Vibrația este o problemă comună și supărătoare în timpul prelucrării pieselor metalice CNC. În calitate de furnizor experimentat de piese metalice CNC, am întâlnit și am abordat această problemă de nenumărate ori. În acest blog, voi împărtăși câteva strategii eficiente pentru a reduce vibrațiile în timpul prelucrării pieselor metalice CNC, care pot îmbunătăți semnificativ calitatea pieselor și pot crește eficiența procesului de prelucrare.
Înțelegerea cauzelor vibrațiilor
Înainte de a aprofunda soluțiile, este esențial să înțelegem cauzele fundamentale ale vibrațiilor în prelucrarea CNC a pieselor metalice. Există în principal trei tipuri de vibrații în prelucrare: vibrație liberă, vibrație forțată și vibrație autoexcitată.
Vibrația liberă apare de obicei atunci când sistemul este deranjat inițial și apoi vibrează liber, fără ca vreo forță externă să acționeze continuu. De exemplu, atunci când o unealtă de tăiere lovește brusc un punct dur din metal, poate provoca o vibrație liberă pe termen scurt.
Vibrația forțată este cauzată de forțe periodice externe. În prelucrarea CNC, rotația axului, mișcarea sistemului de avans și forța de tăiere în sine pot genera forțe periodice. De exemplu, o unealtă sau o piesă de lucru dezechilibrate pe ax poate crea o forță centrifugă care provoacă vibrații forțate.
Vibrația auto-excitată, cunoscută și sub denumirea de chatter, este cea mai dificil de tratat. Apare atunci când procesul de tăiere în sine generează o forță care susține vibrația. Fulburarea poate duce la finisarea slabă a suprafeței, uzura sculei și chiar deteriorarea mașinii-unelte.
Selectarea și optimizarea instrumentelor
Una dintre cele mai eficiente moduri de a reduce vibrațiile este prin selectarea și optimizarea corectă a sculelor.
În primul rând, alegeți materialul potrivit pentru instrumente. Uneltele din oțel de mare viteză (HSS) sunt potrivite pentru prelucrarea cu viteză mică, în timp ce sculele din carbură sunt mai potrivite pentru prelucrarea cu viteză mare. Sculele din carbură au o duritate mai mare și rezistență la uzură, ceea ce poate reduce forța de tăiere și astfel vibrația.
În al doilea rând, luați în considerare geometria sculei. Unghiul de așchiere, unghiul de degajare și raza muchiei de tăiere a sculei afectează toate forța de tăiere și vibrația. Un unghi de greblare mai mare poate reduce forța de tăiere, dar poate slăbi și rezistența muchiei de tăiere. Prin urmare, trebuie găsit un echilibru. În plus, o muchie ascuțită poate reduce frecarea dintre unealtă și piesa de prelucrat, ceea ce ajută la reducerea vibrațiilor.
În al treilea rând, acoperirea sculei poate juca, de asemenea, un rol important. Acoperiri precum nitrura de titan (TiN), carbonitrura de titan (TiCN) și nitrura de titan aluminiu (AlTiN) pot îmbunătăți rezistența la uzură și pot reduce frecarea sculei. Acest lucru poate duce la un proces de tăiere mai stabil și la mai puține vibrații.
Întreținerea și calibrarea mașinilor-unelte
O mașină unealtă bine întreținută și calibrată este esențială pentru reducerea vibrațiilor.
Verificați și întrețineți în mod regulat axul. Axul este inima mașinii CNC și orice dezechilibru sau nealiniere poate provoca vibrații semnificative. Verificați regulat lagărele axului pentru uzură și lubrifiere. Dacă rulmenții sunt uzați, înlocuiți-i imediat. De asemenea, asigurați-vă că axul este echilibrat corespunzător. Puteți utiliza o mașină de echilibrare dinamică pentru a echilibra axul și uneltele atașate.
Inspectați ghidajele liniare și șuruburile cu bile. Aceste componente sunt responsabile pentru mișcarea liniară a mașinii-unelte. Orice joc sau uzură a ghidajelor liniare sau a șuruburilor cu bile poate duce la vibrații. Curățați-le și lubrifiați-le în mod regulat și, dacă este necesar, reglați preîncărcarea.
Calibrați mașina unealtă în mod regulat. Utilizați instrumente de măsurare de precizie pentru a verifica precizia poziționării și repetabilitatea mașinii-unelte. Orice abatere de la valorile specificate trebuie corectată imediat.
Fixarea piesei de prelucrat
Fixarea corectă a piesei de prelucrat este crucială pentru reducerea vibrațiilor în timpul prelucrării.
Piesa de prelucrat trebuie fixată ferm pe masa mașinii sau pe dispozitivul de fixare. Orice mișcare sau slăbire a piesei de prelucrat în timpul prelucrării poate provoca vibrații. Utilizați cleme, menghine sau dispozitive adecvate pentru a fixa piesa de prelucrat. Asigurați-vă că forța de strângere este distribuită uniform pentru a evita deformarea piesei de prelucrat.
Luați în considerare locația punctelor de prindere. Punctele de prindere trebuie să fie situate aproape de zona de tăiere pentru a minimiza vibrațiile. Cu toate acestea, aveți grijă să nu interferați cu traseul sculei de tăiere.
Dacă este posibil, utilizați un dispozitiv de fixare care oferă suport piesei de prelucrat din mai multe părți. Acest lucru poate crește rigiditatea piesei de prelucrat și poate reduce vibrațiile.
Optimizarea parametrilor de tăiere
Optimizarea parametrilor de tăiere este o altă strategie importantă pentru reducerea vibrațiilor.
Viteza de tăiere, viteza de avans și adâncimea de tăiere afectează toate forța de tăiere și vibrația. În general, creșterea vitezei de tăiere și reducerea vitezei de avans și a adâncimii de tăiere pot reduce forța de tăiere și vibrația. Cu toate acestea, acest lucru trebuie echilibrat cu eficiența prelucrarii.
De exemplu, în prelucrarea brută, o viteză de avans relativ ridicată și o adâncime de tăiere pot fi utilizate pentru a îndepărta rapid cea mai mare parte a materialului. Dar în prelucrarea de finisare, ar trebui utilizate o viteză de avans și o adâncime de tăiere mai mici pentru a obține o finisare mai bună a suprafeței și pentru a reduce vibrațiile.
De asemenea, luați în considerare direcția de tăiere. Tăierea în direcția paralelă cu firul metalului poate reduce forța de tăiere și vibrația în comparație cu tăierea peste bob.
Dispozitive de amortizare
Utilizarea dispozitivelor de amortizare poate ajuta, de asemenea, la reducerea vibrațiilor.
Există diferite tipuri de dispozitive de amortizare disponibile, cum ar fi amortizoare pasive și amortizoare active. Amortizoarele pasive, cum ar fi plăcuțele de cauciuc sau materialele vâscoelastice, pot absorbi energia de vibrație și pot reduce amplitudinea vibrației. Sunt simple și rentabile, dar performanța lor de amortizare este limitată.
Amortizoarele active, pe de altă parte, pot regla forța de amortizare în funcție de caracteristicile vibrațiilor. Acestea constau de obicei din senzori, controlere și dispozitive de acționare. Senzorii detectează vibrația, controlerele analizează datele, iar actuatoarele generează o contraforță pentru a anula vibrația. Amortizoarele active sunt mai eficiente, dar și mai scumpe.
Studii de caz
Permiteți-mi să vă împărtășesc câteva studii de caz pentru a ilustra eficacitatea acestor strategii.
Într-un proiect, prelucram un complexPrelucrare CNC a pieselor metalicecu o cerință de înaltă precizie. Inițial, am întâlnit zgomot puternic în timpul procesului de prelucrare, ceea ce a dus la o finisare slabă a suprafeței și la uzura excesivă a sculei. După analizarea problemei, am optimizat geometria sculei prin creșterea unghiului de greblare și folosind o muchie de tăiere mai ascuțită. De asemenea, am ajustat parametrii de tăiere reducând viteza de avans și adâncimea de tăiere. Ca urmare, vibrația a fost redusă semnificativ, iar finisarea suprafeței piesei a fost îmbunătățită.
Într-un alt caz, prelucramPiese de tăiere pentru îndoirea tablei CNC. Piesa de prelucrat nu a fost prinsă ferm, ceea ce a provocat vibrații în timpul procesului de tăiere. Am reproiectat dispozitivul pentru a oferi un suport și o forță de strângere mai bune. În plus, am folosit un amortizor pasiv pentru a absorbi energia de vibrație. După aceste îmbunătățiri, vibrațiile au fost eliminate, iar precizia de prelucrare a fost mult îmbunătățită.
În cele din urmă, la prelucrareCNC 4 axe de prelucrare a pieselor metalice, am constatat că axul era dezechilibrat, ceea ce a dus la vibrații forțate. Am folosit o mașină de echilibrare dinamică pentru a echilibra axul și uneltele atașate. Această reglare simplă a redus vibrațiile și a îmbunătățit performanța generală a procesului de prelucrare.
Concluzie
Reducerea vibrațiilor în timpul prelucrării CNC a pieselor metalice este o sarcină complexă, dar realizabilă. Înțelegând cauzele vibrațiilor și implementând strategiile menționate mai sus, cum ar fi selecția și optimizarea sculelor, întreținerea și calibrarea mașinilor-unelte, fixarea pieselor de prelucrat, optimizarea parametrilor de tăiere și utilizarea dispozitivelor de amortizare, putem reduce semnificativ vibrațiile și îmbunătățim calitatea și eficiența procesului de prelucrare.
Dacă sunteți în căutarea unor piese metalice CNC de înaltă calitate, cu vibrații minime în timpul prelucrării, suntem aici pentru a vă ajuta. Echipa noastră cu experiență poate oferi soluții personalizate pentru a satisface cerințele dumneavoastră specifice. Contactați-ne astăzi pentru a începe o discuție privind achizițiile și lăsați-ne să lucrăm împreună pentru a vă atinge obiectivele de prelucrare.
Referințe
- Altintas, Y. (2000). Automatizarea producției: mecanică de tăiere a metalelor, vibrații de mașini-unelte și proiectare CNC. Cambridge University Press.
- Stephenson, DA și Agapiou, JS (2006). Teoria și practica tăierii metalelor. CRC Press.
- Wang, Y. și Zhang, Y. (2018). Analiza și suprimarea vibrațiilor în prelucrarea CNC: o revizuire. Jurnalul Internațional de Mașini-Unelte și Fabricare, 129, 1 - 16.