Rozmowy na temat obróbki CNC - Przegląd
Gadać(振刀 po chińsku, dosłownie „narzędzie wibracyjne”) to jedno z najczęstszych i najbardziej destrukcyjnych zjawisk niestabilności dynamicznej w operacjach obróbki CNC. Odnosi się dodrgania-samowzbudnepowstające pomiędzy narzędziem skrawającym a przedmiotem obrabianym podczas usuwania materiału, powodujące widoczne ślady wibracji na obrabianej powierzchni, przyspieszone zużycie narzędzia, a w poważnych przypadkach katastrofalne w skutkach pękanie narzędzia lub uszkodzenie maszyny.
Rodzaje rozmów
表格
| Typ | Mechanizm | Typowa częstotliwość |
|---|---|---|
| Rozmowa regeneracyjna | Opóźnienie fazowe pomiędzy kolejnymi cięciami na tej samej powierzchni | Niski do średniego (setki Hz) |
| Tryb-Sprzęganie drgań | Interakcja pomiędzy dwoma lub większą liczbą trybów wibracji | Średni |
| Wymuszone wibracje | Wzbudzenie zewnętrzne (niewyważone wrzeciono, uszkodzone łożyska) | Pasuje do źródła wzbudzenia |
| Tarcie | Zachowanie typu stick-poślizg w interfejsie-chipu narzędzia | Niski |
Wśród nichregeneracyjna rozmowato najpopularniejszy i-dokładnie zbadany mechanizm stosowany w operacjach frezowania, toczenia i wiercenia.
Podstawowe przyczyny rozmów
1. Parametry cięcia
Nadmierna prędkość wrzeciona lub głębokość skrawania: Wypycha system poza jego granicę stabilności
Niewłaściwa prędkość podawania: Zbyt mały posuw może zwiększyć tarcie i powodować wibracje
Zły rozkład obciążenia wiórów: Nierówne zaangażowanie podczas frezowania (zwłaszcza przy wycinaniu rowków lub na zakrętach)
2. Czynniki systemu narzędzi
Wysięg narzędzia (stosunek L/D): Dłuższe narzędzia mają niższą sztywność i częstotliwość drgań własnych
Niewystarczająca sztywność narzędzia: Słabe oprawki narzędziowe, zużyte tuleje zaciskowe lub nieprawidłowe mocowanie
Niezrównoważone oprzyrządowanie: Asymetryczna geometria narzędzia lub nierówne osadzenie płytki
Zużyte lub uszkodzone krawędzie tnące: Nieregularne siły skrawania powodują wibracje
3. Przedmiot obrabiany i konfiguracja
Słabe mocowanie przedmiotu obrabianego: Niewystarczająca sztywność mocowania umożliwia ruch przedmiotu obrabianego
Przedmioty o cienkich-ścianach lub smukłe: Niska sztywność konstrukcyjna i tłumienie
Właściwości materiału: Twarde, lepkie lub{0}}materiały utwardzane przez pracę (np. tytan, stal nierdzewna, Inconel) są bardziej podatne na drgania
4. Stan obrabiarki
Zużyte łożyska wrzeciona: Zmniejszona sztywność łożyska i zwiększone bicie
Luźne lub uszkodzone elementy maszyny: Prowadnice, śruby kulowe lub sprzęgła z nadmiernym luzem
Nieodpowiednie tłumienie maszyny: Lekkie,-szybkie maszyny mogą nie posiadać wystarczającego tłumienia konstrukcyjnego
5. Dynamika procesu
Efekt regeneracyjny: Falista powierzchnia pozostawiona przez poprzednie przejście zęba moduluje grubość wióra w bieżącym przejściu, tworząc pętlę sprzężenia zwrotnego
Tłumienie procesu: Przy niskich prędkościach skrawania bok narzędzia ocierający się o obrabiany przedmiot zapewnia tłumienie stabilizujące; efekt ten maleje przy wyższych prędkościach
Konsekwencje rozmów
表格
| Aspekt | Uderzenie |
|---|---|
| Jakość powierzchni | Złe wykończenie powierzchni, falistość i niedokładność wymiarowa |
| Żywotność narzędzia | Przedwczesne odpryski, pęknięcia lub szybkie zużycie powierzchni przyłożenia |
| Zdrowie maszyny | Uszkodzenia łożysk wrzeciona, prowadnic i elementów konstrukcyjnych |
| Wydajność | Mniejsze tempo usuwania materiału i dłuższe czasy cykli |
| Bezpieczeństwo | Ryzyko wyrzucenia narzędzia lub przemieszczenia przedmiotu obrabianego |
Metody eliminowania lub tłumienia drgań
Optymalizacja parametrów
Wybór prędkości wrzeciona: Używaćdiagramy płatków stabilności (SLD)w celu zidentyfikowania stref stabilnej prędkości (płatków), które pozwalają uniknąć drgań regeneracyjnych
Zmniejsz głębokość lub szerokość cięcia: Działanie poniżej krytycznej granicy stabilności
Zwiększyć posuw na ząb: Wyższe obciążenie wiórami może poprawić tłumienie procesu
Rozwiązania narzędziowe
Zmniejsz wysięg narzędzia: Użyj najkrótszej możliwej kombinacji narzędzia i oprawki
Używaj uchwytów narzędziowych-o dużej sztywności: Uchwyty hydrauliczne, oprawki termokurczliwe- lub uchwyty frezarskie zamiast uchwytów z tuleją zaciskową
Zastosuj frezy trzpieniowe o zmiennym-podziale lub zmiennym-helisie: Przerwanie stanu fazy regeneracyjnej poprzez nierówny rozstaw zębów
Zapewnij odpowiednie wyważenie narzędzia: Dynamiczne równoważenie dla-szybkich operacji
Przedmiot obrabiany i uchwyt
Popraw sztywność mocowania: Użyj dodatkowych podpór, koników lub elementów tłumiących
Zoptymalizuj orientację przedmiotu obrabianego: Ustaw najsztywniejszy kierunek wbrew siłom skrawania
Ulepszenia maszyn i procesów
Aktywne systemy tłumienia: Tłumiki piezoelektryczne lub magnetoreologiczne
Wykrywanie i tłumienie drgań w czasie rzeczywistym-: Czujniki emisji akustycznej lub siły z adaptacyjną regulacją prędkości wrzeciona
Strategie frezowania trochoidalnego lub-o wysokiej wydajności: Utrzymuj stałe zaangażowanie narzędzia, aby uniknąć nagłych zmian obciążenia
