减振刀具在精密机械加工中的应用与注意事项详解 - 季华实验室研究

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    工具世界将其作为促进先进金属切割技术的责任

    在精确加工中应用吸收振动工具

    li Yule，Li Juchi，Yin ，Ji Hua实验室贡献

    精确加工中零件和工具的振动是限制处理准确性过程并困扰操作员的重要因素。为了防止精确加工期间的振动，通常有必要使用方法来降低旋转速度，减少进料量并减少进料工具的量。但是，这些方法将降低切割效率，甚至可能导致成品零件的表面粗糙度不合格。 ，尺寸差异，甚至工具故障，零件废料，机床损坏和其他问题。减震工具通常用于现代精确加工中，以降低振动风险并提高加工效率。通过分析振动产生的机制，并与实际处理中遇到的工程示例结合在一起，详细详细介绍了在高速旋转时，紧绷的工具支架和冲击吸收器工具的预防措施。这是在精确加工中为应用程序提供的参考和参考的振动吸收工具。

    介绍

    该工具的振动现象一直是精确加工的困难问题。一方面，这种振动将导致振动切割器标记出现在要处理的零件表面上，从而影响零件的加工精度。另一方面，由于机床的高度旋转速度在精确加工中，振动将缩短工具的使用寿命[1-3]，在严重的情况下，它甚至会导致加工零件或工具飞行出来，大大增加了处理的风险。 。

    消除振动工具的使用可以有效地抑制振动的产生[4-6]，并且在国内外也有一些关于吸收振动工具的研究。 Yang  [7]和其他人设计了一个带有内置压电陶瓷振动吸收器的转弯工具，并进行了模态测试。测试结果表明，该工具的使用将加工工件的表面粗糙度降低了67.2％，从而达到了预期效果。 Wang  [8]和其他人设计了一种吸收振动的工具杆，并使用工具杆进行了转弯实验。测试结果表明，与普通的工具棒相比，消除振动的工具杆可以使加工工件的表面粗糙度增加20％，这是振动消除振动工具的设计提供了新的想法。 [9]等。提出了一种新型的阻尼减震工具，并分析了减震工具的可行性。

    通过分析振动生成机制，提出了使用中的减震工具的预防措施和建议，并提供了技术支持，以在精确加工中应用减震工具。

    1。影响工具振动的因素

    当机床使用切割操作的工具时，由于切割力的影响，该工具的尖端会稍微变形。这种微变形是振动的来源。根据物理原理，推论变形量的计算公式如下：

    其中f是切割力，直流是刀具直径，l是工具悬垂的长度，而e是工具弹性模量。从公式（1）可以看出：对于没有防震机制的工具，工具的长度越大，变形量越大，振动的可能性就越大，工具的变形量是比例的到工具长度的立方功率。对于固定长度的工具，工具越厚，工具材料的弹性模量越大，工具的变形量越小，振动的可能性就越小，并且工具的变形量与立方体成比例工具长度的功率。因此，减少工具悬垂和增加的工具直径对减少振动效应具有几何影响。同样是基于此的，大规模的生产线（例如汽车行业）将优先使用定制的工具架（最大直径和最小悬垂）来提高生产效率。从上面的变形公式来看，我们知道可以通过增加材料刚度来减少切割振动。具有相对较大的Young模量的材料（例如碳化物工具）是我们的理想材料，作为防震工具棒。使用胶结碳化物作为工具棒的吸收振动工具通常称为胶结碳化物振动的工具。它通常用于硬货物或磨坊和无聊的处理位置，该工具悬垂不超过7xDC。

    阻尼振动阻尼是通过在工具固定器头部的吸收吸收机构时及时吸收震动振动能力的，从而削弱了振动风险。阻尼振动阻尼结构如下图1所示。当工具栏的悬垂大于4xDC时，阻尼和消除振动的钻孔也可以为您带来实现高生产效率的优势。如果悬垂不超过10xDC，则通常足以完成处理过程。如果悬垂悬浮，则钢振动的钻孔足以完成处理过程。如果扩展超过10xDC，则需要胶结的碳化物增强振动钻孔以克服其自身的径向挠度并解决振动问题。

    图1：阻尼和减震结构

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    由于阻尼和吸收振动工具持有器中有橡胶产品，因此最大工作温度将受到限制，通常不超过100摄氏度。如果您长时间在高温下工作，它将加速橡胶产品的衰老并失去振动效果。由于硬驾驶汽车处理将产生极高的热量，因此工具持有器的工作温度通常在高温下。在这种工作条件下，应优先考虑粘贴碳化物振动阻尼工具支架，以避免使用阻尼振动阻尼工具固定器。如果您只能使用阻尼和消除振动的工具架，则应用大量冷却水喷涂工具架，以避免工具持有人的温度过高。

   

    2。夹具固定器，用于吸收振动的工具支架

    油管套管通常使用API​​或ACME螺纹。由于非常高的可靠性要求和严格的操作条件，因此在处理过程中不允许振动标记，无论是牙齿轮廓还是凹槽的底部。由于避免零件的要求，工具棒的直径为40mm，悬垂为160mm。对于螺纹和凹槽处理，它非常容易振动。在工程示例中，使用了一批阻尼和防震工具来处理Acme螺纹和孔内凹槽。为了节省成本，建议根据需要制作一个紧密的支架，如下图2所示。安装后，工具制造商提供的螺纹和凹槽的加工参数并不理想，并且牙齿墙和凹槽底部有鱼尺般的振动切割器标记。经过分析后，确定紧身刀无效。由于工具固定器的侧壁太厚，因此锁定力主要在工具固定器本身的变形上消耗，而压在工具固定器上的力不足。因此，改进计划是插入工具架的侧壁，以减少刀具持有人的变形阻力以增加夹紧力。重新处理后，螺纹表面和凹槽底部表面上的振动模式得到了显着改善，从而实现了预期的结果。在长期促进应用程序后，紧密锁定工具具有进一步的优化空间。可以在刀具支架的收缩接头旋转方向上以90°的旋转方向打开两个收缩接头，并且紧密锁紧效果将更加理想。

    图2

    3。在BT主轴上使用减震器工具固定器时需要注意的事情

    为了加工大量的深腔，使用了最常用的深腔处理，使用Net  400（包括铣刀，不包括法兰长度），D63R6的工具分析处理D63R6，工件材料718HH，材料硬度HRC38响应于这种处理条件，计划使用阻尼振动的工具支架来解决处理振动问题，提高处理质量和效率，同时改善工具寿命。在使用普通延长杆处理此部分时，工具寿命仅为2-3分钟。

    图3

    经过分析后，给出了消除振动的工具方案，如下所示：在该工具到位后，切割参数的切割参数，切割深度为0.7mm，进料/min，切割宽度为30-100％，为30-100％，该工具更大，检查切割表面，通过振动有效地减少剪切表面，与普通工具棒相比，工具寿命从3分钟增加到25分钟。

    图4

    考虑到BBT工具支架的弯曲特性比BT工具支架的弯曲特性更好，在测量了拧紧刀架后，主轴端面与工具固定器的端面之间的距离。同时，制造了1.972洗衣机。安装洗衣机后，它再次进行。工具切割性能测试。测试结果表明，工具寿命已从25分钟增加到33分钟，使切割表面更加顺畅，从而有效地提高了加工表面的质量。该效果如图4所示。安装刀，并且操作员没有采用该解决方案更加麻烦，但是这种尝试为将来更苛刻的应用程序方案提供了解决方案。同时，在投资机床时可以考虑BBT工具持有人。

    4。在高速施加振动阻尼工具架时需要注意的事情

    以下是一般的非标准阻尼防震铣刀。外部尺寸如图5所示。变速箱壳水平添加，材料是铝合金的一定等级。为了满足严格的加工效率指标，所需的加工参数如下，请参阅正常的短手机加工参数，速度和馈电/最小。结果，在零件的试用处理过程中，刀柄损坏了，刀身体猛烈地撞到了机床，造成了机床主轴的损坏，并损坏了防震工具手柄。

    图5

   

    分析表明，阻尼和消除振动工具不适用于超高速度处理。由于阻尼和吸收振动工具的头部有一个胶结的碳化物振动器，因此振动器通过连续振动吸收加工振动能。在此过程中，工具的动态平衡被破坏了。随着速度的增加，动态平衡测量迅速增加，并最终超过了开支力以产生效应。这种效果是一个极其危险的效果模型。经过评估后，该工具的速度严格限于以下内容，此后没有发生过有效小腿的安全事故。

    5。结论

    通过在精确加工过程中分析工具振动的机制，给出了工具振动的原因以及影响振动振幅的因素。结合工程示例，解释了用于阻尼振动振动工具持有器的扣环架，用于BT纺锤体的防震工具支架的预防措施，以及用于应用高速应用时的振动振动工具支架的预防措施。精确加工中的应用提供了强大的参考，同时为精确加工提供了参考和灵感。

    参考文献（有关详细信息，请参见2023年7月的杂志）

    东中国刀工业--Zhexi--Anhui

    刀世界 - 苏州：卢蒙吉

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