Vibrácie sú bežným a nepríjemným problémom pri používaní plochých sústružníckych nástrojov. Ako profesionálny dodávateľ plochých sústružníckych nástrojov chápeme negatívne vplyvy vibrácií na kvalitu obrábania, životnosť nástroja a celkovú efektivitu. V tomto blogu preskúmame rôzne účinné metódy na zníženie vibrácií pri používaní plochých sústružníckych nástrojov.
Pochopenie príčin vibrácií
Predtým, ako sa ponoríme do riešení, je dôležité pochopiť hlavné príčiny vibrácií. Pri obrábaní existujú hlavne tri typy vibrácií: voľné vibrácie, nútené vibrácie a samobudené vibrácie.
Voľné vibrácie sa zvyčajne vyskytujú na začiatku procesu rezania, keď nástroj náhle začne interagovať s obrobkom. Je to krátkodobá vibrácia, ktorá sa rýchlo rozpadne, ak nedôjde k externej excitácii. Nútené vibrácie sú spôsobené vonkajšími periodickými silami, ako sú nevyvážené rotujúce časti obrábacieho stroja, záber ozubených kolies alebo nepravidelnosť procesu rezania. Samovzrušené vibrácie, tiež známe ako chvenie, sú najškodlivejším typom. Vzniká interakciou medzi procesom rezania a systémom stroj – nástroj – obrobok. Rezná sila kolíše, čo následne spôsobuje vibrácie nástroja a tieto vibrácie ďalej ovplyvňujú reznú silu a vytvárajú tak samoudržiavací cyklus.
Obrábací stroj – súvisiace opatrenia
Tuhosť obrábacích strojov
Tuhosť obrábacieho stroja je nanajvýš dôležitá. Pevný obrábací stroj lepšie odoláva rezným silám bez nadmernej deformácie. Pri výbere obrábacieho stroja na ploché sústruženie sa uistite, že má vysokú statickú a dynamickú tuhosť. Skontrolujte konštrukčné riešenie stroja, kvalitu jeho komponentov a celkovú konštrukciu. Dobre postavený stroj s pevným lôžkom a stabilnými stĺpmi dokáže výrazne znížiť vibrácie. Napríklad obrábací stroj s ťažkým liatinovým lôžkom poskytuje lepšie tlmiace vlastnosti v porovnaní s ľahšou konštrukciou.
Vyváženie vretena
Vreteno je kľúčovým komponentom obrábacieho stroja. Nevyvážené vreteno môže spôsobiť vynútené vibrácie. Pravidelne kontrolujte a vyvažujte vreteno. Moderné obrábacie stroje sa často dodávajú so zabudovanými systémami vyvažovania vretena. Tieto systémy dokážu automaticky zistiť a opraviť nevyváženosť vretena počas prevádzky. Ak váš obrábací stroj takýto systém nemá, môžete použiť externé vyvažovacie zariadenie, ktoré zabezpečí hladké otáčanie vretena.
Inštalácia držiaka náradia
Správna inštalácia držiaka nástroja je nevyhnutná. Uvoľnený alebo nesprávne nastavený držiak nástroja môže spôsobiť vibrácie. Uistite sa, že držiak nástroja je bezpečne upnutý vo vretene. Skontrolujte upínaciu silu a zarovnanie držiaka nástroja vzhľadom na os vretena. Používajte vysokokvalitné držiaky nástrojov, ktoré sú určené pre ploché sústruženie. Niektoré pokročilé držiaky nástrojov majú funkcie, ako sú materiály tlmiace vibrácie alebo presne opracované rozhrania na minimalizáciu vibrácií.
Nástroj – Súvisiace opatrenia
Geometria nástroja
Geometria plochého sústružníckeho nástroja má významný vplyv na vibrácie. Dôležitú úlohu zohrávajú uhol čela, uhol vôle a polomer reznej hrany. Správny uhol sklonu môže znížiť reznú silu, čo zase znižuje pravdepodobnosť vibrácií. Avšak príliš veľký uhol čela môže oslabiť reznú hranu. Vo všeobecnosti je pre väčšinu plochých sústružníckych aplikácií vhodný uhol čela v rozsahu 5 - 15 stupňov.
Uhol hôr by mal byť nastavený tak, aby sa zabránilo odieraniu nástroja o obrobok. Malý uhol vôle môže spôsobiť trenie a tvorbu tepla, čo môže viesť k vibráciám. Bežne sa používa uhol vôle 6 - 12 stupňov.
Polomer reznej hrany tiež ovplyvňuje proces rezania. Ostrá rezná hrana s malým polomerom môže rezať hladšie a znižuje vibrácie. Veľmi ostrá hrana sa však môže rýchlo opotrebovať. Nájdite teda rovnováhu na základe obrábaného materiálu a rezných podmienok.
Materiál nástroja
Výber materiálu nástroja môže ovplyvniť vibrácie. Nástroje z rýchloreznej ocele (HSS) sú relatívne flexibilné a môžu absorbovať určité vibrácie. Majú však obmedzenú tepelnú odolnosť. Karbidové nástroje sú na druhej strane tvrdšie a odolnejšie voči opotrebovaniu. Dokážu si udržať ostrú reznú hranu dlhší čas. Ale tvrdokovové nástroje sú krehkejšie. Nástroje z karbidu s povlakom ponúkajú dobrý kompromis. Povlak môže znížiť trenie a zlepšiť tepelnú odolnosť nástroja, čo pomáha znižovať vibrácie. Napríklad karbidové nástroje potiahnuté nitridom titánu (TiN) sú široko používané pri plochých sústružníckych operáciách.
Presah nástroja
Presah nástroja, čo je vzdialenosť od držiaka nástroja k reznej hrane, by mal byť minimalizovaný. Dlhší presah zvyšuje flexibilitu nástroja a robí ho náchylnejším na vibrácie. Pokúste sa udržať previs nástroja čo najkratší a zároveň umožniť správne obrábanie. Napríklad, ak potrebujete opracovať hlbokú drážku, použite nástroj s kratšou stopkou alebo špeciálny držiak nástroja, ktorý dokáže znížiť efektívny presah.
Obrobok – súvisiace opatrenia
Materiál obrobku
Vlastnosti materiálu obrobku môžu ovplyvniť vibrácie. Niektoré materiály, ako napríklad liatina, majú lepšie tlmiace vlastnosti v porovnaní s hliníkom alebo oceľou. Pri obrábaní materiálov so zlými tlmiacimi vlastnosťami môžu byť potrebné dodatočné opatrenia na zníženie vibrácií. Napríklad pri obrábaní hliníka možno budete musieť opatrnejšie upraviť parametre rezu alebo použiť špeciálne rezné kvapaliny.
Upevnenie obrobku
Rozhodujúce je správne upevnenie obrobku. Uvoľnený alebo nestabilný obrobok môže spôsobiť vibrácie počas rezania. Na pevné upevnenie obrobku použite vhodné upínacie prostriedky a upínacie zariadenia. Upínacia sila by mala byť rovnomerne rozložená, aby sa zabránilo deformácii obrobku. Napríklad pri obrábaní tenkostenného obrobku používajte mäkké čeľuste alebo špeciálne upínacie techniky, aby ste predišli deformácii a vibráciám.
Optimalizácia parametrov rezania
Rýchlosť rezania
Rýchlosť rezania je jedným z najdôležitejších rezných parametrov. Nevhodná rýchlosť rezania môže viesť k vibráciám. Vo všeobecnosti môže zvýšenie reznej rýchlosti znížiť reznú silu a pravdepodobnosť chvenia. Pre každú kombináciu materiálu a nástroja však existuje optimálny rozsah reznej rýchlosti. Napríklad pri obrábaní ocele karbidovým plochým sústružníckym nástrojom môže byť vhodná rezná rýchlosť v rozsahu 100 - 300 m/min. Ak chcete zistiť optimálnu rýchlosť rezania, použite kalkulačky reznej rýchlosti alebo si pozrite odporúčania výrobcu nástroja.
Feed Rate
Rýchlosť posuvu tiež ovplyvňuje vibrácie. Príliš vysoká rýchlosť posuvu môže zvýšiť reznú silu a spôsobiť vibrácie. Na druhej strane príliš nízky posuv môže viesť k nahromadeniu okraja na nástroji, čo môže tiež spôsobiť vibrácie. Nájdite správnu rovnováhu na základe materiálu, nástroja a rezných podmienok. Pre väčšinu operácií plochého sústruženia sa bežne používa rýchlosť posuvu v rozsahu 0,1 - 0,5 mm/ot.
Hĺbka rezu
Hĺbka rezu by mala byť starostlivo vybraná. Veľká hĺbka rezu môže zvýšiť reznú silu a riziko vibrácií. Avšak veľmi malá hĺbka rezu môže viesť k neefektívnemu obrábaniu. Pri výbere hĺbky rezu zvážte možnosti materiálu, nástroja a obrábacieho stroja. Napríklad pri hrubovacích operáciách je možné použiť väčšiu hĺbku rezu, ale uistite sa, že je v rámci limitu, aby ste predišli nadmerným vibráciám.
Techniky znižovania dodatočných vibrácií
Rezné kvapaliny
Rezné kvapaliny môžu hrať dôležitú úlohu pri znižovaní vibrácií. Môžu mazať proces rezania, znižovať trenie a odvádzať teplo. To pomáha pri znižovaní reznej sily a pravdepodobnosti vibrácií. Existujú rôzne typy rezných kvapalín, napríklad na báze vody a oleja. Vyberte si vhodnú reznú kvapalinu podľa obrábaného materiálu. Napríklad rezné kvapaliny na báze vody sa často používajú na obrábanie železných kovov, zatiaľ čo rezné kvapaliny na báze oleja sú vhodné pre neželezné kovy.
Zariadenia na tlmenie vibrácií
Na trhu sú dostupné rôzne zariadenia na tlmenie vibrácií. Tieto zariadenia môžu byť pripevnené k obrábaciemu stroju alebo držiaku nástroja, aby absorbovali a rozptyľovali energiu vibrácií. Napríklad niektoré držiaky nástrojov majú zabudované tlmiace prvky, ako sú gumové alebo viskoelastické materiály. Tieto materiály sa môžu pri vibráciách deformovať a premieňať energiu vibrácií na teplo, čím sa znižuje amplitúda vibrácií.
Záver
Zníženie vibrácií pri použití plochých sústružníckych nástrojov si vyžaduje komplexný prístup. Riešením problémov súvisiacich s obrábacím strojom, optimalizáciou geometrie a materiálu nástroja, zvážením vlastností obrobku a úpravou rezných parametrov môžeme efektívne minimalizovať vibrácie. Ako [vaša pozícia v spoločnosti] u popredného dodávateľa plochých sústružníckych nástrojov sme odhodlaní poskytovať našim zákazníkom vysokokvalitné nástroje a riešenia. nášStopkové frézy s mikropriemerom,Modulárne rezné nástroje, aNástroj na vnútorné drážkovanie pre CNCsú navrhnuté pomocou pokročilých technológií, ktoré vám pomôžu dosiahnuť lepšie výsledky obrábania so zníženými vibráciami.
Ak čelíte problémom s vibráciami vo vašich plochých sústružníckych operáciách alebo máte záujem o naše produkty, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali pre podrobnú diskusiu a rokovania o obstarávaní. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám nájsť najvhodnejšie riešenia pre vaše špecifické potreby.
Referencie
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). Výrobné inžinierstvo a technológia. Pearson Prentice Hall.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P., & Knight, WA (2011). Dizajn produktu pre výrobu a montáž. CRC Press.
- Trent, EM a Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth - Heinemann.