切削振动的产生及解决.ppt

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1、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Valenite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

2、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。振动正常正常Valenite切削振动的三个分类Valenite解决刀具振动的思路第一是减小切削力至最小第二是尽量增强刀具系统或者夹具与工件的静态刚性第三则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。Valenite机夹刀片车镗刀

3、与铣刀的切削振动条件Valenite使用锋利的刀片来降低切削力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））也比化学涂层（CVD或MTCVD）刃口要锋利判断刃口的锋利度可以从它在指甲盖上是否划出成形的屑来判断刃口的钝化半径通常在35u到75u之间Valenite切深一定时使用小的刀尖圆弧半径比如刀片的刀尖角为0.8mm不变时，随着刀片切深的增加，细长的镗刀或铣刀杆振动倾向在切深ap和刀尖圆弧半径（r=0.8mm)相等时最大，当切深ap大于刀尖半径r后，刀杆的振动反而被抑制图中的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

4、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。Valenite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度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。Valenite对于细长杆的铣刀反而是圆刀片铣刀最有利于消振铣刀与镗刀相反，主偏角越接近90度径向切削力越大，刀杆振动越大。所以

5、在模具深孔型腔的面铣削加工中通常选用45度主偏角铣刀，如果切深小于1mm常采用圆刀片铣刀或者球刀。200铣刀直径80，刀片直径16，PM槽型，4030刀片材质，切深2，每齿走刀0.3mm/z,铣宽60，铣削速度180m/min铣削HB220的45钢，无任何振动Valenite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

6、率和超大切宽，通常用于大型深腔模具的开粗。Valenite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(boxlikeorbowllikeshapeworkpiece)，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。90的主偏角铣刀比如CoroMill390刀体，配以轻快的切削刃口刀片和正前角

7、槽型的刀片，切削力最为轻快。Valenite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，副切削刃挤屑的机会也小，例如在镗削内孔时，镗刀的主偏角假设为93度，使用CCMT的刀片其副主偏角为7度，使用DCMT的刀片副主偏角为32度，切削要轻快的多。但是刃形角小的刀片安全性差。55°Valenite面铣刀采用疏齿不等距铣刀来减小铣削振动“齿”指刀片。同