巨星:數(shù)控機(jī)床徑向跳動(dòng)的處理方法

一、引言

在數(shù)控銑床切削加工過(guò)程中，造成加工誤差的原因很多，刀具徑向跳動(dòng)帶來(lái)的誤差是其中的一個(gè)重要因素，它直接影響機(jī)床在理想加工條件下所能達(dá)到的最小形狀誤差和被加工表面的幾何形狀精度。在實(shí)際切削中，刀具的徑向跳動(dòng)影響零件的加工精度、表面粗糙度、刀具磨損不均勻度及多齒刀具的切削過(guò)程特性。刀具徑向跳動(dòng)越大，刀具的加工狀態(tài)越不穩(wěn)定的，越影響加工效果。

二、徑向跳動(dòng)產(chǎn)生原因

刀具及主軸部件的制造誤差、裝夾誤差造成刀具軸線和主軸理想回轉(zhuǎn)軸線之間漂移和偏心、以及具體加工工藝、工裝等都可能產(chǎn)生數(shù)控銑床刀具在加工中的徑向跳動(dòng)。

1．主軸本身徑向跳動(dòng)帶來(lái)的影響

產(chǎn)生主軸徑向跳動(dòng)誤差的主要原因有主軸各個(gè)軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸撓度等，它們對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式的不同而不同。這些因素都是在機(jī)床的制造和裝配等過(guò)程中形成的，作為機(jī)床的操作者很難避免它們帶來(lái)的影響。

2．刀具中心和主軸旋轉(zhuǎn)中心不一致帶來(lái)的影響

刀具在安裝到主軸的過(guò)程中，如果刀具的中心和主軸的旋轉(zhuǎn)中心不一致，必然也會(huì)帶來(lái)刀具的徑向跳動(dòng)。其具體影響因素有：刀具和夾頭的配合、上刀方法是否正確以及刀具自身的質(zhì)量。

3．具體加工工藝帶來(lái)的影響

刀具在加工時(shí)產(chǎn)生的徑向跳動(dòng)主要是因?yàn)閺较蚯邢髁觿×藦较蛱鴦?dòng)。徑向切削力是總切削力在徑向的分力。它會(huì)使工件彎曲變形和產(chǎn)生加工時(shí)的振動(dòng)，是影響工件加工質(zhì)量的主要分力。它主要受切削用量、刀具和工一件材料、刀具幾何角度、潤(rùn)滑方式和加工方法等因素的影響。

三、減少?gòu)较蛱鴦?dòng)的方法

刀具在加工時(shí)產(chǎn)生徑向跳動(dòng)主要是因?yàn)閺较蚯邢髁觿×藦较蛱鴦?dòng)。所以，減小徑向切削力是減小徑向跳動(dòng)重要原則?？梢圆捎靡韵聨追N方法來(lái)減小徑向跳動(dòng)：

1．使用鋒利的刀具

選用較大的刀具前角，使刀具更鋒利，以減小切削力和振動(dòng)。選用較大的刀具后角，減小刀具主后刀面與工件過(guò)渡表面的彈性恢復(fù)層之間的摩擦，從而可以減輕振動(dòng)。但是，刀具的前角和后角不能選得過(guò)大，否則會(huì)導(dǎo)致刀具的強(qiáng)度和散熱面積不足。所以，要結(jié)合具體情況選用不同的刀具前角和后角，粗加工時(shí)可以取小一些，但在精加工時(shí)，出于減小刀具徑向跳動(dòng)方面的考慮，則應(yīng)該取得大一些，使刀具更為鋒利。

2．使用強(qiáng)度大的刀具

主要可以通過(guò)兩種方式增大刀具的強(qiáng)度。一是可以增加刀桿的直徑在受到相同的徑向切削力的情況下，刀桿直徑增加20%，刀具的徑向跳動(dòng)量就可以減小50％。二是可以減小刀具的伸出長(zhǎng)度，刀具伸出長(zhǎng)度越大，加工時(shí)刀具變形就越大，加工時(shí)處在不斷的變化中，刀具的徑向跳動(dòng)就會(huì)隨之不斷變化，從而導(dǎo)致工件加工表面不光滑同樣，刀具伸出長(zhǎng)度減小20%，刀具的徑向跳動(dòng)量也會(huì)減小50%。

3．刀具的前刀面要光滑

在加工時(shí)，光滑的前刀面可以減小切屑對(duì)刀具的摩擦，也可以減小刀具受到的切削力，從而降低刀具的徑向跳動(dòng)。

4．主軸錐孔和夾頭清潔

主軸錐孔和夾頭清潔，不能有灰塵和工件加工時(shí)產(chǎn)生的殘屑。選用加工刀具時(shí)，盡量采用伸出長(zhǎng)度較短的刀具上刀時(shí)，力度要合理均勻，不要過(guò)大或過(guò)小。

5．吃刀量選用要合理

吃刀量過(guò)小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)加工打滑的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致刀具在加工時(shí)徑向跳動(dòng)量的不斷變化，使加工出的面不光滑吃刀量過(guò)大時(shí)，切削力會(huì)隨之加大，從而導(dǎo)致刀具變形大，增大刀具在加工時(shí)徑向跳動(dòng)量，也會(huì)使加工出的面不光滑。

6．在精加工時(shí)使用逆銑

由于順銑時(shí)，絲杠和螺母之間的間隙位置是變化的，會(huì)造成工作臺(tái)的進(jìn)給不均勻，從而有沖擊和振動(dòng)，影響機(jī)床、刀具的壽命和工件的加工表面粗糙度而在使用逆銑時(shí)，切削厚度由小變大，刀具的負(fù)荷也由小變大，刀具在加工時(shí)更加平穩(wěn)。注意這只是在精加工時(shí)使用，在進(jìn)行粗加工時(shí)還是要使用順銑，這是因?yàn)轫樸姷纳a(chǎn)率高，并且刀具的使用壽命能夠得到保證。

7．合理使用切削液。

合理使用切削液以冷卻作用為主的水溶液對(duì)切削力影響很小。以潤(rùn)滑作用為主的切削油可以顯著地降低切削力。由于它的潤(rùn)滑作用，可以減小刀具前刀面與切屑之間以及后刀面與工件過(guò)渡表面之間的摩擦，從而減小刀具徑向跳動(dòng)。

       實(shí)踐證明，只要保證機(jī)床各部分制造、裝配的精確度，選擇合理的工藝、工裝，刀具的徑向跳動(dòng)對(duì)工件加工精度所產(chǎn)生的影響可以最大程度地減小。