چگونه لرزش را در حین ماشینکاری قطعات فلزی cnc کاهش دهیم؟

لرزش یک مسئله رایج و دردسرساز در حین ماشینکاری قطعات فلزی CNC است. به عنوان یک تامین کننده باتجربه قطعات فلزی CNC، بارها با این مشکل مواجه شده و به آن پرداخته ام. در این وبلاگ، چند استراتژی موثر برای کاهش لرزش در حین ماشینکاری قطعات فلزی CNC به اشتراک می گذارم که می تواند کیفیت قطعات را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و کارایی فرآیند ماشینکاری را افزایش دهد.

شناخت علل ارتعاش

قبل از اینکه به راه حل ها بپردازیم، درک علل ریشه ای لرزش در ماشینکاری قطعات فلزی CNC بسیار مهم است. عمدتاً سه نوع ارتعاش در ماشینکاری وجود دارد: ارتعاش آزاد، ارتعاش اجباری و ارتعاش خود برانگیخته.

ارتعاش آزاد معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که سیستم ابتدا مختل می‌شود و سپس بدون هیچ نیروی خارجی به طور مداوم می‌لرزد. به عنوان مثال، هنگامی که یک ابزار برش به طور ناگهانی به یک نقطه سخت در فلز برخورد می کند، ممکن است باعث ایجاد یک لرزش آزاد کوتاه مدت شود.

ارتعاش اجباری توسط نیروهای تناوبی خارجی ایجاد می شود. در ماشینکاری CNC، چرخش اسپیندل، حرکت سیستم تغذیه و خود نیروی برش همگی می توانند نیروهای دوره ای ایجاد کنند. به عنوان مثال، یک ابزار نامتعادل یا قطعه کار روی دوک می تواند نیروی گریز از مرکز ایجاد کند که باعث ارتعاش اجباری می شود.

ارتعاش برانگیختگی خود، که به عنوان پچ پچ نیز شناخته می شود، سخت ترین ارتعاش است. این زمانی اتفاق می افتد که فرآیند برش خود نیرویی ایجاد می کند که ارتعاش را حفظ می کند. پچ پچ می تواند منجر به پوشش ضعیف سطح، سایش ابزار و حتی آسیب به ماشین ابزار شود.

انتخاب ابزار و بهینه سازی

یکی از موثرترین راه‌ها برای کاهش لرزش، انتخاب صحیح ابزار و بهینه‌سازی آن است.

ابتدا مواد ابزار مناسب را انتخاب کنید. ابزارهای فولادی با سرعت بالا (HSS) برای ماشینکاری با سرعت پایین مناسب هستند، در حالی که ابزارهای کاربید برای ماشینکاری با سرعت بالا مناسب تر هستند. ابزارهای کاربید دارای سختی و مقاومت در برابر سایش بالاتری هستند که می تواند نیروی برش و در نتیجه لرزش را کاهش دهد.

دوم، هندسه ابزار را در نظر بگیرید. زاویه چنگک، زاویه فاصله و شعاع لبه برش ابزار همگی بر نیروی برش و لرزش تأثیر می‌گذارند. زاویه چنگک بزرگتر می تواند نیروی برش را کاهش دهد، اما ممکن است استحکام لبه برش را نیز ضعیف کند. بنابراین باید تعادل برقرار شود. علاوه بر این، لبه برش تیز می تواند اصطکاک بین ابزار و قطعه کار را کاهش دهد که به کاهش لرزش کمک می کند.

سوم، پوشش ابزار نیز می تواند نقش مهمی ایفا کند. پوشش هایی مانند نیترید تیتانیوم (TiN)، کربنیترید تیتانیوم (TiCN) و نیترید تیتانیوم آلومینیوم (AlTiN) می توانند مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشند و اصطکاک ابزار را کاهش دهند. این می تواند منجر به فرآیند برش پایدارتر و لرزش کمتر شود.

تعمیر و نگهداری و کالیبراسیون ماشین ابزار

یک ماشین ابزار خوب نگهداری شده و کالیبره شده برای کاهش لرزش ضروری است.

به طور منظم دوک را بررسی و نگهداری کنید. اسپیندل قلب دستگاه CNC است و هرگونه عدم تعادل یا ناهماهنگی می تواند باعث لرزش قابل توجهی شود. یاتاقان های دوک را به طور منظم از نظر سایش و روغن کاری بررسی کنید. اگر بلبرینگ ها فرسوده شده اند، آنها را سریعاً تعویض کنید. همچنین اطمینان حاصل کنید که دوک به درستی متعادل است. برای تعادل دوک و ابزارهای متصل می توانید از یک دستگاه تعادل پویا استفاده کنید.

راهنماهای خطی و بال اسکروها را بررسی کنید. این اجزا مسئول حرکت خطی ماشین ابزار هستند. هر گونه بازی یا سایش در راهنماهای خطی یا پیچ های توپی می تواند منجر به لرزش شود. آنها را به طور مرتب تمیز و روغن کاری کنید و در صورت لزوم پیش بار را تنظیم کنید.

ماشین ابزار را به طور منظم کالیبره کنید. از ابزارهای اندازه گیری دقیق برای بررسی دقت موقعیت و تکرارپذیری ماشین ابزار استفاده کنید. هر گونه انحراف از مقادیر مشخص شده باید بلافاصله اصلاح شود.

تثبیت قطعه کار

نصب مناسب قطعه کار برای کاهش ارتعاش در حین ماشین کاری بسیار مهم است.

قطعه کار باید به طور محکم به میز دستگاه یا فیکسچر بسته شود. هر گونه حرکت یا شل شدن قطعه کار در حین ماشینکاری می تواند باعث ایجاد لرزش شود. برای محکم کردن قطعه کار از گیره ها، گیره ها یا وسایل مناسب استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که نیروی گیره به طور مساوی توزیع شده است تا از تغییر شکل قطعه کار جلوگیری شود.

محل نقاط گیره را در نظر بگیرید. نقاط گیره باید نزدیک به ناحیه برش قرار گیرند تا لرزش به حداقل برسد. با این حال، مراقب باشید که در مسیر ابزار برش دخالت نکنید.

در صورت امکان، از وسیله ای استفاده کنید که قطعه کار را از چند طرف پشتیبانی کند. این می تواند سفتی قطعه کار را افزایش داده و لرزش را کاهش دهد.

بهینه سازی پارامترهای برش

بهینه سازی پارامترهای برش یکی دیگر از استراتژی های مهم برای کاهش ارتعاش است.

سرعت برش، سرعت تغذیه و عمق برش همگی بر نیروی برش و ارتعاش تأثیر می‌گذارند. به طور کلی افزایش سرعت برش و کاهش نرخ تغذیه و عمق برش می تواند نیروی برش و ارتعاش را کاهش دهد. با این حال، این باید با راندمان ماشینکاری متعادل شود.

به عنوان مثال، در ماشینکاری خشن، می توان از نرخ تغذیه و عمق برش نسبتاً بالایی برای حذف سریع قسمت عمده مواد استفاده کرد. اما در ماشینکاری فینیش باید از نرخ تغذیه و عمق برش کمتری برای دستیابی به سطح بهتر و کاهش لرزش استفاده کرد.

همچنین جهت برش را در نظر بگیرید. برش در جهتی که موازی با دانه فلز است می تواند نیروی برش و ارتعاش را در مقایسه با برش در سراسر دانه کاهش دهد.

دستگاه های میرایی

استفاده از دستگاه های میرایی نیز می تواند به کاهش لرزش کمک کند.

انواع مختلفی از دستگاه های میرایی موجود است، مانند دمپر غیرفعال و دمپر فعال. میراگرهای غیرفعال، مانند لنت های لاستیکی یا مواد ویسکوالاستیک، می توانند انرژی ارتعاش را جذب کرده و دامنه ارتعاش را کاهش دهند. آنها ساده و مقرون به صرفه هستند، اما عملکرد میرایی آنها محدود است.

از طرف دیگر دمپرهای فعال می توانند نیروی میرایی را با توجه به ویژگی های ارتعاش تنظیم کنند. آنها معمولاً از حسگرها، کنترل‌کننده‌ها و محرک‌ها تشکیل می‌شوند. حسگرها ارتعاش را تشخیص می دهند، کنترلرها داده ها را تجزیه و تحلیل می کنند و محرک ها نیروی متقابلی را برای خنثی کردن ارتعاش ایجاد می کنند. دمپرهای فعال موثرتر هستند اما گرانتر نیز هستند.

مطالعات موردی

اجازه دهید چند مطالعه موردی را برای نشان دادن اثربخشی این استراتژی ها به اشتراک بگذارم.

در یک پروژه، ما در حال ماشینکاری یک مجتمع بودیمماشینکاری CNC قطعات فلزیبا نیاز به دقت بالا در ابتدا، ما در طول فرآیند ماشینکاری با پچ پچ های شدید مواجه شدیم که منجر به پوشش ضعیف سطح و سایش بیش از حد ابزار شد. پس از تجزیه و تحلیل مسئله، هندسه ابزار را با افزایش زاویه چنگک و استفاده از لبه برش تیزتر بهینه کردیم. ما همچنین پارامترهای برش را با کاهش نرخ تغذیه و عمق برش تنظیم کردیم. در نتیجه ارتعاش به میزان قابل توجهی کاهش یافت و سطح سطح قطعه بهبود یافت.

در یک مورد دیگر، ما در حال ماشینکاری بودیمقطعات برش خمشی ورق CNC. قطعه کار محکم بسته نشده بود که باعث ایجاد لرزش در طول فرآیند برش شد. ما فیکسچر را برای ارائه پشتیبانی و نیروی گیره بهتر طراحی کردیم. علاوه بر این، ما از یک دمپر غیرفعال برای جذب انرژی ارتعاش استفاده کردیم. پس از این بهبودها، ارتعاش حذف شد و دقت ماشینکاری بسیار افزایش یافت.

در نهایت، هنگام ماشینکاریCNC 4 محور پردازش قطعات فلزی، متوجه شدیم که دوک نخ ریسی نامتعادل بود که منجر به لرزش اجباری شد. ما از یک دستگاه متعادل کننده پویا برای تعادل دوک و ابزارهای متصل استفاده کردیم. این تنظیم ساده لرزش را کاهش داد و عملکرد کلی فرآیند ماشینکاری را بهبود بخشید.

نتیجه گیری

کاهش لرزش در حین ماشینکاری قطعات فلزی CNC یک کار پیچیده اما قابل دستیابی است. با درک علل ایجاد ارتعاش و اجرای استراتژی های ذکر شده در بالا، مانند انتخاب و بهینه سازی ابزار، تعمیر و نگهداری و کالیبراسیون ماشین ابزار، تثبیت قطعه کار، بهینه سازی پارامترهای برش و استفاده از دستگاه های میرایی، می توان لرزش را به میزان قابل توجهی کاهش داد و کیفیت و کارایی فرآیند ماشینکاری را بهبود بخشید.

اگر به دنبال قطعات فلزی CNC با کیفیت بالا با حداقل لرزش در حین ماشینکاری هستید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم مجرب ما می تواند راه حل های سفارشی را برای برآوردن نیازهای خاص شما ارائه دهد. همین امروز با ما تماس بگیرید تا بحث تدارکات را شروع کنیم و به ما اجازه دهید تا برای دستیابی به اهداف ماشینکاری شما با هم همکاری کنیم.

مراجع

• آلتینتاس، ی (2000). اتوماسیون ساخت: مکانیک برش فلز، ارتعاشات ماشین ابزار و طراحی CNC. انتشارات دانشگاه کمبریج
• استفنسون، DA، و آگاپیو، JS (2006). تئوری و عمل برش فلز. مطبوعات CRC.
• وانگ، ی.، و ژانگ، ی. (2018). تجزیه و تحلیل ارتعاش و سرکوب در ماشینکاری CNC: یک بررسی مجله بین المللی ماشین ابزار و ساخت، 129، 1 - 16.