关于聊天的十个问题

如果你想使用高速铣削主轴来积极地加工，那么关于颤振的信息应该不仅仅是背景噪声。

以下是一些基本要点:

聊天是什么?

不仅仅是振动。在机械加工中，颤振是刀具在零件上移动时产生的振动。

闲聊“自食其力”——这是什么意思?

刀具、刀柄和主轴将一起以某种固有频率振动——这个频率是这个总成“自然”想要振动的频率。事实上，装配很可能在同一时间以一个以上的固有频率振动。

在刀尖，这种振动在加工表面留下波动。波形会导致下一个切削刃承受可变负载。当这种情况发生时，这种可变负载会加剧已经存在的振动，使情况变得更糟。

“自激振动”是这种现象的一个术语。“波浪再生”是另一个例子。

为什么喋喋不休是不好的?

影响零件的光洁度;你也许能清楚地看到震动痕迹。如果颤振持续，主轴的寿命也可能受到影响。

然而，更为直接和严重的后果涉及效率。大多数车间通过设置较低的加工参数来处理颤振。因此，决定金属去除率的不再是刀具强度和主轴马力，而是颤振成为阻碍工艺发挥其潜力的限制因素。

我们能做些什么呢?

增加刚性是一种选择。使用较短的工具或刀架，或切换到更牢固的刀架，这些都是可能使过程不太容易振动的变化的例子。

当铣削在高主轴速度，有一个潜在的更有前途的选择。一定的有限范围内的主轴转速可能是稳定区域。在这些范围内，切削刃的冲击速率与系统的固有频率同步。切屑负载变得水平，所以切割是平滑的。因此，切割的深度可以增加，有时可以大幅增加。

每个主轴是否只有一个稳定的转速范围?

主轴转速的稳定值仅适用于主轴、刀具、刀柄和刀具外伸长度的特定组合。这四个因素构成了一个完整的整体。每个不同的组件必须分别进行评估;仅仅评估主轴是不够的。

然而，任何特定的主轴和工装装配都可能有一个以上的稳定区域。因此，仅仅找到一个稳定的速度区域可能是不够的。另一方面，更快的速度也可能是稳定的。

为什么这个讨论集中在高速主轴?

一般来说，在较低的转速下铣削——比如说，在4000转/分附近——并不会提供找到转速值的机会，以允许大幅度的金属去除。颤振阈值在整个区域只会有很小的变化。这种颤振可以通过增加刚性来解决。这也可以通过使用可变边缘间距的刀具设计来解决，这样表面的波就不会出现在这样的规则间隔。

然而，在最大转速为10,000 rpm或更多的主轴上，可能会有更有效的解决方案。很可能，颤振可以通过找到一个允许更大切割深度的最佳速度来解决。

我怎么找到这个最佳速度?

它可以通过试验切割进行实验。(参见“聊天控制”的例子。)它也可以通过测量来发现，使用抽头测试。这个测试包括用精致的锤子敲击工具，并用电子设备测量频率响应。由此得到的频率响应图将表明系统的各种稳定速度。甚至还有一种软件可以通过用麦克风听切割来完成类似的事情。(参见“甜蜜，甜蜜点”。)

我该如何利用这些信息?

对于每一个想要在高速下有效使用的主轴、刀具、刀柄和刀具悬挑组合，你应该找到最佳的主轴转速，以及相应的切削深度，你已经能够在你的车间运行的各种材料中实现。

这里不包括进给速度，因为进给速度对颤振的影响较小。

让程序员可以使用所有这些速度和深度的数据。当他们使用机器、工具和工件材料的特定组合时，他们应该参考这个最佳切削参数矩阵。

如果切割平稳，振动是否停止?

不。切削是稳定的，因为切削刃的冲击与振动是同步的。这工具还在震动。因此，准确性需要关注;振动工具可能不会将已加工表面精确地放置在预期的位置。这种现象被称为“表面定位错误”(见“理解表面定位错误”)。

什么是工具调优?

工具调优(参见“悬垂效应”)可能被认为是下一步。已经掌握了寻找和使用最佳速度的商店可能会考虑修改这些最佳速度。

一种方法是通过工具的悬垂长度。通过玩这个长度，稳定速度区域可能会改变。它甚至可能有效地利用机器的所有可用主轴转速，通过操纵工具外伸，使稳定的速度区与主轴的最大转速一致。