振動(dòng)是一種常見(jiàn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式,指物體在平衡位置附近隨時(shí)間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)也有具有危害性的一面,在車(chē)削加工時(shí),振動(dòng)會(huì)使得被加工工件的表面粗糙度增大,有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)紋理,不能達(dá)到加工要求。
同時(shí),一般隨著第一次振動(dòng)的產(chǎn)生,之后的加工也會(huì)伴隨著連續(xù)振動(dòng),使得整個(gè)加工過(guò)程每一道工序都會(huì)產(chǎn)生誤差,誤差的累計(jì)甚至?xí)?dǎo)致工件的報(bào)廢。
并且,振動(dòng)不僅對(duì)加工精度和加工質(zhì)量存在影響,還會(huì)對(duì)機(jī)器和刀具產(chǎn)生磨損,一旦發(fā)生這種情況,會(huì)導(dǎo)致整個(gè)車(chē)削加工機(jī)床和刀具受損,在加工領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工人在充分了解機(jī)床的情況下會(huì)通過(guò)犧牲機(jī)床的加工效率,減少零件切削的加工量來(lái)抑制加工中產(chǎn)生的振動(dòng)。
車(chē)削加工中產(chǎn)生的另一種振動(dòng)主要是刀具的振動(dòng),刀具的振動(dòng)很容易觀察到,刀具振動(dòng)是一種高頻振動(dòng),切削時(shí)產(chǎn)生的噪音會(huì)很大,很刺耳,主要是由于刀具在加工過(guò)程中與工件之間的磨損累積,使表面摩擦力增大,摩擦力的作用下會(huì)損壞工件與刀具,在工件表面劃出細(xì)而密的痕跡。
要控制車(chē)削加工過(guò)程中振動(dòng)的產(chǎn)生,要從機(jī)床和刀具兩方面來(lái)考慮。要以消除機(jī)床內(nèi)部振動(dòng)為基礎(chǔ),減少加工過(guò)程的人為操作失誤和工件刀具的錯(cuò)誤使用為手段,保證振動(dòng)不會(huì)造成嚴(yán)重的危害。想要有效減弱或消除振動(dòng),可以采取以下幾種措施。
1) 硬車(chē)加工的零件,需要選擇剛性更好的機(jī)床,日系或者歐系的機(jī)床。
2) 夾持刀具時(shí)要充分考慮工件的加工順序,對(duì)最適合的面進(jìn)行夾持,保證刀具受力均勻,避免加工過(guò)程中受力不平衡,彎矩增大,并且要將刀具夾持好,避免在加工過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)甚至刀具脫飛。
3) 合理選擇刀具的材料與類型,根據(jù)被加工件的材料以及加工精度要求選擇合適刀具,嚴(yán)禁“軟刀硬切”,既會(huì)損壞刀具,又會(huì)增加加工過(guò)程中的振動(dòng)危害性。
4) 適當(dāng)增大刀桿剛度,增加刀桿剛度可以減輕摩擦帶來(lái)的影響。
5) 控制刀具的懸伸長(zhǎng)度。刀具伸出的長(zhǎng)度太長(zhǎng),不利加工,且在加工過(guò)程中容易發(fā)生抖動(dòng),也會(huì)對(duì)操作者造成傷害。
6) 對(duì)使用時(shí)間長(zhǎng)的刀具要及時(shí)磨刀或者更換。
切削力對(duì)內(nèi)圓車(chē)削的影響
2) 導(dǎo)致尺寸超出公差范圍和振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。
選擇合適主偏 (切入) 角
選擇主偏 (切入) 角和切削力
2) 常用的是主偏 (切入) 角為95° (-5°) 和93° (-3°) 的鏜桿。
3) D型55°、W型80°和T型60°刀片形狀也很常用。
輸出軸壓板內(nèi)部的加工:材料20CrMnTi,表面光潔度要求Ra0.6以內(nèi),壓板屬于薄壁件,表面經(jīng)常有出現(xiàn)震紋的現(xiàn)象,使用某進(jìn)口品牌刀片,加工壽命只有五十件強(qiáng)制換刀。
在設(shè)計(jì)刀片的前期考慮到實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)機(jī)床及工件剛性不足的情況下,采用選擇小倒棱并帶修光刃的設(shè)計(jì),這樣可以減小切削力減少震紋,并可以得到良好的光潔度以滿足客戶的要求,選擇合理的切削參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試最后因刀片刃口磨損導(dǎo)致切削力增加產(chǎn)生了震紋,未達(dá)到預(yù)期的效果。
從測(cè)試數(shù)據(jù)分析來(lái)看,刀片材料以及刃口處理角度方面是沒(méi)有問(wèn)題的,最后引起振動(dòng)的主要因素是機(jī)床和刀桿剛性不足,原有的刀桿采用鋼基體刀桿,而且懸伸過(guò)長(zhǎng),是引起加工震紋的主要因素之一。
WSS針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究及方案優(yōu)化。提供特制刀桿并根據(jù)實(shí)際加工深度調(diào)整刀桿懸伸長(zhǎng)度,進(jìn)行測(cè)試,在同樣的加工參數(shù)(VC,fn,Ap),CBN的刀片壽命都提高150-200%,加工效果遠(yuǎn)超原有數(shù)據(jù),達(dá)到預(yù)期效果。通過(guò)優(yōu)化刀桿,提高刀片壽命,刀片價(jià)格又有優(yōu)勢(shì),加工的效率又不變,大大降低了生產(chǎn)制造成本,讓加工更加高效便捷。