数控铣床加工时刀(dāo)具产生径向跳动的原因及解决方法
在数控铣床切削加工过程中，造成加工误差的原因很(hěn)多(duō)，刀(dāo)具径向跳动带来的误差是其中的一个重要因素，它直接影响机床在理(lǐ)想加工条件下所能(néng)达到的最小(xiǎo)形状误差和被加工表面的几何形状精度。在实际切削中，刀(dāo)具的径向跳动影响零件的加工精度、表面粗糙度、刀(dāo)具磨损不均匀度及多(duō)齿刀(dāo)具的切削过程特性。刀(dāo)具径向跳动越大，刀(dāo)具的加工状态越不稳定的，越影响加工效果。
一、径向跳动产生原因
刀(dāo)具及主轴部件的制造误差、装夹误差造成刀(dāo)具轴線(xiàn)和主轴理(lǐ)想回转轴線(xiàn)之间漂移和偏心、以及具體(tǐ)加工工艺、工装等都可(kě)能(néng)产生数控铣床刀(dāo)具在加工中的径向跳动。
1．主轴本身径向跳动带来的影响
产生主轴径向跳动误差的主要原因有(yǒu)主轴各个轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴挠度等，它们对主轴径向回转精度的影响大小(xiǎo)随加工方式的不同而不同。这些因素都是在机床的制造和装配等过程中形成的，作為(wèi)机床的操作者很(hěn)难避免它们带来的影响。
2．刀(dāo)具中心和主轴旋转中心不一致带来的影响
刀(dāo)具在安装到主轴的过程中，如果刀(dāo)具的中心和主轴的旋转中心不一致，必然也会带来刀(dāo)具的径向跳动。其具體(tǐ)影响因素有(yǒu)：刀(dāo)具和夹头的配合、上刀(dāo)方法是否正确以及刀(dāo)具自身的质量。
3．具體(tǐ)加工工艺带来的影响
刀(dāo)具在加工时产生的径向跳动主要是因為(wèi)径向切削力加剧了径向跳动。径向切削力是总切削力在径向的分(fēn)力。它会使工件弯曲变形和产生加工时的振动，是影响工件加工质量的主要分(fēn)力。它主要受切削用(yòng)量、刀(dāo)具和工一件材料、刀(dāo)具几何角度、润滑方式和加工方法等因素的影响。 二、减少径向跳动的方法
刀(dāo)具在加工时产生径向跳动主要是因為(wèi)径向切削力加剧了径向跳动。所以，减小(xiǎo)径向切削力是减小(xiǎo)径向跳动重要原则。可(kě)以采用(yòng)以下几种方法来减小(xiǎo)径向跳动：
1．使用(yòng)锋利的刀(dāo)具
选用(yòng)较大的刀(dāo)具前角，使刀(dāo)具更锋利，以减小(xiǎo)切削力和振动。选用(yòng)较大的刀(dāo)具后角，减小(xiǎo)刀(dāo)具主后刀(dāo)面与工件过渡表面的弹性恢复层之间的摩擦，从而可(kě)以减轻振动。但是，刀(dāo)具的前角和后角不能(néng)选得过大，否则会导致刀(dāo)具的强度和散热面积不足。所以，要结合具體(tǐ)情况选用(yòng)不同的刀(dāo)具前角和后角，粗加工时可(kě)以取小(xiǎo)一些，但在精加工时，出于减小(xiǎo)刀(dāo)具径向跳动方面的考虑，则应该取得大一些，使刀(dāo)具更為(wèi)锋利。
2．使用(yòng)强度大的刀(dāo)具
主要可(kě)以通过两种方式增大刀(dāo)具的强度。一是可(kě)以增加刀(dāo)杆的直径在受到相同的径向切削力的情况下，刀(dāo)杆直径增加20%，刀(dāo)具的径向跳动量就可(kě)以减小(xiǎo)50％。二是可(kě)以减小(xiǎo)刀(dāo)具的伸出長(cháng)度，刀(dāo)具伸出長(cháng)度越大，加工时刀(dāo)具变形就越大，加工时处在不断的变化中，刀(dāo)具的径向跳动就会随之不断变化，从而导致工件加工表面不光滑同样，刀(dāo)具伸出長(cháng)度减小(xiǎo)20%，刀(dāo)具的径向跳动量也会减小(xiǎo)50%。
3．刀(dāo)具的前刀(dāo)面要光滑
在加工时，光滑的前刀(dāo)面可(kě)以减小(xiǎo)切屑对刀(dāo)具的摩擦，也可(kě)以减小(xiǎo)刀(dāo)具受到的切削力，从而降低刀(dāo)具的径向跳动。
4．主轴锥孔和夹头清洁
主轴锥孔和夹头清洁，不能(néng)有(yǒu)灰尘和工件加工时产生的残屑。选用(yòng)加工刀(dāo)具时，尽量采用(yòng)伸出長(cháng)度较短的刀(dāo)具上刀(dāo)时，力度要合理(lǐ)均匀，不要过大或过小(xiǎo)。
5．吃刀(dāo)量选用(yòng)要合理(lǐ)
吃刀(dāo)量过小(xiǎo)时，会出现加工打滑的现象，从而导致刀(dāo)具在加工时径向跳动量的不断变化，使加工出的面不光滑吃刀(dāo)量过大时，切削力会随之加大，从而导致刀(dāo)具变形大，增大刀(dāo)具在加工时径向跳动量，也会使加工出的面不光滑。
6．在精加工时使用(yòng)逆铣
由于顺铣时，丝杠和螺母之间的间隙位置是变化的，会造成工作台的进给不均匀，从而有(yǒu)冲击和振动，影响机床、刀(dāo)具的寿命和工件的加工表面粗糙度而在使用(yòng)逆铣时，切削厚度由小(xiǎo)变大，刀(dāo)具的负荷也由小(xiǎo)变大，刀(dāo)具在加工时更加平稳。注意这只是在精加工时使用(yòng)，在进行粗加工时还是要使用(yòng)顺铣，这是因為(wèi)顺铣的生产率高，并且刀(dāo)具的使用(yòng)寿命能(néng)够得到保证
7．合理(lǐ)使用(yòng)切削液。
合理(lǐ)使用(yòng)切削液以冷却作用(yòng)為(wèi)主的水溶液对切削力影响很(hěn)小(xiǎo)。以润滑作用(yòng)為(wèi)主的切削油可(kě)以显著地降低切削力。由于它的润滑作用(yòng)，可(kě)以减小(xiǎo)刀(dāo)具前刀(dāo)面与切屑之间以及后刀(dāo)面与工件过渡表面之间的摩擦，从而减小(xiǎo)刀(dāo)具径向跳动。
实践证明，只要保证机床各部分(fēn)制造、装配的精确度，选择合理(lǐ)的工艺、工装，刀(dāo)具的径向跳动对工件加工精度所产生的影响可(kě)以最大程度地减小(xiǎo)。
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