一、引言
在數(shu)控(kong)銑床切(qie)削(xue)(xue)加(jia)工(gong)過程(cheng)中，造成加(jia)工(gong)誤差的(de)(de)(de)原因很多，刀(dao)具(ju)徑(jing)向(xiang)跳(tiao)動(dong)(dong)帶來的(de)(de)(de)誤差是其中的(de)(de)(de)一個(ge)重(zhong)要因素，它直接影響機床在理想加(jia)工(gong)條件(jian)下所(suo)能達(da)到(dao)的(de)(de)(de)最小形狀誤差和被加(jia)工(gong)表面的(de)(de)(de)幾何形狀精度(du)。在實際切(qie)削(xue)(xue)中，刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)徑(jing)向(xiang)跳(tiao)動(dong)(dong)影響零件(jian)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)精度(du)、表面粗糙度(du)、刀(dao)具(ju)磨損不均勻度(du)及(ji)多齒(chi)刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)過程(cheng)特性。刀(dao)具(ju)徑(jing)向(xiang)跳(tiao)動(dong)(dong)越(yue)大，刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)狀態越(yue)不穩定的(de)(de)(de)，越(yue)影響加(jia)工(gong)效(xiao)果(guo)。
二、徑向跳動產生原因
刀具(ju)及主軸(zhou)部件(jian)的制造誤差(cha)(cha)、裝夾(jia)誤差(cha)(cha)造成刀具(ju)軸(zhou)線和(he)主軸(zhou)理想(xiang)回轉軸(zhou)線之間漂(piao)移和(he)偏(pian)心、以及具(ju)體加工工藝、工裝等都(dou)可能產生數控銑床刀具(ju)在加工中的徑向跳動(dong)。
1．主軸本身徑向跳動帶來的影響
產生(sheng)主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)徑向跳動誤差(cha)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要原因有主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)各個軸(zhou)(zhou)頸的(de)(de)(de)同(tong)軸(zhou)(zhou)度(du)誤差(cha)、軸(zhou)(zhou)承本身(shen)的(de)(de)(de)各種誤差(cha)、軸(zhou)(zhou)承之間的(de)(de)(de)同(tong)軸(zhou)(zhou)度(du)誤差(cha)、主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)撓度(du)等，它(ta)們對主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)徑向回(hui)轉精度(du)的(de)(de)(de)影響大小隨加工(gong)方式的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)而不(bu)同(tong)。這些因素都是在(zai)機床的(de)(de)(de)制造和裝配等過(guo)程中形成的(de)(de)(de)，作為機床的(de)(de)(de)操(cao)作者很難避免它(ta)們帶來的(de)(de)(de)影響。
2．刀具中心和主軸旋轉中心不一致帶來的影響
刀具在安裝到(dao)主軸的(de)過程中(zhong)，如果刀具的(de)中(zhong)心和主軸的(de)旋轉(zhuan)中(zhong)心不(bu)一致，必然(ran)也會(hui)帶(dai)來刀具的(de)徑向(xiang)跳動。其具體影響因素(su)有：刀具和夾頭的(de)配合(he)、上刀方法(fa)是否正(zheng)確以及(ji)刀具自身的(de)質量。
3．具體加工工藝帶來的影響
刀具在(zai)加(jia)(jia)工時產生的(de)徑向跳動主(zhu)要是(shi)因為徑向切(qie)削(xue)力(li)加(jia)(jia)劇了(le)徑向跳動。徑向切(qie)削(xue)力(li)是(shi)總(zong)切(qie)削(xue)力(li)在(zai)徑向的(de)分(fen)力(li)。它(ta)(ta)會使工件(jian)(jian)(jian)彎曲(qu)變形和(he)產生加(jia)(jia)工時的(de)振動，是(shi)影(ying)響(xiang)工件(jian)(jian)(jian)加(jia)(jia)工質量(liang)的(de)主(zhu)要分(fen)力(li)。它(ta)(ta)主(zhu)要受切(qie)削(xue)用(yong)量(liang)、刀具和(he)工一件(jian)(jian)(jian)材料、刀具幾何角度、潤滑方式和(he)加(jia)(jia)工方法(fa)等因素的(de)影(ying)響(xiang)。
三、減少徑向跳動的方法
刀具(ju)在加工時產生徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)跳動(dong)(dong)(dong)主要是因為徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)切削(xue)力加劇了徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)跳動(dong)(dong)(dong)。所以(yi)，減(jian)小(xiao)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)切削(xue)力是減(jian)小(xiao)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)跳動(dong)(dong)(dong)重(zhong)要原(yuan)則。可以(yi)采用以(yi)下(xia)幾(ji)種方(fang)法來(lai)減(jian)小(xiao)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)跳動(dong)(dong)(dong)：
1．使用鋒利的刀具
選(xuan)用(yong)較大的刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)前(qian)角(jiao)，使(shi)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)更鋒(feng)利，以(yi)(yi)減(jian)(jian)小(xiao)切削力和振動。選(xuan)用(yong)較大的刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)后(hou)角(jiao)，減(jian)(jian)小(xiao)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)主(zhu)后(hou)刀(dao)(dao)面(mian)(mian)與工件過(guo)渡表面(mian)(mian)的彈性(xing)恢復(fu)層之間的摩擦，從而可以(yi)(yi)減(jian)(jian)輕振動。但是，刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的前(qian)角(jiao)和后(hou)角(jiao)不能選(xuan)得過(guo)大，否則(ze)會導致刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的強(qiang)度和散熱面(mian)(mian)積不足。所以(yi)(yi)，要結合具(ju)(ju)(ju)體情況選(xuan)用(yong)不同的刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)前(qian)角(jiao)和后(hou)角(jiao)，粗加工時(shi)可以(yi)(yi)取小(xiao)一些，但在(zai)精加工時(shi)，出(chu)于減(jian)(jian)小(xiao)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)徑向(xiang)跳動方面(mian)(mian)的考(kao)慮，則(ze)應該取得大一些，使(shi)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)更為鋒(feng)利。
2．使用強度大的刀具
主要(yao)可(ke)以(yi)通過兩種方式(shi)增大刀(dao)具(ju)(ju)的強(qiang)度(du)(du)。一是可(ke)以(yi)增加刀(dao)桿(gan)的直(zhi)徑(jing)在受到相同的徑(jing)向(xiang)切削力的情況下，刀(dao)桿(gan)直(zhi)徑(jing)增加20%，刀(dao)具(ju)(ju)的徑(jing)向(xiang)跳(tiao)動量就(jiu)可(ke)以(yi)減小(xiao)(xiao)50％。二是可(ke)以(yi)減小(xiao)(xiao)刀(dao)具(ju)(ju)的伸(shen)出(chu)長(chang)度(du)(du)，刀(dao)具(ju)(ju)伸(shen)出(chu)長(chang)度(du)(du)越大，加工(gong)時(shi)刀(dao)具(ju)(ju)變(bian)形就(jiu)越大，加工(gong)時(shi)處在不斷的變(bian)化中，刀(dao)具(ju)(ju)的徑(jing)向(xiang)跳(tiao)動就(jiu)會隨之不斷變(bian)化，從而導致工(gong)件加工(gong)表面(mian)不光(guang)滑同樣，刀(dao)具(ju)(ju)伸(shen)出(chu)長(chang)度(du)(du)減小(xiao)(xiao)20%，刀(dao)具(ju)(ju)的徑(jing)向(xiang)跳(tiao)動量也會減小(xiao)(xiao)50%。
3．刀具的前刀面要光滑
在加工(gong)時，光滑(hua)的(de)前刀面可以減小切(qie)屑對刀具的(de)摩擦，也(ye)可以減小刀具受到的(de)切(qie)削(xue)力，從而(er)降低刀具的(de)徑向跳動(dong)。
4．主軸錐孔和夾頭清潔
主軸錐(zhui)孔和夾頭清潔，不能(neng)有灰塵(chen)和工(gong)(gong)件加(jia)工(gong)(gong)時(shi)(shi)產生的殘(can)屑。選用(yong)加(jia)工(gong)(gong)刀具時(shi)(shi)，盡量采用(yong)伸出長度(du)(du)較短(duan)的刀具上刀時(shi)(shi)，力度(du)(du)要合理均勻，不要過大或過小。
5．吃刀量選用要合理
吃(chi)刀(dao)(dao)(dao)量過小時(shi)(shi)，會出現加(jia)(jia)(jia)工(gong)打滑(hua)(hua)的(de)現象，從(cong)而(er)(er)導(dao)致刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)在(zai)加(jia)(jia)(jia)工(gong)時(shi)(shi)徑(jing)向跳(tiao)動(dong)量的(de)不斷變(bian)(bian)化，使加(jia)(jia)(jia)工(gong)出的(de)面(mian)不光滑(hua)(hua)吃(chi)刀(dao)(dao)(dao)量過大(da)時(shi)(shi)，切削力(li)會隨之加(jia)(jia)(jia)大(da)，從(cong)而(er)(er)導(dao)致刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)變(bian)(bian)形大(da)，增(zeng)大(da)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)在(zai)加(jia)(jia)(jia)工(gong)時(shi)(shi)徑(jing)向跳(tiao)動(dong)量，也會使加(jia)(jia)(jia)工(gong)出的(de)面(mian)不光滑(hua)(hua)。
6．在精加工時使用逆銑
由于順(shun)銑(xian)時，絲杠和(he)螺(luo)母之間的(de)間隙位置(zhi)是(shi)變(bian)化的(de)，會造成工作臺(tai)的(de)進給不均勻，從(cong)而有(you)沖擊(ji)和(he)振動，影(ying)響機床(chuang)、刀具(ju)的(de)壽命和(he)工件的(de)加(jia)工表(biao)面(mian)粗糙(cao)度而在使用(yong)逆(ni)銑(xian)時，切削(xue)厚度由小變(bian)大，刀具(ju)的(de)負荷也由小變(bian)大，刀具(ju)在加(jia)工時更加(jia)平穩(wen)。注意這(zhe)只是(shi)在精加(jia)工時使用(yong)，在進行粗加(jia)工時還(huan)是(shi)要使用(yong)順(shun)銑(xian)，這(zhe)是(shi)因為順(shun)銑(xian)的(de)生產率高(gao)，并且刀具(ju)的(de)使用(yong)壽命能(neng)夠(gou)得到保證。
7．合理使用切削液
合(he)理使用(yong)切(qie)削(xue)(xue)液(ye)以冷卻作(zuo)(zuo)用(yong)為主的(de)水溶液(ye)對切(qie)削(xue)(xue)力影(ying)響很小。以潤滑作(zuo)(zuo)用(yong)為主的(de)切(qie)削(xue)(xue)油可(ke)以顯著地降低切(qie)削(xue)(xue)力。由于它的(de)潤滑作(zuo)(zuo)用(yong)，可(ke)以減(jian)小刀具(ju)前刀面(mian)與切(qie)屑之(zhi)間以及后(hou)刀面(mian)與工件過渡表面(mian)之(zhi)間的(de)摩(mo)擦，從而(er)減(jian)小刀具(ju)徑向(xiang)跳動。
實踐證明(ming)，只要(yao)保(bao)證機床各部分制造、裝配的(de)(de)(de)精(jing)確度，選擇合理的(de)(de)(de)工藝、工裝，刀具的(de)(de)(de)徑向跳動對工件加(jia)工精(jing)度所產生的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)可以最大程(cheng)度地減小(xiao)。