CNC加工时如何减少硬质合金立铣刀的振动

在CNC铣削中心，由于刀具、刀架、机床、工件或夹具的限制，可能会产生振动。为了减少振动，需要考虑一些策略。

1.刀具

对于面铣，必须考虑切削力的方向：

使用90°铣刀时，切削力主要集中在径向。在长悬伸条件下，这会导致铣刀摇摆；然而，在铣削薄壁/振动敏感零件时，低轴向力是有利的。

45°铣刀可产生均匀分布的轴向力和径向力。

圆刀片铣刀 将大部分力沿主轴向上引导，尤其是在切削深度较小时。此外，10°铣刀将主切削力传递到主轴，从而减少了长刀具悬伸引起的振动。

为工艺选择尽可能小的直径。

DC 应比 ae 大 20-50%。

选择疏齿和/或不等距铣刀。

轻型铣刀头是有利的，例如  带有铝合金主体的硬质合金立铣刀。

对于不稳定的薄壁工件，使用大主偏角=小轴向切削力；对于长刀具悬伸条件，使用小主偏角 = 高轴向切削力。

2. 处理

模块化刀架系统可用于组装所需长度的刀具，同时保持高稳定性和最小跳动。

1)保持刀具组件尽可能高的刚性和尽可能短的长度。

2) 选择尽可能大的柱直径/尺寸。

3) 使用适合超大尺寸铣刀的接杆，避免减小直径的接杆。

4) 对于小尺寸立铣刀，如果可能，请使用锥形接杆。

5) 在最后一次走刀在零件深部的过程中，在预定位置使用加长刀具。根据每个刀具长度调整切削参数。

6）如果主轴转速超过20000转，使用动平衡刀具和带刀架的特大铣刀，一定要使用尽可能短的刀具长度并逐渐增加长度。

3.阻尼铣刀

如果悬伸量大于刀具直径的4倍，铣削振动趋势可能会更加明显，阻尼铣刀可以显着提高生产率。

4. 前沿

减小切削力：

1) 选择具有锋利切削刃和薄涂层材料的轻载槽型-L

2）使用小圆弧半径和小平行切削刃的刀片

有时，可以通过向系统增加更多阻尼来降低振动趋势。使用具有较大负前角和轻微磨损的切削刃的切削刃槽型。

5.切削参数和刀具路径编程

1) 务必使铣刀相对于铣削表面偏离中心。

2）对于KAPR 90°长刃铣刀或立铣刀，使用小径向切深（最大ae = 25%×DC）和大轴向切深（最大ap = 100%×De）。

3）面铣时，使用小切深ap和大进给fz和圆刀片或小主偏角的大进给铣刀。

4) 通过编程大圆弧路径避免拐角处的振动，参见内拐角铣削。

5) 如果切屑厚度变得太薄，切削刃会划伤而不是切削，从而产生振动。在这种情况下，应增加每齿进给量。

6. 机床

机床的状况可能对铣削振动趋势有较大的影响。主轴轴承或进给机构的过度磨损会导致加工性能不佳。仔细选择加工策略和切削力方向，充分利用机床的稳定性。

每个机床主轴都有不稳定的区域，容易产生振动。稳定切削区由稳定图描述，并随着速度的增加而增加。即使速度增加低至 50 rpm，也可以将切割过程从不稳定的振动状态转变为稳定状态。

7. 工件及其夹具

铣削薄壁/底座零件和/或夹具刚性较差时，请考虑以下几点：

1）夹具应靠近机床工作台。

2) 优化刀具路径和进给方向，朝向机床/夹具强度最高的位置，以获得最稳定的切削条件。

3) 避免沿工件未完全支撑的方向加工。

4）当夹具和/或工件在特定方向的刚性较差时，逆铣可以减少振动的趋势。