Wibracje są częstym i uciążliwym problemem podczas używania płaskich narzędzi tokarskich. Jako profesjonalny dostawca narzędzi do toczenia płaskiego rozumiemy negatywny wpływ wibracji na jakość obróbki, trwałość narzędzia i ogólną wydajność. Na tym blogu omówimy różne skuteczne metody redukcji wibracji podczas używania płaskich narzędzi tokarskich.
Zrozumienie przyczyn wibracji
Zanim zagłębimy się w rozwiązania, niezwykle ważne jest zrozumienie podstawowych przyczyn wibracji. W obróbce skrawaniem wyróżnia się trzy rodzaje drgań: drgania swobodne, drgania wymuszone i drgania samowzbudne.
Drgania swobodne zwykle pojawiają się na początku procesu skrawania, gdy narzędzie nagle zaczyna wchodzić w interakcję z przedmiotem obrabianym. Jest to wibracja krótkotrwała, która szybko zanika, jeśli nie ma zewnętrznego wzbudzenia. Wibracje wymuszone powstają na skutek zewnętrznych sił okresowych, takich jak niewyważone części wirujące w obrabiarce, zazębienie kół zębatych lub nieregularność procesu skrawania. Wibracje samowzbudne, zwane także drganiami, są najbardziej szkodliwe. Powstaje w wyniku interakcji procesu skrawania z układem maszyna – narzędzie – przedmiot obrabiany. Siła skrawania ulega wahaniom, co z kolei powoduje drgania narzędzia, które dodatkowo wpływają na siłę skrawania, tworząc cykl samopodtrzymujący.
Obrabiarka — środki pokrewne
Sztywność obrabiarki
Sztywność obrabiarki jest sprawą najwyższej wagi. Sztywna obrabiarka może lepiej wytrzymać siły skrawania bez nadmiernych odkształceń. Wybierając obrabiarkę do operacji toczenia płaskiego, należy zwrócić uwagę na to, aby odznaczała się ona dużą sztywnością statyczną i dynamiczną. Sprawdź projekt konstrukcyjny maszyny, jakość jej komponentów i ogólną konstrukcję. Dobrze zbudowana maszyna z solidnym łożem i stabilnymi kolumnami może znacznie zredukować wibracje. Na przykład obrabiarka z wytrzymałym łożem żeliwnym zapewnia lepszą charakterystykę tłumienia w porównaniu z lżejszą konstrukcją.
Balans wrzeciona
Wrzeciono jest kluczowym elementem obrabiarki. Niewyważone wrzeciono może powodować wymuszone wibracje. Regularnie sprawdzaj i wyważaj wrzeciono. Nowoczesne obrabiarki często posiadają wbudowane systemy wyważania wrzeciona. Systemy te mogą automatycznie wykrywać i korygować niewyważenie wrzeciona podczas pracy. Jeśli Twoja obrabiarka nie posiada takiego układu, możesz zastosować zewnętrzne urządzenie wyważające, aby mieć pewność, że wrzeciono obraca się płynnie.
Instalacja uchwytu narzędziowego
Niezbędny jest prawidłowy montaż uchwytu narzędziowego. Luźny lub źle ustawiony uchwyt narzędzia może powodować wibracje. Upewnij się, że uchwyt narzędziowy jest dobrze zaciśnięty we wrzecionie. Sprawdź siłę docisku i ustawienie oprawki względem osi wrzeciona. Stosuj wysokiej jakości oprawki narzędziowe przeznaczone do operacji toczenia płaskiego. Niektóre zaawansowane oprawki narzędziowe posiadają takie cechy, jak materiały tłumiące drgania lub precyzyjnie obrobione interfejsy minimalizujące wibracje.
Narzędzie — powiązane środki
Geometria narzędzia
Geometria płaskiego narzędzia tokarskiego ma znaczący wpływ na drgania. Kąt natarcia, kąt przyłożenia i promień krawędzi skrawającej odgrywają ważną rolę. Właściwy kąt natarcia może zmniejszyć siłę skrawania, co z kolei zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia wibracji. Jednakże nadmierny kąt natarcia może osłabić krawędź skrawającą. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku większości zastosowań związanych z toczeniem płaskim odpowiedni jest kąt natarcia w zakresie 5–15 stopni.
Kąt przyłożenia należy tak ustawić, aby zapobiec tarciu narzędzia o obrabiany przedmiot. Mały kąt przyłożenia może powodować tarcie i wytwarzanie ciepła, co może prowadzić do wibracji. Powszechnie stosowany jest kąt przyłożenia wynoszący 6–12 stopni.
Promień krawędzi skrawającej wpływa również na proces skrawania. Ostra krawędź skrawająca o małym promieniu może ciąć płynniej, redukując wibracje. Jednakże bardzo ostra krawędź może szybko się zużyć. Znajdź więc równowagę w oparciu o obrabiany materiał i warunki skrawania.
Materiał narzędzia
Wybór materiału narzędzia może mieć wpływ na wibracje. Narzędzia ze stali szybkotnącej (HSS) są stosunkowo elastyczne i mogą pochłaniać pewne wibracje. Mają jednak ograniczoną odporność na ciepło. Z drugiej strony narzędzia węglikowe są twardsze i bardziej odporne na zużycie. Potrafią zachować ostrą krawędź tnącą przez dłuższy czas. Ale narzędzia węglikowe są bardziej kruche. Narzędzia z węglika powlekanego stanowią dobry kompromis. Powłoka może zmniejszyć tarcie i poprawić odporność cieplną narzędzia, co pomaga w zmniejszeniu wibracji. Na przykład narzędzia z węglika pokrytego azotkiem tytanu (TiN) są szeroko stosowane w operacjach toczenia płaskiego.
Występ narzędzia
Należy zminimalizować wysięg narzędzia, czyli odległość uchwytu narzędzia od krawędzi skrawającej. Dłuższy wysięg zwiększa elastyczność narzędzia i czyni je bardziej podatnym na wibracje. Staraj się, aby wysięg narzędzia był jak najkrótszy, jednocześnie umożliwiając prawidłową obróbkę. Na przykład, jeśli chcesz wykonać głęboki rowek, użyj narzędzia z krótszym chwytem lub specjalną oprawką, która może zmniejszyć efektywny wysięg.
Przedmiot obrabiany — powiązane środki
Materiał przedmiotu obrabianego
Właściwości materiału przedmiotu obrabianego mogą mieć wpływ na wibracje. Niektóre materiały, takie jak żeliwo, mają lepsze właściwości tłumiące w porównaniu do aluminium lub stali. Podczas obróbki materiałów o słabych właściwościach tłumiących mogą być wymagane dodatkowe środki w celu zmniejszenia wibracji. Na przykład podczas obróbki aluminium może zaistnieć potrzeba dokładniejszego dostosowania parametrów skrawania lub zastosowania specjalnych płynów obróbkowych.
Mocowanie przedmiotu obrabianego
Prawidłowe zamocowanie przedmiotu obrabianego jest niezwykle istotne. Luźny lub niestabilny przedmiot obrabiany może powodować wibracje podczas cięcia. Aby pewnie zamocować obrabiany przedmiot, użyj odpowiednich uchwytów i urządzeń mocujących. Siła docisku powinna być równomiernie rozłożona, aby uniknąć odkształcenia przedmiotu obrabianego. Na przykład podczas obróbki cienkościennego przedmiotu obrabianego należy stosować miękkie szczęki lub specjalne techniki mocowania, aby zapobiec odkształceniom i wibracjom.
Optymalizacja parametrów cięcia
Szybkość cięcia
Prędkość skrawania jest jednym z najważniejszych parametrów skrawania. Niewłaściwa prędkość skrawania może prowadzić do wibracji. Ogólnie rzecz biorąc, zwiększenie prędkości skrawania może zmniejszyć siłę skrawania i prawdopodobieństwo drgań. Istnieje jednak optymalny zakres prędkości skrawania dla każdej kombinacji materiału i narzędzia. Na przykład podczas obróbki stali za pomocą płaskiego narzędzia tokarskiego z węglików spiekanych odpowiednia może być prędkość skrawania w zakresie 100 - 300 m/min. Skorzystaj z kalkulatorów prędkości skrawania lub zapoznaj się z zaleceniami producenta narzędzia, aby znaleźć optymalną prędkość skrawania.
Szybkość podawania
Prędkość posuwu wpływa również na wibracje. A także - wysoki posuw może zwiększyć siłę skrawania i spowodować wibracje. Z drugiej strony zbyt niski posuw może prowadzić do narostu na krawędzi narzędzia, co może również powodować wibracje. Znajdź właściwą równowagę w oparciu o materiał, narzędzie i warunki skrawania. W przypadku większości operacji toczenia płaskiego powszechnie stosuje się posuw w zakresie 0,1 - 0,5 mm/obr.
Głębokość cięcia
Głębokość cięcia powinna być starannie dobrana. Duża głębokość skrawania może zwiększyć siłę skrawania i ryzyko wibracji. Jednak bardzo mała głębokość skrawania może skutkować nieefektywną obróbką. Wybierając głębokość skrawania, należy wziąć pod uwagę materiał, narzędzie i możliwości obrabiarki. Na przykład w przypadku operacji zgrubnych można zastosować większą głębokość skrawania, ale należy upewnić się, że mieści się ona w dopuszczalnym zakresie, aby uniknąć nadmiernych wibracji.
Dodatkowe wibracje – techniki redukcji
Płyny do cięcia
Płyny obróbkowe mogą odgrywać ważną rolę w ograniczaniu wibracji. Mogą smarować proces cięcia, zmniejszać tarcie i rozpraszać ciepło. Pomaga to zmniejszyć siłę skrawania i prawdopodobieństwo wibracji. Istnieją różne rodzaje płynów obróbkowych, np. na bazie wody i oleju. Wybierz odpowiedni płyn obróbkowy w zależności od obrabianego materiału. Na przykład, do obróbki metali żelaznych często stosuje się płyny obróbkowe na bazie wody, podczas gdy płyny obróbkowe na bazie oleju nadają się do metali nieżelaznych.
Wibracje - Urządzenia Tłumiące
Na rynku dostępne są różne urządzenia tłumiące drgania. Urządzenia te można przymocować do obrabiarki lub uchwytu narzędzia w celu pochłaniania i rozpraszania energii drgań. Na przykład niektóre oprawki narzędziowe mają wbudowane elementy tłumiące, takie jak guma lub materiały lepkosprężyste. Materiały te mogą odkształcać się pod wpływem wibracji i przekształcać energię wibracji w ciepło, zmniejszając amplitudę wibracji.
Wniosek
Ograniczanie wibracji podczas stosowania płaskich narzędzi tokarskich wymaga kompleksowego podejścia. Rozwiązując problemy związane z obrabiarką, optymalizując geometrię i materiał narzędzia, biorąc pod uwagę właściwości przedmiotu obrabianego i dostosowując parametry skrawania, możemy skutecznie minimalizować wibracje. Jako [Twoje stanowisko w firmie] u wiodącego dostawcy narzędzi do toczenia płaskiego jesteśmy zobowiązani do dostarczania naszym klientom wysokiej jakości narzędzi i rozwiązań. NaszFrezy trzpieniowe o mikrośrednicy,Modułowe narzędzia tnące, INarzędzie do wewnętrznego rowkowania dla CNCzostały zaprojektowane z wykorzystaniem zaawansowanych technologii, które pomagają osiągnąć lepsze wyniki obróbki przy zmniejszonych wibracjach.
Jeśli napotykasz problemy z wibracjami podczas toczenia płaskiego lub jesteś zainteresowany naszymi produktami, zapraszamy do kontaktu w celu szczegółowej dyskusji i negocjacji w sprawie zakupu. Nasz zespół ekspertów jest gotowy pomóc Ci w znalezieniu najbardziej odpowiednich rozwiązań dla Twoich konkretnych potrzeb.
Referencje
- Kalpakjian, S. i Schmid, SR (2009). Inżynieria i technologia produkcji. Sala Pearson Prentice.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P. i Knight, WA (2011). Projektowanie produktu do produkcji i montażu. Prasa CRC.
- Trent, EM i Wright, PK (2000). Cięcie metalu. Butterworth-Heinemann.