高速加工会产生更大的动态力,因此夹具的刚性至关重要。提高夹具刚性通常比减少切削参数能提供更好的结果。随着主轴速度和进给率的增加,对工件夹紧系统的需求也成比例增长。
为什么刚性在高速时更重要
在高主轴转速和进给速率下,切削力会快速波动,产生对整个加工系统提出挑战的动态负载。夹具刚性比机器或工具能力更经常成为限制因素。
高夹具刚性的好处
投资刚性夹具设计可带来多项性能改进,综合起来可显着改善整体加工结果。
更好的力吸收
刚性夹具有效吸收和分配动态切削力,防止工件在高速切削操作过程中振动或移位。
提高定位精度
更高的刚性意味着负载下的弹性变形更小,因此工件在整个加工周期中保持在预期位置,保持严格的公差。
增强表面光洁度
通过消除振动和微动,刚性夹具使切削刀具即使在高速下也能产生一致的切屑厚度和光滑的表面光洁度。
延长刀具寿命
刚性夹具提供的稳定切削条件可减少刀具振动和冲击载荷,从而提高可预测性并延长刀具寿命。
提高夹具刚性
有几种实用方法可以提高高速加工应用的夹具刚性。
使用由铸铁或钢制成的坚固、重型夹具主体,而不是装配或焊接结构
最大化夹具和机床工作台之间的接触面积,以分散力并提高稳定性
将夹紧点放置在尽可能靠近切削区域的位置,以最大限度地减少切削力的杠杆臂
通过适当的预加载和维护,消除夹具组件中的任何游隙或松动
考虑使用专门为高速加工设计的夹具系统,并具有优化的质量和刚度
刚性与切削参数减少
当高速加工出现问题时,常见的反应是减少切削参数。然而,提高夹具刚性通常是解决根本原因而非症状的更好解决方案。
降低速度和进给可以解决症状,但会牺牲生产率,并且可能无法完全解决质量问题
提高夹具刚性可以解决根本原因,并且通常允许比最初计划更激进的参数
夹具改进的成本通常可以通过提高生产率和减少废品来快速收回
刚性夹具投资有利于在该夹具上执行的所有操作,而不仅仅是当前的问题
结论
夹具刚性是高速 CNC 加工的关键推动因素。投资刚性工件夹具可以让制造商充分利用现代高速加工技术,而不是通过降低切削参数来限制机器能力。其结果是更好的力吸收、更高的精度、更高的表面光洁度和更长的刀具寿命——从而提供更高的质量和更高的生产率。
