提高数控铣削加工精度涉及很多因素,关键在于刀具设计、加工参数选择和振动控制。首先,刀具的螺旋角直接影响排屑效果和表面粗糙度,而进给量和刀具使用寿命也会显著影响加工质量。此外,机床振动是影响加工精度的重要因素,可能是由于装夹不当、刀具选择不正确或机床传动问题引起的。通过优化刀具选择、减小振动、控制加工参数,可以有效提高加工精度和表面质量。
刀具的螺旋角问题
目前机床上规定的螺旋角有30°、45°、60°三种,在不同的地方有不同的应用。30°螺旋角在排屑性能上优于其他两种,但不易于切削较硬的工件和孔槽铣削。螺旋角为45°的刀具功率较大,可以加工沟槽,但加工后的表面会显得很粗糙。60°刀具加工一些大面积,最常用于侧面加工。螺旋角增大时,加工时可以获得较大的加工力,加工较硬的工件时会使用更锋利的刀片,但加工后的表面会比较粗糙。
进料尺寸反映加工效果
当 铣刀 进行加工工作时,为了实现多种不同纹理的延续,需要频繁地交替使用不同的刀片。此时,不同刀片的不同加工操作将使要加工的纹理在不同的速度下表现出不同的效果。因此,为了比较实验数据,实验中设定刀片的转速相同,改变进给速度。同时,在改变转速的同时,进给速度保持不变。最后得出结论,当转速高,进给速度低时,表面粗糙度会有所改善。那么,在实际中需要更好的表面粗糙度时,需要减少进给量。同时,在刀具的安装过程中还要注意很多事情,例如正确的安装方法。
刀片使用次数的影响
在多次使用的工具中,经常会发生崩刃、变形等不可逆的损坏。使用这些工具时磨损的主要来源是更换刀片引起的摩擦。使用这些工具时,零件的表面粗糙度明显不同,加工效果明显降低。在尚未加工的零件中,可以发现有时会在加工表面上留下一些痕迹,最常见的就是毛刺。这些都是由上述刀片磨损引起的。此时,最简单的处理方法就是更换刀具。此外,增加切削液的流量也是一个不错的处理方法。
机械振动的影响
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零件装夹时操作不当:在加工形状复杂的零件或过小、不规则的零件时,操作时可能会出现失误,造成零件在加工过程中松动。
刀具选择不正确:例如加工硬质材料时,如果刀具的螺旋角较小,则容易引起振动。刀具类型选择不正确,也会导致加工时产生振动。
短时间内加工量过大:实际操作中,刀具的线速度需要随着被加工工件的表面宽度和进给速度而变化,刀具转速与切削速度相差过大会影响刀具的切削阻力,从而成为振动源。另外实际操作中也需要多加注意换刀频率,即使操作规范,也难免会损坏刀具。
数控铣床在机械传动过程中也会产生振动,从而影响刀具,如果保养工作不到位或者润滑系统出现问题,也会损坏硬件,从而产生振动。
同一数控机床的机械传动误差,数控机床在不同数值设定下对主轴的影响会有所不同,主轴转速不同会造成刀片滑动不同,导致切削效果不佳。
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加工过程中的振动会使加工后出现不应出现的波浪纹等问题,影响加工表面的表面精度,增加加工件的表面粗糙度。同时,工件与刀具之间产生相对位移等问题,也会使工件的变形更加严重,影响加工表面的粗糙度和尺寸精度,使最终加工出的零件达不到实际要求的精度。
当机床发生振动时,机床上刀具的使用寿命也会受到这种振动的影响,导致刀具正常切削受阻,刀具损坏加剧,容易发生崩刃现象,维持这种状态会使加工不准确。
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装夹工件:装夹工件时,应选择刚性好,变形小的位置,以减少切削力引起的振动。
刀具选择:对于塑性材料的加工,应选用硬度较高的合金刀具进行加工,对于脆性材料的加工,应选用耐磨性更强的合金刀具进行加工。各种高硬度金属的粗加工,常选用抗震性强的材料;在使用过程中,精加工时,则选用耐腐蚀性强的材料。
在实际操作中,可以通过减少铣刀的使用长度来增强刀具的刚性,以抵抗损坏。
在选择不同螺旋角和刀片数量的刀具时,应注意,当刀具需要有更强的抵抗力时,选择具有较大螺旋角和刀片数量的刀具是一个好的方法。
编程时,采用不同的方法,降低加工刀具的旋转或进给速度,都可以减轻振动的影响。