采用Silent Tools减振刀具实现更平稳的加工

山特维克可乐满公司供稿

噪声代表发生了振动，各种振动会对加工产生不利的影响。尽管振动是加工过程中不可避免的，当振动达到对零件和操作者的健康有危害的水平时，振动就成为一道加工难题。铣削作为断续型切削工艺，容易产生振动，当使用长悬伸刀具进行铣削工序时，为了减少振动往往生产效率也会随之降低。

现在山特维克可乐满推出了新一代减振刀具/接柄，专为特定的刀具悬伸范围而设计，而使铣削振动不再成为难解之题。

1.振动来源

在加工过程中产生的振动有各种来源。在铣削过程中，就可能受到多种因素的影响，例如切入和切出工件、刀具性能、不稳定的工件或零件特征以及使用长刀具悬伸等。很多方法可以避免振动，例如采用正确的铣刀、刀片、刀具路径、稳定措施以及使用良好的刀柄系统。如果使用更长的刀具悬伸会需要更严格的因素控制，需要采取其他措施来尽可能降低振动的影响并提升生产效率。在铣削工序中，当悬伸起始于4倍刀具直径时，轴向切深和进刀量不得不保持较低水平，因此直接影响到金属去除率、单个零件成本以及更长的生产时间。

作为Silent Tools减振刀具系列的一部分，用于铣削的新一代减振接柄已被开发出来。我们推出两种不同长度的减振接柄，分别用于悬伸达4～5倍接柄直径以及6～7倍接柄直径的铣削工序，如图1所示。非标减振接柄则涵盖了这些刀具悬伸之外的可达范围，或者可提供更高的生产效率。

图1

2.减振刀柄

减振刀柄经过一段时间的发展，已经达到一个全新的技术水平，我们在设计和应用减振技术时，结合了大量的专业知识和经验。增加了一些设计和制造元素，有助于更好更精确地将振幅减至最低。也就是说，能更准确地确定不同领域的振动类型，更重要的是有效地消除这些振动，如图2所示。

图2

随着悬伸越来越长，挠曲力和切削力会对切削刀具产生负面影响。在加工期间，振动不可能完全被消除，但是，现在完全可将其降低至最低水平，使其对加工过程和结果不造成影响。采用先进的模拟方法、设备和测量系统，结合对结构动力学知识的深入理解，完全可能抵消振动作用在刀具上的不利影响。

该研发工作的成果是在某一个刀具悬伸范围内，精确地实现刀具减振机构的功能性设计和制造。两种新的标准接柄不会因刀具悬伸而对切削参数产生影响（本文所称的刀具悬伸是指机床主轴到切削刃之间的距离），可将两种不同悬伸范围的典型振幅降至最低。

所有的标准化都意味着在加工范围内减振性能和切削效率之间达成一定的妥协，但是最新的减振刀具可以在保证效率不丧失的前提下提高振动控制水平，能处理不同类型的振动。此外，新的接柄还允许使用内冷，这对于某些工序和材料来说是非常有利的。

3.过度振动所产生的风险

要消除铣削过程中由于过度振动带来的风险，应始终注意从切削刃到机床本身的装夹情况。通常可通过提高整体装夹的牢固度以及使用减振刀具来改善稳定性。可以采用Silent Tools 减振刀具以及最坚固、最稳定、模块化刀柄系统例如符合ISO标准的可乐满 Capto接口。机床的固有振动频率是另一重要的消除振动的思考因素，可根据单个机床的不同结构来增加稳定性。

Silent Tools 减振接柄不仅解决了加工中的振动问题，而且还是生产效率 “倍增器”。它们为凹腔加工和超过加工范围的零件特征带来了新的加工可能性，例如在使用细接杆的大直径铣刀时。新产品的潜力可以延长悬伸或者提高生产效率的同时延长刀具悬伸。该减振接柄可覆盖铣削中长刀具悬伸的最常用领域。采用新系统可直接提高生产效率，大大缩短了接柄的投资回报时间。