Vibracijos apdirbimo operacijų metu gali būti didelis galvos skausmas, dėl kurio gamintojams sugaištama papildomo laiko ir sąnaudų.
Ar norite sužinoti, kaip užkirsti kelią šiai problemai?
Laikas suprasti vibraciją apdirbimo metu ir rasti veiksmingų būdų, kaip ją sumažinti arba išvengti.
Šiame vadove aptariame vibracijos priežastis apdirbimo metu ir rekomenduojame strategijas, kaip jos išvengti arba sumažinti. Taip pat aptariame geriausią nustatymo ir naudojimo praktiką, kurios reikėtų laikytis, siekiant sumažinti vibracijos riziką bet kokios apdirbimo operacijos metu.
Turėdami šią informaciją, galėsite geriau optimizuoti savo mašinų nustatymus ir užtikrinti greitą ciklo laiką bei aukštos kokybės detales kiekvienos operacijos metu.
Kas yra vibracija mechaniniame apdirbime?
Apdirbimo metu atsirandantis vibravimas yra vibracijos arba svyravimo rūšis, kuri paprastai atsiranda frezavimo, gręžimo ar šlifavimo operacijose. Mechanikai vibravimą paprastai vadina „jautriu pjovimu“ arba „rezonansu“. Kai jis atsiranda, staklės skleidžia aukštą kaukimo garsą, o iš įrankio susidarančios drožlių juostelės yra storos ir nestabilios.
Dėl vibracijos gali būti prasta paviršiaus apdaila, nevienodas pjovimo gylis ir netgi įlenkti įrankiai. Sunkiais atvejais tai gali sukelti katastrofišką pačios mašinos gedimą.
Vibraciją sukelia disbalansas tarp pjovimo jėgų, spaudžiančių ruošinį, ir momentų, kuriuos sukuria pjovimo jėgos, išmatuotos vienodais atstumais.
Šio disbalanso sukurta energija reguliariai dubliuojasi, sukeldama rezonansines bangas, kurios vibruoja tarp šių dviejų inercijos taškų ir sukelia priverstinį harmoninį virpesį, vadinamą trenksmu.
Šios vibracijos greitis ir intensyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip apdirbamos medžiagos tipas, greitis, padavimo greitis, staklių standumo laipsnis ir gamybos operacijoms naudojamo pjovimo įrankio atitiktis.
Svarbu, kad mechanikai suprastų, kaip nustatyti galimas vibracijos priežastis ir kaip ją sušvelninti, kol neįvyko katastrofiškas gedimas.
Štai keletas įprastų sprendimų, dažnai naudojamų frezavimo ir gręžimo vibracijai sumažinti arba pašalinti:
- Veleno apsukų reguliavimas
- Veikimo parametrų optimizavimas
- Naudokite tvirtesnes konstrukcijas su tvirtesniais įrankiais, pavyzdžiui, tvirtesnius velenus ant standžių rėmų
- Pjovimo gylio arba drožlių apkrovos didinimas
- Pjovimo įrankių balansavimas prieš montavimą
- Visų judančių dalių, tinkamų apdirbamoms medžiagoms, tepimas
Vibracijos tipai apdirbant
CNC apdirbimo srityje dažniausiai pasitaiko dviejų rūšių vibracija. Kai kurios iš jų yra šios:
Įrankis Chatter
Paprastai vibracija atsiranda pjovimo operacijų metu naudojant CNC frezavimo stakles. Jos pradeda apipjaustyti, o vibracijai perduodant ruošinį, pridedamos skirtingos savybės. Dėl to įrankis ir ruošinys pradeda slysti vienas kito atžvilgiu, todėl vibracija tampa garsesnė.
Ruošinio šnekėjimas
Jei ruošinį ant frezavimo staklės stalo padėsite neteisingai, kartais gali atsirasti poslinkių ir vibracijų. Dėl to plona ruošinio sienelė, judėdama link pjovimo įrankio, gali pradėti drebėti.
Svarbu nepamiršti, kad tam tikro vibracijos dažnai sunku išvengti. Jūsų ruošinio paviršius gali būti subraižytas, jei frezavimo metu vibracija yra didesnė nei 100 µm. Tačiau jei jums rūpi produkcijos kokybė, tikriausiai turėtumėte pagalvoti apie tai, kaip sumažinti vibraciją tarp įrankio ir ruošinio.
Žemiau aptarsime keletą strategijų, kaip sumažinti plepėjimą.
Vibracijos priežastys apdirbimo metu
Vibracija apdirbimo metu yra vibracijos rūšis, atsirandanti metalo pjovimo operacijų metu, dėl kurios prasta paviršiaus apdaila ir sutrumpėja įrankio tarnavimo laikas. Nors vibraciją gali būti sunku aptikti, nes ji nenuspėjama ir labai trumpalaikė, tinkama analizė ir prevencijos metodai gali padėti ją sumažinti arba net pašalinti.
Vibraciją dažniausiai sukelia pjovimo proceso nestabilumas. Tai gali atsirasti dėl įvairių veiksnių, įskaitant įrankio susidėvėjimą ar deformaciją dėl didelio pastūmos greičio ar pjovimo jėgų, nesubalansuotą pjovimo briauną ar danties formą dėl netinkamų šlifavimo kampų ar nevienodo griovelių ilgio, nepakankamą aušinimo skysčio srautą, neteisingus ruošinio tvirtinimo būdus, nepakankamą staklių standumą ir nesimetriškas medžiagos šlifavimo sąlygas.
Įrankio vibraciją taip pat gali paveikti jo grėbimo kampas, nosies spindulys ir išlinkimo kampas, taip pat ruošinio medžiagos sudėtis. Įrankio susidėvėjimas taip pat gali būti vienas iš vibraciją lemiančių veiksnių ir neturėtų būti per ilgai ignoruojamas, nes jis pažeidžia stabilias apdirbimo operacijas.
Jei apdirbimo sąlygos po pirmojo naujo įrankio naudojimo ilgą laiką nesikeičia, dėl per didelio įrankio paviršiaus susidėvėjimo, kuris dabar turi nesubalansuotą pjovimo briauną ar dantų formą, palyginti su prieš pirmąjį naudojimą, gali atsirasti vibracija.
Todėl svarbu reguliariai tikrinti įrankius jų naudojimo metu ir patikrinti, ar jie atitinka priimtinus tolerancijas, nurodytas įvairiuose apdirbimo standartų nurodymuose, pvz., ISO 13399 1A lygio įrankių žymėjimo formos kodo gairėse.
Tinkama įrankių priežiūra yra labai svarbi siekiant išvengti klaidingų rodmenų, atsirandančių dėl pjovimo briaunos geometrijos pokyčių laikui bėgant, kurie kitaip gali sukelti per dideles vibracijas apdirbimo operacijų metu, o tai gali sukelti vibraciją kiekvieno apdorojamo ruošinio pjūvio metu.
Vibracijos poveikis apdirbimui
Vibracija yra nepageidaujamas ir kartais pavojingas reiškinys apdirbimo procese, dėl kurio gali būti prastesnė paviršiaus apdaila, ruošinys gali būti atmestas, įrankio lūžti ir padidėti mašinos triukšmas. Taigi, kas tiksliai yra vibracija, kas ją sukelia ir ką galima padaryti, kad ją pašalintumėte?
Vibracija – tai pjovimo įrankio svyravimas medžiagos paviršiumi, atsirandantis dėl įvairių probleminių apdirbimo proceso sričių. Jis atsiranda dėl dinaminio pjovimo jėgų, veikiančių įrankio antgalį, pobūdžio, atsirandančio dėl periodinės sąveikos tarp mašinos sąlygų ir ruošinio geometrijos.
Dažnas plepėjimo poveikis yra:
- Pjovimo įrankio ir ruošinio nesutapimas.
- Blogą veleno balansą arba jo sukimosi greičio sutrikimus sukelia išoriniai veiksniai, tokie kaip oro srovės.
- Įrankio geometrijos trūkumai, tokie kaip netipiškas nuolydžio kampas ar vienodumas, taip pat gali sukelti įrankio vibracijas arba deformaciją esant didelėms pjovimo jėgoms.
Yra keletas būdų, kaip sumažinti vibraciją apdirbimo metu, kurie bus aptarti toliau.
Strategijos, kaip išvengti arba sumažinti vibraciją apdirbimo metu
Vibracija yra dažna ir potencialiai žalinga problema, galinti turėti įtakos apdirbimo procesui. Paprastai ją sukelia nesubalansuotas pjovimo įrankis, dėl kurio vibracija pjovimo metu susidaro nepageidaujama ruošinio ir pjovimo įrankio vibracija. Kai atsiranda vibracija, tai gali neigiamai paveikti įrankio tarnavimo laiką ir detalės kokybę.
Norint sumažinti arba visiškai pašalinti mėšlungį, gali būti taikomos kelios strategijos, pavyzdžiui:
- Greičio reguliavimas: Sumažinant veleno apsukų skaičių ir pjovimo gylį, galima sumažinti vibraciją.
- Lėtėjantys pagreičio greičiai: Sumažinus pagreičio greitį, galima sumažinti vibracijas pradedant apdirbimo ciklą ir pereinant tarp skirtingų ašių praėjimų.
- Naudojant skirtingus pjovimo greičius arba pastūmas: Naudojant du skirtingus greičius arba padavimus priešingose įrankio pusėse, sukuriamas asinchroninis judėjimas, kuris padeda slopinti vibracijas, kurias sukelia kiti šaltiniai, pvz., pavaros varikliai arba staklių rėmo lenkimas.
- Taikant pačių įrankių balansavimo metodus, pvz., grupinio rotoriaus apsukų balansavimo metodus: Ši strategija sumažina įrankio vibraciją, neutralizuodama nesubalansuotų pjovimo įrankių, ypač tų, kurių sudėtyje yra keli ašmenys, paviršiaus jėgas.
- Atsižvelgiant į kitas sritis, kurios gali prisidėti prie vibracijos, įskaitant įvorės standumą, staklių komponentų konstrukcines savybes, netinkamą velenų kampinį suderinimą su XYZ ašimis ir kt.: Panašiai kaip ir kitose pramonės šakose (pavyzdžiui, automobilių gamyboje) nustatyti mašinų triukšmo šaltiniai, apmąstant visus staklių konstrukcijos aspektus, dažnai galima rasti sprendimų, kurių anksčiau nenumatė nei mechanikai, nei operatoriai, nei inžinieriai!
- Reguliariai tikrinkite staklių lygiavimą ir įsitikinkite, kad jūsų velenas yra tinkamai subalansuotas: Patikrinkite abu veleno guolius, kad įsitikintumėte, jog jie nėra perkrauti arba nėra linkę per anksti sugesti dėl netinkamo tepimo ar susikaupusių teršalų.
- Be to, atkreipkite dėmesį į sąlygas už savo dirbtuvių ribų: Imkitės tinkamų priemonių vibracijai, kurią sukelia atšiauri išorinė temperatūra, oro sąlygos ir kt., sumažinti, nes visa tai gali lemti prastą pjovimo stabilumą bet kuriame tekinimo ar frezavimo staklėje.
Įrankio pasirinkimas ir nustatymas, siekiant išvengti arba sumažinti vibraciją
Vienas iš svarbiausių žingsnių nustatant mechaninio apdirbimo operaciją yra įrankis pasirinkimas ir nustatymas. Kalbant apie vibracijos sumažinimą arba pašalinimą, įrankio pasirinkimas ir nustatymas gali turėti didelės įtakos. Pjovimo briauna turi būti aštri, švari, tinkamos formos ir dydžio, tinkamai grūdinta ir pagaląsta, kad atitiktų paskirtį.
Siekiant užtikrinti gerą drožlių srautą, nuolydžio kampai turi būti teigiami. Svarbu užtikrinti, kad įrankis turėtų tinkamą spiralės kampą, jei jis naudojamas dideliu greičiu, kad drožlės būtų efektyviai pašalintos tarp griovelių.
Jei įmanoma, reikėtų įrengti vibracijos slopinimo sistemą, skirtą slopinti vibracijas, atsirandančias dėl didelio greičio / pastūmos apdirbimo operacijų metu. Toks metodas apima „pasyvių“ vibracijos slopintuvų, tokių kaip molibdeno guma, naudojimą vietoj kietųjų metalų pjovimo įrankių ar sunkesnių medžiagų, kurios yra jautrios vibracijos dažniams.
Darbuotojai taip pat turi būti instruktuoti apie tinkamus apdirbimo metodus, kurie gali padėti sumažinti disko / įrankio vibraciją ir užtikrinti saugią darbo aplinką kiekviename proceso etape.
Taip pat svarbu atsižvelgti į mašinos dinamiką nustatant operaciją, pavyzdžiui, mašinos dalių mechaninį sandarumą ir laisvumą, veleno judėjimo charakteristikas, taip pat į veleno sukimosi veleno nustatymus, kurie lemia komponentų keitimo arba dalių keitimo judesius po apdirbimo ciklo pabaigos, vadinamą padėties nustatymo tikslumu.
Siekiant sumažinti vibracijas ir išlaikyti vienodumą operacijų, apimančių daugiadalius procesus, metu, siekiant nuoseklaus modelių / prototipų generavimo.
Apskritai, varžtų priveržimas padės išvengti per didelės vibracijos apdirbimo metu. Tai padeda kontroliuoti vibraciją; tačiau per didelė jėga gali padaryti daugiau žalos nei naudos. Todėl, prieš tiesiogiai naudojant verpstes ir kitas plastikines konstrukcijas staklėse, reikia išbandyti / nustatyti tinkamus kiekius metaliniais tarpumatikais pagal ruošinio matmenis.
Taigi, loveliai deformuojasi, nesukeldami problemų montuojant į tinkamus spaustukus ir atliekant su jais susijusias užduotis, o tai savo ruožtu pažeidžia brangius metalinius įrankių antgalius ir atitinkamai pjovimo geometriją, todėl atsitiktinai sukuriami nepatenkinami ir atmesti galutiniai produktai.
Galutinis tikslas yra sugebėti:
- Kaskart kurkite nepriekaištingas detales su minimaliomis prastovomis ir mažesniu atliekų kiekiu.
- Prireikus iškyla klausimų, į kuriuos reikia atsakyti greitai ir laikantis visų standartų bei terminų. Be to, klausimas, į kurį reikia atsakyti greitai, yra klientų pasitenkinimas.
- Taigi, išlaikydami puikią reputaciją, jie didžiavosi, galiausiai nukrypdami nuo produktų gedimų tikimybių ir kruopščiai jas pakeisdami.
- Taip pat kruopščiai, dažnai ir ištikimai išlaikyti ankstesnius lyginamuosius įsitikinimus.
- Garantijos su garantija gavimas
- Nuolat siunčiant nuostabiai, nepaprastai gražiai.
- Tinkamai atlikti reikalingus poreikius, kurių pareikalavo oriai
- Užtikrinti, kad sėkmės istorijos būtų nuolat fantastiškai kuriamos.
Vibracijos išvengimo arba sumažinimo apdirbimo metu privalumai
Vibracija, kartais vadinama „vibracija“, yra nepageidaujamas reiškinys, atsirandantis tokiuose apdirbimo procesuose kaip frezavimas, gręžimas ir tekinimas. Jis turi daug neigiamo poveikio gatavai detalei, nes dėl įrankio deformacijos gali sukelti paviršiaus apdailos problemų ir dėl vibracijos prastą detalės tikslumą. Taip pat nukenčia gamybos našumas, nes, atsirandant vibracijai, sumažėja našumas. Kraštutiniais atvejais dėl vibracijos detalė gali būti visiškai brokuota.
Vibracijos sumažinimas arba jos išvengimas apdirbimo procesuose suteikia daug privalumų. Tai leidžia gauti lygesnį komponentų paviršių ir pagerinti detalių tikslumą, todėl užtikrinama pastovesnė gaminių kokybė ir didesnis klientų pasitenkinimas.
Be to, tai sumažina įrankio deformaciją ir sutrumpina ciklo laiką, o tai padeda padidinti našumą ir sumažinti bendras su apdirbimo operacijomis susijusias išlaidas.
Be to, mažesnis įrankių susidėvėjimas apsaugo nuo su nusidėvėjimu susijusių gedimų, o ilgesnis įrankių tarnavimo laikas lemia retesnius įrankių keitimo išlaidas, o tai galiausiai gali sumažinti prastovas atliekant periodinę techninę priežiūrą.
Apskritai, vibracijos sumažinimas arba jos išvengimas apdirbimo operacijose turi tiek tiesioginių privalumų, pavyzdžiui, didesnį našumą, tiek ir mažesnes sąnaudas. Todėl tai turėtų būti prioritetas gamybos komandoms, siekiančioms aukštos kokybės dalių pristatymo už efektyvias sąnaudas, o tai galiausiai padidins klientų pasitenkinimą ir efektyvumą visoje jų veikloje.
Dažnai užduodami klausimai (DUK)
Kokios yra vibracijos priežastys apdirbimo metu?
Apdirbimo metu vibraciją gali lemti įvairūs veiksniai, įskaitant įrankio konstrukciją, pjovimo sąlygas ir staklės standumą.
Kokios yra vibracijos pasekmės apdirbant?
Apdirbimo metu atsirandantis vibravimas gali turėti reikšmingų pasekmių, įskaitant įrankio tarnavimo laiko sutrumpėjimą, ciklo laiko padidėjimą ir komponentų kokybės pablogėjimą.
Kaip staklių standumas gali padėti išvengti vibracijos apdirbimo metu?
Didesnio standumo staklėse vibracija atsiranda rečiau, nes jos geriau atlaiko apdirbimo proceso metu susidarančias pjovimo jėgas.
Kaip pjovimo parametrai gali padėti išvengti vibracijos apdirbant?
Apdirbant, vibraciją geriausia sumažinti reguliuojant pjovimo parametrus, tokius kaip padavimo greitis, pjovimo greitis ir pjovimo gylis, kol jie bus optimalūs.
Kokie yra aktyvūs arba pasyvūs vibracijos kontrolės metodai, skirti sumažinti vibraciją apdirbimo metu?
Modalinė analizė ir slopinamųjų medžiagų naudojimas yra du aktyvaus ir pasyvaus virpesių valdymo metodų, kuriuos galima naudoti vibracijai apdirbimo metu sumažinti, pavyzdžiai. Abu šie metodai gali būti taikomi aktyviai arba pasyviai.
Kaip vibracija skiriasi priklausomai nuo atliekamos apdirbimo operacijos tipo? (h3)
Kadangi greitojo frezavimo ir tekinimo operacijų pjovimo greičiai yra daug didesni nei įprastų mechaninio apdirbimo procedūrų, vibracija gali būti ypač problemiškas šių procesų aspektas.
Kokie yra geriausios praktikos pavyzdžiai, kaip išvengti arba sumažinti vibraciją apdirbimo metu? (h3)
Pjovimo geometrijos keitimas, didesnio standumo staklių naudojimas, pjovimo parametrų optimizavimas ir aktyvių arba pasyvių vibracijos kontrolės metodų taikymas yra vieni geriausių apdirbimo būdų, kuriuos galima naudoti siekiant išvengti vibracijos arba ją sumažinti.
Išvada
Apibendrinant galima teigti, kad vibraciją apdirbimo metu sukelia įvairios vibracijos, kurios gali atsirasti pjovimo proceso metu ir gali turėti neigiamos įtakos našumui bei tikslumui. Veiksmingiausias būdas sumažinti vibraciją arba jos išvengti – imtis priemonių, kad ji neatsirastų.
Tai gali apimti:
- Aštrios įrankio medžiagos su mažu nuolydžio kampu pasirinkimas;
- Padidinti įrankio standumą naudojant standesnį įrankio laikiklį ir padidinant veleno greitį;
- Atsvarų, slopinamųjų medžiagų ir dažnio reguliavimo įtaisų montavimas palei staklių bėgius
- Naudojant aktyvius valdymo metodus, tokius kaip aktyvus vibracijos slopinimas;
- Mašinos stabilumo palaikymas tinkamai prižiūrint ir tepant;
- Ruošinio svorio balansavimas naudojant papildomas atramas arba tvirtinimo elementus;
- Naudojant įrankius su keliomis pjovimo briaunomis arba pailgintais antgaliais;
- Pasinaudokite moderniomis CAM programinės įrangos funkcijomis, kurios sumažina nepageidaujamus trikdžius apdirbimo metu.
Laikantis šių metodų, sumažės vibracija pjovimo metu, todėl pailgės produktyvus darbo laikas.
