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铣削表面振纹,刀具悬伸和每齿进给要一起看

作者:云获客 来源: 技术分享 7 次浏览

铣刀悬伸越长,刚性下降越快,容易激发颤振。每齿进给过小会让刃口挤刮,过大则切削力高,都要和悬伸一起判断。

铣削表面振纹,刀具悬伸和每齿进给要一起看

铣削表面的振纹,是刀具和工件颤振时刀齿留下的波纹。它和正常进给刀痕不同。刀痕间距可以由每齿进给算出来,浅而规则。振纹的间距对不上这个齿距,常常伴随尖叫声。先分清是齿痕还是振纹,再谈悬伸和每齿进给。把正常齿痕当成振纹去改参数,表面的波距只会随进给变,尖叫声却没有。

立铣刀像一端被夹住的梁。悬伸越长,同样切削力下刀尖挠度越大,而且按悬伸长度的三次方增加。悬伸加长一倍,同样的力下挠度会变成原来的八倍。刚度这样下降以后,刀齿切入就容易颤振。缩短悬伸、增大刀杆直径,是提高刚度最直接的办法。刀还是那根细长杆时,只改参数,稳定的范围仍然很窄。

悬伸把刀尖刚度快速降下来

实际悬伸要算到夹持端面,不是只看刃长。刀柄里夹得太少,等于又加长悬伸,振纹里还会夹着刀柄微动。夹持长度够、刀柄没有拉毛,夹紧以后纹若明显减轻,原来有松动。夹紧以后纹还在,才是刀杆悬伸和切削参数的问题。先把夹持排除,避免在松动的刀柄上反复改每齿进给。

径向切宽和轴向切深决定切削力。悬伸已经很长时,切宽稍大,力就足以让刀尖振动。把切宽减小,振纹常常先消失,即使每齿进给还没改。这说明力相对于刚度太大。切宽已经很小仍然振,再看悬伸还能不能缩短,以及每齿进给是不是小到刃口在挤刮。减小切宽是减力,缩短悬伸是加刚度,两边不是同一个旋钮。

刀具跳动会使一齿切得很深,表面留下与每转对应的重痕,间距比每齿进给大,不一定有颤振的尖叫声。跳动来自刀柄、夹头或刃口不齐。把跳动修掉,重齿消失。纹间距仍然对不上齿距并有尖叫声,才是颤振。先消除跳动,避免把重齿当成悬伸引起的振纹。重齿在缩短悬伸以后往往还在,因为跳动量没有变。

每齿进给过小或过大都会助长振纹

每齿进给过小,切屑厚度小于刃口钝圆,刀具在挤刮,细长刀尤其容易振。适当加大每齿进给,让刃口切下切屑,振纹有时会减轻。这和一振就减小进给的习惯相反。悬伸很长时,进给又不能大到把刀尖推出稳定区。过小和过大都会振,中间有一段既能切干净、力又不过分的进给。这段范围会随悬伸变长而变窄。

悬伸短、刚度足够时,每齿进给偏大通常只是刀痕变深,不一定尖叫。悬伸长时,同样的每齿进给就会振。先量悬伸和刀杆直径。悬伸相对直径已经很大,先缩短或换粗刀杆,再重新选每齿进给。在细长刀上把进给降到极小,往往更挤、更振。缩短悬伸以后,原来引起振动的进给可能变得正常。

改变转速时,颤振纹的间距会变,因为振动多与刀杆的固有频率有关,而齿痕间距只随每齿进给变。纹间距若跟着齿距变化,那是刀痕或跳动。对不上齿距并仍有尖叫声,才是颤振。确认是振纹以后,再决定缩短悬伸还是调整每齿进给。把所有纹都当成颤振去降转速,可能只是把齿痕间距改了。

顺铣和逆铣改变力的方向,细长刀可能只在一种铣法下振。换铣向以后振纹消失,说明是力的方向相对这根刀的刚度不合适,不一定要把每齿进给降很多。两种铣向都振,刚度问题已经比较严重,仍应先缩短悬伸。铣向只是在刚度不足时加重或减轻,不能代替悬伸本身。

刀片磨钝以后挤刮增加,原来稳定的悬伸和进给也会开始振。新刀在同样条件下不振,用旧才振,应更换刀片,而不是缩短已经不长的悬伸。新刀就振,再量悬伸和每齿进给。是新刀就有,还是用到后来才有,把磨损和参数分开。钝刃上继续减小进给,挤刮会更重。

出现规则尖纹时,先用齿距核对是不是刀痕或单齿跳动。确认颤振以后量悬伸。悬伸过长,先缩短夹持外的长度或换大直径刀杆,再把每齿进给调到刃口能切下切屑、力又不过大的范围。只减小每齿进给,细长刀会更挤。只加大进给,悬伸很长的刀会更振。两个量一起决定刀尖还稳不稳。