Vibrationer är ett vanligt och besvärligt problem när man använder platta svarvverktyg. Som en professionell leverantör av plattsvarvverktyg förstår vi de negativa effekterna av vibrationer på bearbetningskvalitet, verktygslivslängd och total effektivitet. I den här bloggen kommer vi att utforska olika effektiva metoder för att minska vibrationer vid användning av platta svarvverktyg.
Förstå orsakerna till vibrationer
Innan vi fördjupar oss i lösningarna är det avgörande att förstå grundorsakerna till vibrationer. Det finns huvudsakligen tre typer av vibrationer vid bearbetning: fri vibration, forcerad vibration och självexiterad vibration.
Fri vibration uppstår vanligtvis i början av skärprocessen när verktyget plötsligt börjar interagera med arbetsstycket. Det är en kortvarig vibration som avtar snabbt om det inte finns någon extern excitation. Tvångsvibrationer orsakas av yttre periodiska krafter, såsom obalanserade roterande delar i verktygsmaskinen, kugghjulsingrepp eller oregelbundenhet i skärprocessen. Självupphetsad vibration, även känd som chatter, är den mest skadliga typen. Den genereras av interaktionen mellan skärprocessen och maskin-verktyg-arbetsstycke-systemet. Skärkraften fluktuerar, vilket i sin tur får verktyget att vibrera, och denna vibration påverkar skärkraften ytterligare och skapar en självuppehållande cykel.
Verktygsmaskiner - relaterade åtgärder
Verktygsmaskins styvhet
Styvheten hos verktygsmaskinen är av yttersta vikt. En styv verktygsmaskin kan bättre motstå skärkrafterna utan överdriven deformation. När du väljer en verktygsmaskin för plansvarvning, se till att den har hög statisk och dynamisk styvhet. Kontrollera maskinens strukturella design, kvaliteten på dess komponenter och den övergripande konstruktionen. En välbyggd maskin med en solid bädd och stabila pelare kan avsevärt minska vibrationerna. Till exempel ger en verktygsmaskin med en kraftig gjutjärnsbädd bättre dämpningsegenskaper jämfört med en lättare design.
Spindelbalans
Spindeln är en nyckelkomponent i verktygsmaskinen. En obalanserad spindel kan orsaka påtvingade vibrationer. Kontrollera och balansera spindeln regelbundet. Moderna verktygsmaskiner kommer ofta med inbyggda spindelbalanseringssystem. Dessa system kan automatiskt upptäcka och korrigera spindelobalans under drift. Om din verktygsmaskin inte har ett sådant system kan du använda extern balanseringsutrustning för att säkerställa att spindeln roterar smidigt.
Installation av verktygshållare
Korrekt installation av verktygshållaren är avgörande. En lös eller felinriktad verktygshållare kan orsaka vibrationer. Se till att verktygshållaren är ordentligt fastklämd i spindeln. Kontrollera spännkraften och inriktningen av verktygshållaren med avseende på spindelaxeln. Använd verktygshållare av hög kvalitet som är designade för plansvarvning. Vissa avancerade verktygshållare har funktioner som vibrationsdämpande material eller precisionsbearbetade gränssnitt för att minimera vibrationer.
Verktyg - relaterade åtgärder
Verktygsgeometri
Geometrin hos det platta svarvverktyget har en betydande inverkan på vibrationerna. Spånvinkeln, släppningsvinkeln och skäreggens radie spelar alla viktiga roller. En korrekt spånvinkel kan minska skärkraften, vilket i sin tur minskar sannolikheten för vibrationer. En överdriven spånvinkel kan dock försvaga skäreggen. I allmänhet är en spånvinkel i området 5 - 15 grader lämplig för de flesta plansvarvningsapplikationer.
Frigångsvinkeln bör ställas in för att förhindra att verktyget skaver mot arbetsstycket. En liten släppningsvinkel kan orsaka friktion och värmeutveckling, vilket kan leda till vibrationer. En släppningsvinkel på 6 - 12 grader används vanligtvis.
Skäreggens radie påverkar också skärprocessen. En vass skäregg med en liten radie kan skära smidigare, vilket minskar vibrationerna. En mycket vass kant kan dock slitas snabbt. Så hitta en balans baserad på materialet som bearbetas och skärförhållandena.
Verktygsmaterial
Valet av verktygsmaterial kan påverka vibrationerna. Verktyg i höghastighetstål (HSS) är relativt flexibla och kan absorbera en del vibrationer. De har dock begränsad värmebeständighet. Hårdmetallverktyg, å andra sidan, är hårdare och mer slitstarka. De kan bibehålla en skarp skäregg under längre tid. Men hårdmetallverktyg är sprödare. Belagda hårdmetallverktyg erbjuder en bra kompromiss. Beläggningen kan minska friktionen och förbättra verktygets värmebeständighet, vilket hjälper till att minska vibrationer. Till exempel används titannitrid (TiN) belagda hårdmetallverktyg i stor utsträckning vid plansvarvning.
Verktygsöverhäng
Verktygets överhäng, vilket är avståndet från verktygshållaren till skäreggen, bör minimeras. Ett längre överhäng ökar verktygets flexibilitet och gör det mer utsatt för vibrationer. Försök att hålla verktygets överhäng så kort som möjligt samtidigt som det tillåter korrekt bearbetning. Om du till exempel behöver bearbeta ett djupt spår, använd ett verktyg med kortare skaft eller en speciell verktygshållare som kan minska det effektiva överhänget.
Arbetsstycke - relaterade åtgärder
Arbetsstyckets material
Arbetsstyckesmaterialets egenskaper kan påverka vibrationerna. Vissa material, som gjutjärn, har bättre dämpningsegenskaper jämfört med aluminium eller stål. Vid bearbetning av material med dåliga dämpningsegenskaper kan ytterligare åtgärder krävas för att minska vibrationerna. Till exempel, när du bearbetar aluminium kan du behöva justera skärparametrarna mer noggrant eller använda speciella skärvätskor.
Fixering av arbetsstycke
Korrekt fixering av arbetsstycket är avgörande. Ett löst eller instabilt arbetsstycke kan orsaka vibrationer under skärning. Använd lämpliga fixturer och klämanordningar för att fästa arbetsstycket ordentligt. Spännkraften bör vara jämnt fördelad för att undvika förvrängning av arbetsstycket. Till exempel, vid bearbetning av ett tunnväggigt arbetsstycke, använd mjuka käftar eller speciella klämtekniker för att förhindra deformation och vibrationer.
Optimering av skärparameter
Skärhastighet
Skärhastigheten är en av de viktigaste skärparametrarna. En olämplig skärhastighet kan leda till vibrationer. Generellt kan en ökning av skärhastigheten minska skärkraften och sannolikheten för skrammel. Det finns dock ett optimalt skärhastighetsområde för varje material- och verktygskombination. Till exempel, vid bearbetning av stål med ett plattsvarvverktyg av hårdmetall kan en skärhastighet i intervallet 100 - 300 m/min vara lämplig. Använd skärhastighetskalkylatorer eller se verktygstillverkarens rekommendationer för att hitta den optimala skärhastigheten.
Matningshastighet
Matningshastigheten påverkar också vibrationerna. En för hög matningshastighet kan öka skärkraften och orsaka vibrationer. Å andra sidan kan en för låg matningshastighet leda till en uppbyggd kant på verktyget, vilket också kan orsaka vibrationer. Hitta rätt balans baserat på material, verktyg och skärförhållanden. För de flesta plansvarvningsoperationer används vanligtvis en matningshastighet i intervallet 0,1 - 0,5 mm/varv.
Skärdjup
Skärdjupet bör väljas noggrant. Ett stort skärdjup kan öka skärkraften och risken för vibrationer. Ett mycket litet skärdjup kan dock resultera i ineffektiv bearbetning. Tänk på material, verktyg och verktygsmaskiners kapacitet när du väljer skärdjup. Till exempel, för grovbearbetning, kan ett större skärdjup användas, men se till att det ligger inom gränsen för att undvika alltför kraftiga vibrationer.
Ytterligare vibrationsreduktionstekniker
Skärvätskor
Skärvätskor kan spela en viktig roll för att minska vibrationer. De kan smörja skärprocessen, minska friktionen och avleda värme. Detta hjälper till att minska skärkraften och sannolikheten för vibrationer. Det finns olika typer av skärvätskor, som vattenbaserade och oljebaserade. Välj lämplig skärvätska baserat på materialet som bearbetas. Vattenbaserade skärvätskor används till exempel ofta för bearbetning av järnhaltiga metaller, medan oljebaserade skärvätskor är lämpliga för icke-järnmetaller.
Vibration - Dämpningsanordningar
Det finns olika vibrationsdämpande enheter på marknaden. Dessa enheter kan fästas på verktygsmaskinen eller verktygshållaren för att absorbera och avleda vibrationsenergi. Vissa verktygshållare har till exempel inbyggda dämpningselement, som gummi eller viskoelastiska material. Dessa material kan deformeras under vibration och omvandla vibrationsenergin till värme, vilket minskar vibrationens amplitud.
Slutsats
Att minska vibrationerna vid användning av platta svarvverktyg kräver ett omfattande tillvägagångssätt. Genom att ta itu med verktygsmaskiner-relaterade frågor, optimera verktygsgeometri och material, beakta arbetsstyckets egenskaper och justera skärparametrar, kan vi effektivt minimera vibrationer. Som en [din position i företaget] hos en ledande leverantör av plattsvarvverktyg, är vi fast beslutna att tillhandahålla verktyg och lösningar av hög kvalitet till våra kunder. VårMikro - diameter pinnfräsar,Modulära skärverktyg, ochInternt spårverktyg för Cncär designade med avancerad teknik för att hjälpa dig att uppnå bättre bearbetningsresultat med minskade vibrationer.
Om du har vibrationsproblem i dina plansvarvningsoperationer eller är intresserad av våra produkter, inbjuder vi dig att kontakta oss för en detaljerad diskussion och upphandlingsförhandling. Vårt team av experter är redo att hjälpa dig att hitta de mest lämpliga lösningarna för dina specifika behov.
Referenser
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). Tillverkningsteknik och teknik. Pearson Prentice Hall.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P., & Knight, WA (2011). Produktdesign för tillverkning och montering. CRC Tryck.
- Trent, EM och Wright, PK (2000). Metallskärning. Butterworth - Heinemann.