Балаканина під час механічної обробки може стати головним болем, спричиняючи додатковий час і витрати для виробників.
Ви хочете знати, як запобігти цій проблемі?
Настав час зрозуміти, що таке тремтіння під час обробки, і знайти ефективні способи його зменшення або уникнення.
У цьому посібнику ми обговорюємо причини тріскотіння під час обробки та рекомендуємо стратегії для їх уникнення або зменшення. Ми також обговорюємо найкращі практики налаштування та експлуатації, яких слід дотримуватися, щоб зменшити ризик тріскотіння під час будь-якої операції обробки.
З цією інформацією ви зможете краще оптимізувати налаштування машини та забезпечити швидкий цикл і високоякісні деталі для кожної операції.
Що таке балаканина в машинобудуванні?
Стрічкання під час механічної обробки – це тип вібрації або коливань, які зазвичай виникають під час фрезерування, свердління чи шліфування. Машиністи зазвичай називають тріскотіння «чутливим різанням» або «резонансом». Коли це відбувається, машини видають високий плачучий звук, а смуги стружки, що утворюються від інструменту, товсті та нестабільні.
Шкід може призвести до поганої обробки поверхні, нерівномірної глибини різання та навіть порізів інструменту. У важких випадках це може призвести до катастрофічної відмови самої машини.
Скреготіння спричинене дисбалансом між силами різання, що тиснуть на деталь, і моментами, створеними силами різання, виміряними на однакових відстанях.
Енергія, створена цим дисбалансом, регулярно дублюється, викликаючи резонансні хвилі, які вібрують між цими двома точками інерції, що призводить до вимушених гармонійних коливань, відомих як балаканина.
Швидкість та інтенсивність цієї вібрації залежать від багатьох факторів, таких як тип матеріалу, що обробляється, швидкість подачі, ступінь жорсткості машини та відповідність різального інструменту, який використовується для виробничих операцій.
Для машиністів важливо розуміти, як визначити потенційні причини тріскотіння та як пом’якшити їх до того, як може статися катастрофічний збій.
Ось кілька поширених рішень, які часто використовуються для зменшення або усунення тріскотіння під час фрезерування та свердління:
- Регулювання обертів шпинделя
- Оптимізація робочих параметрів
- Використовуйте міцніші установки з потужнішим інструментом, наприклад міцніші шпинделі на жорстких рамах
- Збільшення глибини різання або навантаження стружки
- Балансування ріжучих інструментів перед встановленням
- Змащення всіх рухомих частин, що відповідають матеріалам, що обробляються
Види тріскання в механічній обробці
У обробці з ЧПК ви можете відчути дві форми балаканини. Деякі з них такі:
Інструмент Chatter
Як правило, вібрація виникає під час різання за допомогою фрез з ЧПК. Вони починають обрізати, і коли вібрація передається на заготовку, вони додають різні функції. Через це інструмент і заготовка починають ковзати один об одного, що посилює стукіт.
Лепест заготовки
Якщо ви неправильно помістите деталь на робочий стіл фрезерного верстата, іноді це може спричинити зміщення та вібрацію. В результаті тонка стінка заготовки може почати хитатися під час руху до ріжучого інструменту.
Важливо пам’ятати, що деяких балачок часто важко уникнути. Поверхня заготовки може бути подряпана, якщо вібрація під час фрезерування перевищує 100 мкм. Однак, якщо ви дбаєте про якість результату, вам, ймовірно, варто подумати про те, щоб щось зробити щодо стуку між інструментом і заготовкою.
Нижче ми розглянемо деякі стратегії зменшення балакучості.
Причини тріскотіння при обробці
Шуміння під час механічної обробки – це тип вібрації, який виникає під час операцій різання металу, що призводить до поганої обробки поверхні та скорочення терміну служби інструменту. Хоча балаканину може бути важко виявити, оскільки вона непередбачувана та дуже коротка за тривалістю, правильний аналіз і методи запобігання можуть допомогти зменшити або навіть усунути її.
Скреготіння зазвичай спричинене нестабільністю процесу різання. Це може виникнути внаслідок різних факторів, включаючи знос інструменту або відхилення від високих швидкостей подачі або сил різання, незбалансовану ріжучу кромку або форму зуба через неправильні кути шліфування або неоднакову довжину канавки, недостатній потік охолоджуючої рідини, неправильну техніку затискання заготовки, недостатню жорсткість верстата, і несиметричні умови подрібнення матеріалу.
На стукіт інструменту також можуть впливати його передній кут, радіус носа та рельєфний кут, а також склад матеріалу заготовки. Зношення інструменту також може бути фактором, що сприяє трісканню, і не слід ігнорувати його занадто довго, оскільки це порушує умову стабільних операцій обробки.
Якщо умови обробки залишаються незмінними протягом тривалого часу після першого використання нового інструменту, то може виникнути тріскотіння через надмірне зношення поверхні інструменту, яка тепер має незбалансовану ріжучу кромку або форму зуба порівняно з попереднім використанням.
Тому важливо регулярно перевіряти інструменти під час їх використання та перевіряти їх на прийнятні допуски, як зазначено в різних інструкціях стандартів обробки, таких як ISO 13399, рівень 1A, вказівки щодо коду форми інструменту.
Правильний догляд за інструментами має важливе значення для уникнення помилкових індикацій, викликаних змінами геометрії ріжучої кромки, що в іншому випадку може призвести до надмірної вібрації під час операцій обробки, що може призвести до появи стуку під час кожного надрізу на матеріалі заготовки, що обробляється.
Вплив балаканини на механічну обробку
Шкід є небажаним, а іноді й небезпечним явищем під час механічної обробки, що може призвести до погіршення якості поверхні, відбракування заготовки, поломки інструменту та збільшення шуму машини. Отже, що таке балакучість, що її викликає і що можна зробити, щоб її усунути?
Стрічкання - це коливання ріжучого інструменту по поверхні матеріалу, яке є результатом різних проблемних зон у процесі обробки. Це відбувається через динамічну природу сил різання, що діють на насадку інструмента, що є результатом періодичної взаємодії між станом машини та геометрією заготовки.
Серед поширених наслідків балаканини:
- Невідповідність між ріжучим інструментом і заготовкою.
- Поганий баланс шпинделя або порушення його швидкості обертання викликані зовнішніми факторами, такими як повітряні потоки.
- Недосконалість геометрії інструменту, наприклад нетиповий передній кут або рівномірність, також може призвести до вібрації або відхилення інструменту під впливом високих сил різання.
Існує кілька способів зменшити тріскотіння під час операцій обробки, які будуть розглянуті нижче.
Стратегії уникнення або зменшення шуму під час обробки
Шкіт — поширена й потенційно руйнівна проблема, яка може вплинути на процес обробки. Як правило, спричинений дисбалансом ріжучого інструменту, стукіт викликає небажану вібрацію в заготовці та ріжучому інструменті під час різання. Коли виникає тріскотіння, це може негативно вплинути на термін служби інструменту та якість деталей.
Щоб зменшити або усунути балаканину, можна застосувати кілька стратегій, наприклад:
- Регулювання швидкості: Уповільнення обертів шпинделя та зменшення глибини різання може допомогти зменшити тріскотіння.
- Уповільнення темпів прискорення: Зменшення швидкості прискорення може допомогти мінімізувати вібрації під час запуску циклу обробки та переходу між проходами на іншій осі.
- Використання різних швидкостей або подач різання: Використовуючи дві різні швидкості або подачі на протилежних сторонах інструменту, створюється асинхронний рух, який допомагає пом’якшувати вібрації, створювані іншими джерелами, такими як приводні двигуни або згинання рами машини.
- Застосовуючи методи балансування для самих інструментів, наприклад, методи балансування обертів на хвилі: Ця стратегія зменшує вібрацію інструменту, протидіючи поверхневим силам від незбалансованих ріжучих інструментів, особливо тих, що містять кілька лез.
- Розглядаючи інші області, які можуть сприяти трісканню, включаючи жорсткість цанги, структурні характеристики компонентів машини, неправильне кутове вирівнювання шпинделів щодо осей XYZ тощо: Подібно до висновків про джерела машинного шуму в інших галузях промисловості (автомобілебудування, наприклад), роздуми про всі аспекти конструкції верстатів часто можуть дати рішення, які раніше не передбачалися ні машиністами, ні операторами, ні інженерами!
- Регулярно перевіряйте центрування машини та переконайтеся, що ваш шпиндель ефективно збалансований: Перевірте обидва підшипники шпинделя, щоб переконатися, що вони не перевантажені або не схильні до передчасного виходу з ладу через неправильне змащення або накопичення забруднення.
- Зауважимо, що сам зверніть увагу на умови за межами вашої майстерні: Вживайте відповідних заходів для зменшення вібрацій, спричинених різкими зовнішніми температурами, погодними умовами тощо, оскільки все це може призвести до низької стабільності різання на будь-якому токарному або фрезерному верстаті.
Вибір і налаштування інструментів, щоб уникнути або зменшити тріск
Одним із найважливіших кроків у налагодженні операції обробки є інструмент вибір і налаштування. Коли справа доходить до зменшення або усунення балаканини, вибір інструменту та налаштування можуть мати велике значення. Ріжуча кромка має бути гострою, чистою, правильної форми та розміру, належним чином загартованою та відшліфованою відповідно до застосування.
Передні кути мають бути позитивними, щоб забезпечити хороший потік стружки. Важливо переконатися, що інструмент має правильний кут спіралі, якщо він використовується для високошвидкісних операцій, щоб забезпечити ефективне видалення стружки між канавками.
Там, де це можливо, антивібраційна система повинна бути прийнята для гасіння вібрації через високі швидкості/подачі, що використовуються під час операцій обробки. Такий підхід передбачає використання «пасивних» гасників коливань, таких як молібденовий каучук, замість твердих металевих ріжучих інструментів або більш важких матеріалів, які сприйнятливі до вібраційних частот.
Співробітники також повинні бути проінструктовані щодо належних методів обробки, які можуть допомогти зменшити стукіт колеса/інструмента, одночасно забезпечуючи безпечне робоче середовище на кожному етапі процесу.
Також важливо враховувати динаміку машини під час налаштування операції, таку як механічна герметичність і ослаблення деталей машини, характеристики руху шпинделя, а також параметри gib, які визначають переміщення для заміни компонентів або перемикання між частинами після завершення циклу обробки, називається точністю позиціонування.
Для того, щоб зменшити вібрації та підтримувати одноманітність під час операцій, що включають багатокомпонентні процеси для послідовних цілей створення моделей/прототипів.
Загалом, затягування гвинтів допоможе запобігти надмірній вібрації під час обробки. Це допомагає тримати балаканину під контролем; однак застосування занадто великої сили може завдати більше шкоди, ніж користі. Таким чином, правильні кількості повинні бути перевірені/знайдені за допомогою металевих щупів відповідно до розмірів заготовки перед нанесенням їх безпосередньо на шпинделі та інші пластикові конструкції станини у верстатах відповідно.
Отже, будь-яка форма деформації станин не виникає, викликаючи проблеми під час встановлення у відповідні затискачі та виконання пов’язаних із цим обов’язків, що згодом спричиняє пошкодження дорогих металевих наконечників інструменту та відповідно геометрії різання, що призводить до створення незадовільних бракованих кінцевих продуктів випадково.
Кінцевою метою є можливість:
- Щоразу створюйте бездоганні деталі з мінімальними простоями та меншою кількістю браку.
- У разі потреби виникають питання, на які потрібно відповісти швидко, з дотриманням стандартів і термінів. Крім того, питання, на яке потрібно швидко відповісти, — це задоволеність клієнтів.
- Таким чином, підтримуючи зіркову репутацію, пишалися, врешті-решт відхиляючись від ймовірності несправності продукту та ретельно замінюючи його назад.
- Крім того, обережно, часто та сумлінно зберігайте попередні порівняльні дані.
- Отримання гарантійного покриття з гарантією
- Неухильне надсилання чудово отримане незрівнянно красиво.
- Виконання належних потреб вимагало пристойно
- Забезпечення безперервного фантастичного створення історій успіху.
Переваги уникнення або зменшення шуму під час обробки
Шум, який іноді називають «вібрацією», є небажаним явищем, яке виникає під час обробки, наприклад фрезерування, свердління та токарної обробки. Це має багато негативних наслідків для готової деталі, оскільки може спричинити проблеми з обробкою поверхні через відхилення інструменту та призвести до низької точності деталі через тріскотіння. Виробництво також впливає, оскільки продуктивність знижується, коли виникає балаканина. У крайніх випадках компонент може бути повністю знищений через тріскотіння.
Переваги зменшення або уникнення тріскотіння в процесах обробки численні. Це забезпечує більш гладку поверхню компонентів і покращує точність деталей, що призводить до стабільнішої якості продукції та більшого задоволення клієнтів.
Крім того, це зменшує відхилення інструменту та скорочує тривалість циклу, що допомагає підвищити продуктивність і зменшити загальні витрати, пов’язані з операціями обробки.
Більше того, менший знос інструментів запобігає виходу з ладу, пов’язаному з зносом, тоді як довший термін служби інструменту зменшує часті витрати на заміну інструменту, що в кінцевому підсумку може скоротити час простою під час періодичного технічного обслуговування.
Загалом, зменшення або уникнення тріскотіння під час операцій обробки має негайні переваги, такі як підвищення продуктивності та економія коштів. Таким чином, це має бути пріоритетом для виробничих команд, які прагнуть отримати високоякісні запчастини за ефективними витратами, що в кінцевому підсумку призведе до більшої задоволеності клієнтів і підвищення ефективності їхньої діяльності.
Часті питання (FAQ)
Які причини тріскотіння при обробці?
Різні фактори можуть сприяти виникненню тріскотіння під час обробки, включаючи конструкцію інструменту, умови різання та жорсткість верстата.
Які наслідки тріскання під час обробки?
Шум, який виникає під час обробки, може мати значні наслідки, зокрема скорочення терміну служби інструменту, збільшення тривалості циклу та зниження якості компонентів.
Як жорсткість верстата може допомогти запобігти трісканню під час обробки?
На верстаті з вищим ступенем жорсткості менше шансів виникнути стукіт, оскільки він краще витримує сили різання, створювані під час процесу обробки.
Як параметри різання можуть допомогти запобігти трісканню під час обробки?
При механічній обробці мінімізація тріскотіння найкраще досягається шляхом регулювання параметрів різання, таких як швидкість подачі, швидкість різання та глибина різання, поки вони не стануть оптимальними.
Які існують активні чи пасивні методи контролю вібрації для зменшення тріскотіння під час обробки?
Модальний аналіз і використання зволожуючих матеріалів є двома прикладами підходів активного та пасивного контролю вібрації, які можна використовувати для зменшення тріскотіння під час обробки. Обидва ці прийоми можуть застосовуватися як активно, так і пасивно.
Як змінюється стукіт залежно від типу операції обробки? (h3)
Оскільки швидкості різання під час високошвидкісних операцій фрезерування та токарної обробки набагато вищі, ніж у типових процедурах механічної обробки, шум може бути особливо проблематичним аспектом цих процесів.
Які найкращі практики для уникнення або зменшення тріскотіння під час обробки? (h3)
Зміна геометрії різання, використання верстата з вищим ступенем жорсткості, оптимізація параметрів різання та застосування методів активного або пасивного контролю вібрації є одними з найкращих практик, які можна використовувати в механічній обробці, щоб уникнути або зменшити тріскотіння.
Висновок
Підсумовуючи, стукіт під час обробки спричинений різними вібраціями, які можуть виникати під час процесу різання та можуть мати шкідливий вплив на продуктивність і точність. Найефективніший спосіб зменшити або уникнути балаканини — це вжити заходів, щоб запобігти її появі.
Це може включати:
- Вибір матеріалу гострого інструменту з малим переднім кутом;
- Підвищення жорсткості інструменту за рахунок використання більш жорсткого тримача інструменту та збільшення швидкості шпинделя;
- Встановлення противаг, амортизуючих матеріалів і частотнорегулюючих пристроїв уздовж рейок верстата
- Використання активних методів контролю, таких як активне гасіння вібрації;
- Підтримання стабільності машини за допомогою належного обслуговування та змащення;
- Балансування ваги заготовки за допомогою додаткових опор або пристосувань;
- Використання інструментів з кількома ріжучими кромками або інструментів з розширеним наконечником;
- Скористайтеся перевагами сучасних функцій програмного забезпечення CAM, які зменшують небажані перешкоди під час обробки.
Дотримання цих методів призведе до збільшення продуктивного часу внаслідок зменшення вібраційного різання.
