刀具在切削加工时产生振动需要下面三个条件同时存在:①刀具在内的工艺系统刚性不足,导致其固有频率低;②切削时产生了一个足够大的外激力;③外激力的频率与工艺系统的固有频率相同产生共振。
切削振动是自激振动加工过程中的振动有两种:自激振动和强迫振动。
振动来自非切削因素,不稳定的机床地基;机床丝杆的间隙;主轴轴承的损坏等原因而产生的振动,称为强迫振动。
切削振动一般是自激振动,是由于切削过程中的切削力变化引起的。
在工艺系统不足时容易产生。
振动产生后最明显的危害是工件表面有振纹,工件加工表面粗糙。
切削振动对加工的影响消除振动01尽量减小切削力:(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①提高刀刃的锋利程度,切深一定时使用小的刀尖圆弧半径。
②采用90°主偏角刀具(通过理论计算,采用90°主偏角刀具加工工件产生的径向切削力接近于零,而45°主偏角的刀具,产生的径向力与轴向力相等,最易产生振动)。
③使用正前角和大后角再配以合适的断屑槽。
内孔切削时刀具振动的解决方法
中 图 分类 号 :G 0 T 71
文 献 8 2 0 )7— 0 9— 3 10 4 9 (0 6 0 0 4 0
在 内: J - 中 , 具 的 振 动 将 会 影 响 到 加 工 精 度 。  ̄JT Ln 刀
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工 业 出 版社 ,9 5 18.
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( 3) 用 P B 端 铣 刀 铣 削 淬 火 钢 时 , 屑 的 形 状 C N 切
界 于带状 切 屑 与挤裂 切 屑之 间。 当铣 削 速 度 较 高 、 具 刀 磨 损较 小 、 件 材料 强 度 和硬度 较低 时形 成 带状 切 屑 , 工 反 之 , 形 成挤裂 切 屑 。 则
社 ,9 6 18.
条件 下 , 削区 的切 削层 金属 发 生 了部分 或全 部相 变 , 切 这对 于减 小 切屑 与刀 具 的摩擦 , 低铣 削 力 , 高 刀具 降 提
耐 用度有 很重 要 的意 义 。
7 中山一雄著 , 李云芳译 . 金属切削加工理论 【 . M 1 北京 : 机械
【】工 具 技 术 ,0 0 () J. 2 0 ,6 .
勒 公 式 的 。 度 下 限 的 数 值 主 要 是 由工 件 材 料 的 强 度 速
5 金相 图谱编写组. 相图谱 【 . 金 M】 北京 : 电力 工业 出版社,
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车削内孔时刀具振动的分析与解决方法
尹霞(邮政编码412000)
摘要:通过对车削内孔时刀具振动原因的深刻分析,提出了在保持高生产效率下的解决办法,并在生产中得到应用。
关键词:刀具振动长径比振动频率减轻振动高效率
车削内孔的加工中,刀具的振动将会影响到加工精度。
在传统机械加工车间中刀具振动的解决还是采用老式的加工理论,往往是以牺牲生产效率为代价,并且其中许多加工理念已经不再适合现代加工技术。
但随着国外越来越多先进的机夹刀具进入到传统机械加工车间后,给我们带来了新的加工理念。
现在向大家介绍这种高效率的解决方法。
1.刀具振动的原因
刀具振动实际应该切削振动,通常发生在长悬臂刀杆的镗削和铣削,薄壁件的切削加工等。
切削振动顾名思义只有在刀具进行切削时才产生。
而切削振动最明显的是工件被加工表面有振纹。
我们将振动分为三种。
它们是高频振动、中频振动和低频振动。
我们以内孔车刀杆的振动分析来看:刀尖切削工件时会产生切削力,这个力使镗刀杆产生弹性变形,当刀尖上的铁屑断掉后,刀杆的弹性变形就恢复。
随着铁屑不断产生在断掉,那么径向切削力随着铁屑的生成和断裂由大到小不断变化,形成正玄波动镗削力F。
此力的大小和方向是一直有规律的变化,如果切削力的变化频率等于或在刀具固有的弹变频率范围之内,镗削振动就产生了。
其实任何强壮的刀杆都不能确保切削时刀杆不会产生弹变,实际上刀片在切削时都是颤动的,但是只有弹变足够大时颤动才变为震动。
因此我们得到这样的结论:刀具在切削工件时发生振动需要有以下三个条件同时存在: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,第二是切削时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固有频率相同随即
一是减小切削力至最小;二是尽量增强刀具系统或者夹具与工件的刚性;三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。
2.采用阻尼避振刀杆从而减轻振动
我们虽然可通过改变刀杆的材质来达到消振的目的。
即把钢质刀杆改成整体硬质合金刀杆或重金属刀杆,它的刀杆夹持悬伸与刀杆直径避振极限比值(简称长径比)
可达7-8倍。
是因为这些材料的抗压强度大,合金钢的抗压强度为210 Gpa,而整体硬质合金的抗压强度为900 Gpa,是钢刀杆强度的2.5倍。
重金属是一种高比重的合金材料,淬火之前很软容易切削成型,成型后可以淬硬,但是它的减振效果不如整体硬质合金刀杆。
但随着采用重金属和整体硬质合金做为刀杆,刀杆的重量增加许多;价格也上涨了许多,这是许多生产厂家在经济上无法保证,有时甚至无法实现的。
现在我们可从图1中可看出,内孔车削受力复杂,单纯提高刀体的强度很难解决振动问题,而且都会降低生产效率,牺牲刀片刃口的安全性。
如果生产任务要求我们高效安全的进行更深的孔的加工,而且重复生产的操作性要强,解决这一瓶颈的办法就是采用阻尼避振刀杆。
图1我们可以从一表格中了解各种材质的刀杆的夹持悬伸与刀杆直径避振极限比
刀杆描述和加工部位主要减振策略长径比
合金钢刀杆车削内孔降低和抑制切削力,增强刀具和工件
的静态刚性
4:1
硬质合金刀杆车削内孔降低和抑制切削力,增强刀具和工件
的静态刚性
5~6:1
标准Teness阻尼避振刀
杆车削内孔
增强刀具动态刚性12:1
特殊Teness阻尼避振刀
杆车削内孔专门加工设计的增强刀具的动态刚性
系统同时增强刀具的静态刚性
15~16:1
首先要理解阻尼避振杆的工作原理,见图2。
假设在质量块m的下面再用弹簧P吊装另一个小质量g,只要依据一定的公式调节弹簧P的阻尼(例如做成铜丝弹簧或者腰鼓型的弹簧另外改变弹簧的长度)和g的质量,在外力锤击m后g通过P和m一起振动,但是振频相差/2,即m向下落时g开始向上弹,m向上弹时g向下落,从而在m振动不到一个周期内将m至于平稳状态,随然外力F不断按一定的频率施加在m上,但之间g随着F振动而m始终是近乎静止的。
见图2。
图2
其次我们再来分析阻尼避振镗刀杆的内部结构。
见图3。
图3
1、镗刀杆的前部是空管,中间的管是内冷水供应管,越是深孔加工,冷却和排屑越重要。
2、黑色的是强力橡胶圈,上面支撑的灰色环是硬质合金环,它们两个与刀杆内壁之间充满了液压油;
3、橡胶圈,硬质合金环与液压油构成了一个阻尼质量系统相当于上图2中的P和g,而且这一系统的阻尼可以做成阻尼可调节的机构。
4、570接口与刀杆过盈安装;
5、570齿牙接口前端可以安装各种内孔车刀,比如镗刀、槽刀和螺纹刀。
例如:悬伸300毫米的25毫米直径阻尼镗杆,在镗削调质钢40Cr时,切深1.5毫米,走刀0.02毫米。
刀尖从切到工件开始振动(振幅0.12毫米)到刀尖被消除振动只用了0.03秒。
见图4所示
图4此外还可采用重金属、硬质合金为刀杆材料再加上减振机构的组合,这样可达到刀杆的夹持悬伸与刀杆直径避振极限比值即长径比14。
达到最佳的避振效果,从而减轻振动。
3.降低切削力产生的切削振动从而减轻振动
⑴对于细长刀杆的镗刀或者细长杆的外圆车削时,采用90°主偏角的刀具有利于消振。
因为无论是外圆车刀车削细长轴,还是细长刀杆的镗刀镗孔,总是90°主偏角的刀具产生的径向切削力最小,同时刀片刃口产生的轴向力最大;45度主偏角的车镗刀易发生切削振动,因为产生振动的径向切削力与轴向力相等,而使用圆刀片时径向切削力大于轴向力,最易发生振动。
见图5
图5
⑵切深一定时减小刀尖圆弧半径rε可以降低切削力特别是径向切削力,而径向切削力是使细长杆类刀具或工件切削发生振动的罪魁祸首。
刀尖圆弧半径与振动倾向的关系是:在相同的切削深度时,刀尖圆弧半径越大,细长刀杆发生振动的倾向越大,无论是镗削还是铣削。
见图6
图6 rε=0.2时,切削力较小rε=0.8时,切削力较大
⑶使用锋利的刀片来降低切削力。
机加刀片分为涂层和非涂层刀片,非涂层刀片通常比涂层刀片要锋利,因为刀片如果要涂层一定要进行刃口的钝化处理,锋利的刃口将影响涂层在刃口部位的粘结强度。
即便是涂层刀片,物理刀片(PVD)也比化学涂层(VCD)刃口要锋利。
因为化学涂层材料经常是大约10微米厚的三氧化铝。
我们知道,现代机夹刀片采用的刀片材料按照其硬度分为六类:非涂层硬质合金、涂层硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼CBN和人造金刚石。
因此,若使切削力降低,推荐使用非涂层硬质合金或物理涂层的钴基硬质合金刀片。
⑷内孔镗削时刀片刃形角越小越好,这样副主偏角很大,副刃口与被加工面的颤动接触区小,颤动很难变成振动,副切削刃挤削的机会也小。
图中黄色部分是接触区,可以很明显看出刀片刃形角等于55°比80°的颤动接触区小,这样振动的机会很少。
见图7。
图7
⑸使用正前角和大后角的刀片配以轻快的断屑槽。
这样的刀片在镗削中的切削楔入角最小,切削当然轻快。
在车削与镗削中,主要推荐7度和11度后角的刀片,这是最常见的刀片,也是ISO标准刀片,不同厂家的刀片可以互换。
⑹调整切削参数。
调整切削参数只对切削振动不严重的刀具可能有效,一般的调整方法如下:减低刀具或者工件的回转速度,减小切深并提高刀具每转走刀量。
在内螺纹的车削中若产生振动,可以完成螺纹车削的进刀步骤减小1至2刀。
4.改善刀杆的夹持方法从而减轻振动
⑴传统的螺钉夹紧的方法是不利于消除振动的,最好的办法也是最易操作的是采用变形夹套的方法。
如图8所示。
这种方法先镗出与刀杆为过渡配合的孔,若是刀杆直径比较大如80毫米,可将孔的一侧铣开。
侧面的夹紧螺钉中要有两个顶丝,利用大径较重的刀杆装配,其余的为刀杆夹紧螺栓。
对于中小直径刀杆则是将孔剖为两半,每半的圆弧面淬火到HRC45,螺栓为两侧共同夹紧。
夹套下面通常为铸铁机座。
图8
⑵采用Capto刀柄模块夹持方式。
Capto刀柄模块系统采用先进的短锥大端面双定位面系统。
它的±2μm的重复定位精度和完美的抗弯与抗扭特性使刀柄系统刚性得以保持,因为良好的组合性,倒锥型刀柄最大限度的提高了镗铣刀具的抗弯性能。
并且这种接口具有广泛的通用性。
见图9
图9 5、采用刀具内部冷却的方式。
内冷却和排屑这两个问题虽然不会直接影响到加工振动,但对工艺可行性和稳定性有很大的影响,冷却不充分和排屑不畅会直接导致刀具寿命急剧下降、甚至是工艺方案不成立。
由于采用常见的加冷却液的方法无法到达深孔加工的部位,因此排屑和冷却是没有效果的。
所以在深孔加工中采用了刀具内部冷却的方式,这种镗刀杆的前部是空管,中间的管是冷水供应管,它有效地降低了加工部位的温度,并且利用冷却液的压力迅速带走了铁屑。
因此越深孔加工,冷却和排屑越重要。
结束语:
传统的方法在解决问题的过程中浪费了大量的时间和人力,即便当前的问题解决了,往往是以牺牲生产效率为代价,甚至造成了新的隐患。
然而高效率深孔加工是一个要求非常苛刻的课题,在很多场合下,众多条件,缺一不可。
虽然采用了现代机夹刀具及先进的夹持方式能在高速切削加工中完成深孔车镗加工,甚至会迅速提高机加车间的生产效率,但是要求生产者一定要全面考虑加工条件,并结合机床
自身条件和工件的加工工艺作出正确判定。