在CNC加工中，许多因素都可能导致加工错误，其中一个重要因素是切削刀具径向跳动.径向跳动直接影响理想条件下可实现的最小形状误差，以及加工表面的几何精度。
在实际切削场景中，刀具跳动会影响尺寸精度、表面粗糙度、刀具磨损不均匀以及多刃刀具的性能。跳动越大，加工过程就越不稳定，导致效果不佳。
径向跳动的原因
数控铣削中的径向跳动可能是由于刀具或主轴的制造或装配错误、刀具轴线和主轴旋转轴线之间的不对中、夹紧不当或特定的加工条件引起的。
1.主轴本身的跳动
主轴径向跳动的常见来源包括：
- 主轴轴颈之间的同轴不对中
- 轴承不准确
- 轴承之间的不对中
- 主轴挠度
这些因素源于机器的制造和组装阶段。因此，它们在运行过程中很难消除，但根据加工方法的不同，它们仍然会不同程度地影响主轴旋转精度。
2.刀具中心与主轴中心不对中
安装刀具时，如果其中心与主轴的旋转中心不对齐，则径向跳动是不可避免的。这种错位可能是由以下原因引起的：
- 刀具和夹头之间的配合不良
- 工具安装不当
- 工具质量问题
3.加工过程本身的影响
加工过程中产生的径向切削力会加剧刀具跳动。这些力（总切削力的一个组成部分）会导致刀具偏转、工件弯曲和振动，从而显着影响表面光洁度和尺寸精度。它们取决于：
- 切割参数
- 刀具和工件材料
- 刀具几何形状
- 润滑方法
- 加工策略
减少径向跳动的方法
由于径向跳动主要因径向切削力而恶化，因此减少这些力是最大限度地减少跳动的关键。以下是实现这一目标的几种实用方法：
1.使用锋利的切削工具
- 更大的前角使刀具更锋利，减少切削力和振动。
- 更大的后角减少刀具侧面与工件表面之间的摩擦，降低振动。
However, rake and relief angles should not be too large, or tool strength and heat dissipation may suffer. For roughing, smaller angles are acceptable; for finishing, use larger angles to ensure sharpness and minimize runout.
2.使用高强度工具
增加刀具刚度的主要方法有两种：
- 增加刀柄直径：在相同的切削力下，刀柄直径增加20%可减少高达50%的跳动。
- 缩短刀具悬伸：较长的悬伸会增加刀具挠度，导致跳动波动和表面粗糙。将悬伸减少20%也可以减少约50%的跳动。
3.确保刀具前刀表面光滑
抛光的前角表面可减少切屑摩擦、切削力，并最终减少刀具跳动。
4.保持主轴锥度和夹头清洁
安装前务必清洁主轴锥度和夹头。避免灰尘或加工碎屑。
此外，选择带有较短的悬垂，并应用均匀、适当的夹紧力——既不太紧也不太松。
5.使用适当的切深
- 太轻切割可能会导致刀具打滑，导致跳动变化和表面光洁度差。
- 太重了切削会增加切削力和刀具挠度，也会恶化跳动和精加工。
Choose a balanced depth of cut based on the tool and material.
6.使用顺铣进行精加工
在传统铣削，丝杠和螺母之间的间隙不断变化，造成进给不均匀、冲击和振动。这会影响表面光洁度和刀具/机器寿命。
在顺铣中，切屑厚度和刀具负载逐渐增加，从而使切削更平滑，特别适合精加工。
For roughing, climb milling is still preferred due to its higher productivity and longer tool life.
7.使用适当的切削液
- 水性冷却液主要有助于冷却，对切削力影响不大。
- 油基润滑剂另一方面，可以通过润滑显着降低切削力，从而降低前刀面和后角面的摩擦，从而减少刀具跳动。
最后的注意事项
在实践中，只要机器制造和组装准确，并使用适当的刀具和加工工艺，就可以显着减少径向刀具跳动对工件精度的负面影响。
