失控的振動(dòng)會(huì)給金屬切削帶來(lái)諸多問(wèn)題。在切削過(guò)程中却汉，不斷變化的力會(huì)引起振動(dòng)和刀具顫振廊酣，進(jìn)而導(dǎo)致零件表面質(zhì)量下降、磨損加快或刀具斷裂帆竹，并且會(huì)損壞機(jī)床組件绕娘。此外，產(chǎn)品設(shè)計(jì)也趨向于引發(fā)振動(dòng)栽连。為了提高產(chǎn)品強(qiáng)度并降低裝配成本险领，制造商們?cè)絹?lái)越多地使用整體工件來(lái)加工零件。為了加工零件內(nèi)部的特征秒紧，刀具需要進(jìn)入較深的腔體绢陌，而加長(zhǎng)的刀具長(zhǎng)度會(huì)加劇振動(dòng)。如果通過(guò)降低切削參數(shù)來(lái)減小振動(dòng)，則會(huì)降低生產(chǎn)率并增加制造成本。

在眾多控制振動(dòng)的方法中银薪，最主要的方法是被動(dòng)式動(dòng)態(tài)減振系統(tǒng)多矮，它利用預(yù)調(diào)諧阻尼體概念來(lái)吸收振動(dòng)，防止振動(dòng)進(jìn)一步擴(kuò)散并最終破壞加工過(guò)程。

振動(dòng)是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題

所有行業(yè)部門(mén)都認(rèn)為過(guò)度振動(dòng)是一種破壞性工況。重復(fù)的操作和外力會(huì)產(chǎn)生同一種運(yùn)動(dòng)，這會(huì)在機(jī)器桨挂、建筑物或橋梁中產(chǎn)生共振，并且會(huì)發(fā)展到危險(xiǎn)的地步恳瞄。制造商和建筑商通常采用預(yù)調(diào)諧阻尼體來(lái)克服振動(dòng)布布。調(diào)諧質(zhì)量減振器是一個(gè)懸浮在機(jī)器或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的部件，它用于與有害振動(dòng)形成反相共振漩践，吸收能量鹃封，并最大限度地減少振動(dòng)。

金屬切削中的振動(dòng)

在金屬切削過(guò)程中肝唁，刀具在產(chǎn)生切屑時(shí)會(huì)形成持續(xù)改變的切削力趟伺，因此會(huì)造成振動(dòng)卑保。在斷續(xù)的銑削工藝中，隨著切屑的形成和斷裂酸疹，刀桿周期性地加載和卸載天俺，因此會(huì)形成十分明顯的間歇切削力。在車(chē)削工藝中雌芽，這種情況同樣存在授艰。

控制金屬切削過(guò)程中振動(dòng)的被動(dòng)方法包括最大限度地增強(qiáng)加工系統(tǒng)中各元件的剛性。為了限制不必要的運(yùn)動(dòng)世落，可以采用堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)元件建造機(jī)床淮腾，使其更大、更重屉佳，并且填充混凝土或其他減振材料谷朝。從工件的角度來(lái)看，薄壁零件和那些沒(méi)有支撐的零件在加工時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)武花。在一定程度上圆凰，零件經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)可以提高剛性。然而体箕，這種設(shè)計(jì)變更往往會(huì)增加重量并影響產(chǎn)品性能送朱。

對(duì)于切削刀具來(lái)說(shuō)，控制振動(dòng)的被動(dòng)方法包括使用更短干旁、更具剛性的刀具以及使用堅(jiān)硬的硬質(zhì)合金刀柄代替代鋼質(zhì)刀柄。

控制刀具振動(dòng)的被動(dòng)式動(dòng)態(tài)方法包括采用調(diào)諧質(zhì)量減振器炮沐。山高 Steadyline 系統(tǒng)采用預(yù)調(diào)諧減振器朋暴，包括通過(guò)徑向減振元件懸浮在刀桿內(nèi)部的、由高密度材料（以減少其整體尺寸）制成的減振器塊碉伙。當(dāng)振動(dòng)被切削刀具傳輸?shù)綏U體時(shí)下抬，減振器會(huì)立即吸收振動(dòng)。

傳統(tǒng)刀具：振動(dòng)沿著機(jī)床主軸擴(kuò)散

被動(dòng)式動(dòng)態(tài)減振刀具：減振器會(huì)在振動(dòng)沿著主軸擴(kuò)散之前將其吸收

在進(jìn)行典型的長(zhǎng)懸伸加工時(shí)真译，Steadyline 系統(tǒng)使生產(chǎn)效率至少達(dá)到非減振刀具的兩倍紧燎，同時(shí)還能改善零件表面粗糙度、延長(zhǎng)刀具使用壽命猬蚤，并且可降低機(jī)床的應(yīng)力戒款。被動(dòng)式動(dòng)態(tài)減振技術(shù)可以使某些應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)，例如使用長(zhǎng)徑比達(dá)到 10 倍的刀具执寺；如果不采用被動(dòng)式動(dòng)態(tài)減振技術(shù)区孩，即使在最小的加工參數(shù)下也無(wú)法使用此類(lèi)刀具。

在 Steadyline 系統(tǒng)中洞惕，減振器安裝在刀桿前部撓曲變形最大的部位刑嚷，當(dāng)振動(dòng)從切削刃傳遞至刀桿主體時(shí)略裹，減振器能夠立即阻止振動(dòng)。此外闽巩，Steadyline 系統(tǒng)還包括短小緊湊的 GL 切削刀頭钧舌，該刀頭可將切削刃靠近減振器放置，從而實(shí)現(xiàn)最佳減振效果涎跨。Steadyline 系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛洼冻，特別適用于銑削（輪廓銑、型腔銑六敬、槽銑）碘赖、車(chē)削、粗鏜和精鏜外构。

應(yīng)用對(duì)比

對(duì)難加工的 42CrMo4 鋼的鏜削案例可反映Steadyline 系統(tǒng)減振效果普泡。在該示例中，一個(gè)直徑為 105.8 mm 的圓柱孔將通過(guò)五次鏜削（切削深度從 3 mm 逐步減少至 0 mm）被擴(kuò)大到直徑為 129 mm 的錐孔审编。所采用的刀桿直徑為 80 mm撼班，初始切削長(zhǎng)度為 600 mm，這表示刀具的長(zhǎng)徑比為 7.5垒酬。粗鏜采用 0.3 mm/轉(zhuǎn)的進(jìn)給量砰嘁，并且切削速度為 157 m/分鐘。在完成粗鏜后薛苫，通過(guò)半精加工方式最終達(dá)到 130 mm 直徑鹤梯，采用 0.5 mm 的切削深度、0.2 mm/轉(zhuǎn)的進(jìn)給量和 200 m/分鐘的切削速度排貌。盡管工件未使用 Steadyline 刀桿的全轉(zhuǎn)速能力犬洽，但憑借 Steadyline 被動(dòng)式動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制系統(tǒng)，加工時(shí)間從 12 小時(shí)縮短為 2 小時(shí)（減少 80% 以上）投谅。

為了直觀展現(xiàn) Steadyline 系統(tǒng)在側(cè)銑加工中的優(yōu)勢(shì)纪萎，我們對(duì) 1.1206 CK50 鋼進(jìn)行側(cè)銑。在這項(xiàng)加工中蘑劲，采用不具備被動(dòng)式動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制功能的 Combimaster 銑刀刀柄以及直徑為 20 mm 的刀具虹限，切削速度為 312 m/分鐘，進(jìn)給量為 0.3 mm/齒似魄，并且切削深度為 0.9 mm彭薪。當(dāng)使用同一款采用 Steadyline 系統(tǒng)的刀具，并且采用相同的切削速度和進(jìn)給量時(shí)作姐，切削深度可增加至 2.2 mm（多達(dá) 2.3 倍）适肠，并且消除了多余振動(dòng)。

結(jié)論

被動(dòng)式動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制系統(tǒng)主要面向石油天然氣、發(fā)電和航空航天客戶的設(shè)備制造商侯养，因?yàn)樗羞@些行業(yè)部門(mén)都會(huì)定期處理一些需要使用加長(zhǎng)刀具的大型復(fù)雜零件敦跌。此外，這類(lèi)零件通常由難加工的堅(jiān)硬合金制成逛揩，因此會(huì)產(chǎn)生可引發(fā)振動(dòng)的強(qiáng)大切削力柠傍。然而，顯而易見(jiàn)的是辩稽，幾乎每一家制造商都會(huì)面臨需要借助 Steadyline 刀柄系統(tǒng)的特定應(yīng)用場(chǎng)合惧笛，通過(guò)其減振性能來(lái)擴(kuò)展自身的加工能力、提高生產(chǎn)率并降低成本逞泄。

Steadyline 硬件患整、安裝和應(yīng)用注意事項(xiàng)

硬件細(xì)節(jié)

Steadyline 被動(dòng)式動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制系統(tǒng)包括綜合全面的適用于銑削、車(chē)削和鏜削應(yīng)用的硬件選項(xiàng)喷众，可以靈活組裝以滿足各種不同的生產(chǎn)要求各谚。
 
車(chē)削刀柄系統(tǒng)可用于車(chē)削和鏜削，包括 7 種刀桿直徑尺寸：32 mm到千、40 mm甥鼠、50 mm、60 mm稻诚、80 mm岭笔、2.5" 和 3.0"∠侥可為每種直徑提供三種刀柄長(zhǎng)度 – 6xD钻国、8xD 和 10xD，并且提供了眾多機(jī)床側(cè)連接孩置。其中包括適用于 32 mm 至 80 mm（公制）和 1.25" 到 3"（英制）尺寸的圓柱柄节立，以及 Seco-Capto 側(cè)固柄和 HSK-T/A。

直徑等于或小于 50 mm 的刀桿可以直接使用緊湊型 GL 刀頭眠煮，它具有精確的多面連接，通過(guò)便捷的螺母系統(tǒng)進(jìn)行固定膳几。

直徑等于或大于 60 mm 的刀桿采用由四個(gè) Graflex 螺釘鎖定的 BA 連接茴审，允許 0?/180? 定位。這些大型刀桿可以與“BA 至 GL”接頭和緊湊型 GL50 刀頭配合以用于車(chē)削启疙，并與定制的 BA 鏜頭配合用于鏜削躁绸。

GL 刀頭適用于粗鏜和精鏜應(yīng)用，并且適用于采用右車(chē)刀和左車(chē)刀的車(chē)削應(yīng)用臣嚣。提供了用于粗加工的負(fù)角刀片净刮、用于精加工的正角刀片以及用于螺紋加工、割槽和切斷的刀片。

除了廣泛的標(biāo)準(zhǔn)刀具選項(xiàng)外淹父，山高還提供各種定制解決方案株婴，例如帶有多個(gè)切削刃的刀桿和用于特殊應(yīng)用的極長(zhǎng)刀桿（超過(guò)兩米）。

GL 連接
 
對(duì)于銑削應(yīng)用暑认，Steadyline 振動(dòng)控制配置提供了 Combimaster 可換刀頭銑刀（適用于直徑 20 mm 至 40 mm 的銑刀）和面銑刀柄（適用于直徑 40 mm 至 160 mm 的刀具）困介。無(wú)論是 Combimaster 還是面銑刀柄，均可使用眾多刀片類(lèi)型蘸际，適用于方肩銑座哩、仿形銑、立銑粮彤、面銑根穷、插銑和三面刃銑，以及輪廓銑和螺旋插補(bǔ)銑蓝漏。刀體通過(guò)錐形增強(qiáng)的圓柱形最大限度地提升了剛性诽怨，可在重型加工應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高度的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性∝氨铮可為銑削刀柄提供 Seco-Capto 側(cè)固式远燕、HSK-A、BT族帅、CAT 和 DIN（包括錐面型）機(jī)床側(cè)連接奖放。

此外，為銑削應(yīng)用場(chǎng)合提供的定制刀柄還包括熱脹夾緊系統(tǒng)廊睹、專(zhuān)用夾頭等特殊組件砚粒。

刀具安裝指南

Steadyline 刀具基本上是“即插即用”：內(nèi)置減振系統(tǒng)隨時(shí)可用，不需進(jìn)一步的準(zhǔn)備贤疆。為了達(dá)到最佳效果益柳，刀桿必須直接安裝在機(jī)床上，而不使用中間接長(zhǎng)桿或變徑套枫演。在機(jī)床上安裝刀具時(shí)捕谢，建議采用 Seco-Capto 系統(tǒng)，因?yàn)樗哂谐錾膭傂越臀酢⑼藉F面和平面接觸以及高度的抗彎曲能力轧简，能夠最大限度地提高切削刃的定位精度。無(wú)法選擇 Seco-Capto 時(shí)匾二，山高建議采用安裝在分離式鏜桿刀柄中的圓柱型刀桿哮独，至少應(yīng)插入到 4xD 處（由刀桿上的第二行標(biāo)記）。

應(yīng)用提示

Steadyline 刀柄系統(tǒng)有一些需要特別注意的應(yīng)用事項(xiàng)察藐。當(dāng)直接使用被動(dòng)式動(dòng)態(tài) Steadyline 刀桿來(lái)更換傳統(tǒng)刀桿時(shí)皮璧，可能需要提高切削參數(shù)以產(chǎn)生足以觸發(fā)系統(tǒng)減振響應(yīng)的振動(dòng)舟扎。此外，在長(zhǎng)懸伸應(yīng)用中悴务，刀桿可能彎曲但不會(huì)振動(dòng)睹限，因此會(huì)加工出比編程值小的直徑〔沂伲可將加工操作分成三個(gè)輕型切削步驟邦泄，從而消除彎曲并產(chǎn)生指定的直徑。值得注意的是裂垦，相對(duì)于刀桿直徑顺囊，最小加工直徑必須足夠大，以便正確排屑吝蔽。正確地考慮排屑非常關(guān)鍵端辛，尤其是在加工小而深的孔時(shí)。建議使用冷卻液來(lái)幫助排屑超肃，并盡量減少熱量傳遞至對(duì)溫度敏感的刀桿上希没。

（山高）

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