如何从铣刀和振动等因素入手来提高数铣加工精度?

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发布: 2025-04-25 12:40:25
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如何从铣刀和振动等因素入手来提高数铣加工精度?

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一、刀具螺旋角的选择

当前机床上的螺旋角通常设置为30°、45°和60°,各有不同的应用场景。30°螺旋角的刀具在排屑性能上表现优异,但不适合加工坚硬的材料和进行孔、槽铣削;45°螺旋角的刀具具有较大的切削力,适用于沟槽加工,但会导致加工表面较为粗糙;60°螺旋角的刀具主要用于大面积侧面加工。螺旋角增大时,可以获得更大的切削力,并使用更锋利的刀刃来加工硬度更高的材料,但会使加工表面更加粗糙。

二、加工进给量对效果的影响

铣刀在加工过程中需要进行不同刀刃的交替操作,以实现多种纹路的连接。在不同速度下,不同刀刃的加工操作会导致不同的纹路效果。为了比较实验数据,实验中保持刀刃的旋转速度不变,改变进给速度,反之亦然。结果表明,旋转速度高而进给速度低时,表面的粗糙度会有所提高。因此,要获得更好的表面粗糙度,需要降低进给量。同时,在安装刀具时要注意正确的安装方法。

三、刀刃使用次数的影响

多次使用的刀具容易出现崩刃、变形等不可逆损伤,这些损伤主要由换刃时的摩擦引起。使用磨损的刀具时,零件表面的粗糙度会明显增加,加工效果显著下降。在未完成加工的零件上,常见的问题是加工表面留下的毛刺,这些是由刀刃磨损引起的。最简单的解决方法是更换刀具,此外,增加切削液流量也是有效的处理方法。

四、机械振动的影响

1、数控机床产生振动的原因。

(1)零件装夹不规范:在加工形状复杂或尺寸过小、不规则的零件时,操作失误可能导致零件在加工过程中松动。

(2)刀具选择不当:如在加工硬度较高的材料时使用螺旋角较小的刀具,容易产生振动。刀具类型选择错误也会导致加工过程中产生振动。

(3)短时间内加工过多:刀具的线速度应与待加工件的表面宽度和进给速度成比例变化。刀具旋转速度和切削速度的差异会影响切削阻力,进而成为振动源。同时,需注意换刀频率,即使操作规范,刀具也会不可避免地受到损伤。

(4)数控铣床机械传动时也会带来振动,保养不当或润滑系统问题会导致硬件损伤,从而产生振动。

(5)同一台数控机床的机械传动误差,在不同数值设定下会对主轴产生不同影响,导致刀刃产生不同的滑动,影响切削效果。

2、数控机床本身振动的影响。

(1)加工时的振动会导致加工表面出现波形波振纹等问题,影响加工表面精度,增加零件表面的粗糙度。同时,工件和刀具之间的相对位移会使工件变形更加严重,影响加工表面的粗糙度和尺寸精度,最终导致加工件达不到所需精度。

(2)在机床产生振动的情况下,刀具的使用寿命会受到影响,导致切削受阻,刀具损伤增加,容易出现崩刀现象,进而影响加工精度。

3、如何减少甚至消除振动:

(1)装夹工件时,应选择刚性好、形变小的部位进行装夹,以减小切削力作用产生的振动。

(2)刀具选择:加工塑性材料应使用硬度较大的合金刀具,加工脆性材料则使用耐磨性较强的合金刀具。抗振性强的材料适用于高硬度金属的粗加工,耐腐蚀性材料适用于精加工。

(3)在实际操作中,通过减小铣刀的使用长度等方法加强刀具的刚度,以抵御损伤。

(4)选择螺旋角和刃数较大的刀具,以增强刀具的抗振能力。

(5)在编程时,采用不同的方法降低刀具的旋转或进给速度,以减少振动影响。

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