CNC glodanje je moćno i svestrano proces mašinske obrade koji omogućava preciznu i složenu proizvodnju delova. Međutim, jedan uobičajeni problem sa kojim se mašinisti susreću tokom CNC glodanja je brbljanje. U kontekstu mašinske obrade, brbljanje je nepoželjna vibracija ili oscilacija koja se javlja tokom rezanja. To može dovesti do loše završne obrade površine, smanjenog vijeka trajanja alata, pa čak i oštećenja stroja. U ovom sveobuhvatnom vodiču ćemo istražiti uzroke brbljanja u CNC glodanju i pružiti širok spektar savjeta i tehnika za njihovo učinkovito smanjenje ili uklanjanje.

Razumijevanje Chatter in CNC glodanje

Šta je brbljanje u CNC glodanju?

Brbljanje, u kontekstu CNC glodanja, je ometajuća i štetna pojava koja se javlja tokom procesa obrade. Manifestuje se kao neželjena vibracija ili oscilacija u alatnoj mašini, radnom komadu ili alatu za sečenje. Ovu pojavu često karakterizira izrazita, neugodna buka i može imati ozbiljne implikacije na operacije strojne obrade. Da bismo razumjeli brbljanje sveobuhvatnije, hajde da razložimo njegove ključne komponente i dinamiku.

Ključne komponente brbljanja:

1. Mašinski alat: CNC alatni stroj, uključujući njegove strukturne komponente, vreteno i ležajs, mogu biti izvor brbljanja ako im nedostaje krutost ili nisu pravilno održavani.
2. Obradak: Materijal koji se obrađuje i njegova svojstva, kao što su tvrdoća i pričvršćivanje, mogu utjecati na brušenje.
3. postavljanje alata: Izbor alata za rezanje, njihova geometrija, stanje i materijal, mogu igrati značajnu ulogu u pojavljivanju klepetanja.
4. Parametri rezanja: Odabir parametara rezanja, uključujući brzinu pomaka, brzinu rezanja i dubinu rezanja, može utjecati na stabilnost procesa obrade.

Dinamika brbljanja:

Klepetanje nastaje kada postoji neravnoteža između sila koje djeluju na rezni alat i otpora koji pruža materijal radnog predmeta. Ova neravnoteža dovodi do vibracija, što može rezultirati nizom negativnih posljedica, uključujući:

• Loša završna obrada površine: Vibracije izazvane treskom mogu ostaviti nepravilne i hrapave površinske završne obrade na obrađenom dijelu, umanjujući njegovu kvalitetu i preciznost.
• Smanjeni vijek trajanja alata: Stalne, brze oscilacije u alatu mogu dovesti do prekomjernog trošenja alata i značajno skratiti njegov vijek trajanja.
• Oštećenje mašine: Produžena izloženost brbljanju može ugroziti integritet same CNC mašine. Vremenom, akumulirani mehanički stres može dovesti do skupih popravki i zastoja.
• Gubitak produktivnosti: Čevrljanje često zahtijeva smanjenje brzine rezanja ili posmaka kako bi se ublažio problem, što može rezultirati dužim vremenima obrade i smanjenom ukupnom produktivnošću.

Zašto je brbljanje bitno

Razumijevanje zašto je brbljanje važno je ključno za svaku CNC operaciju glodanja. Iako može izgledati kao smetnja ili neugodnost, njegov utjecaj se proteže daleko dalje od toga. Evo zašto je brbljanje predmet značajne zabrinutosti:

1. Kvalitet gotovog dijela: Brbljanje može ozbiljno ugroziti kvalitetu i preciznost obrađenog dijela. Ako vam je cilj proizvesti visokoprecizne komponente, brbljanje može biti velika prepreka.
2. Životni vijek alata: Vibracije izazvane brbljanjem mogu dovesti do brzog habanja i loma alata. To znači povećane troškove zamjene alata i češće prekide u procesu obrade.
3. Integritet mašine: Produžena izloženost brbljanju može uzrokovati oštećenje same CNC mašine. To uključuje habanje komponenti mašine, oštećenje vretena i druge strukturalne probleme.
4. produktivnost: Brbljanje prisiljava mehaničare da smanje brzine rezanja i posmake kako bi izbjegli daljnje probleme. Ovaj sporiji tempo smanjuje ukupnu produktivnost i može dovesti do kašnjenja u dovršavanju zadataka obrade.
5. Pitanja sigurnosti: Brbljanje može čak predstavljati sigurnosni rizik u radionici. Vibracije i nestabilnost koje stvara mogu dovesti do nezgoda, izbacivanja alata ili oštećenja radnog komada.

Ukratko, brbljanje u CNC glodanju nije samo dosadna buka ili estetska briga; to je problem koji može imati ozbiljne reperkusije kako na kvalitet obrađenih dijelova tako i na ukupnu efikasnost procesa obrade. Na sreću, postoje različite strategije i tehnike za smanjenje ili uklanjanje brbljanja, koje ćemo detaljno istražiti u ovom članku.

Šta je vibracija obrade?

Vibracija obrade, koja se u kontekstu procesa obrade često naziva jednostavno "vibracija", je nepoželjno i oscilatorno kretanje ili oscilacija koje se javlja tokom rezanja ili obrade materijala. Ovaj fenomen se manifestuje kao brzi pokreti naprijed-nazad, obično u obliku vibracija, podrhtavanja ili oscilacija, u alatnoj mašini, radnom komadu, alatu za sečenje ili kombinaciji ovih komponenti. Vibracije obrade su čest problem u različitim procesima obrade, uključujući tokarenje, glodanje, bušenje i brušenje. Ključne karakteristike vibracija obrade uključuju:

1. Neželjeni pokret: Vibracija predstavlja neželjeno kretanje u obradnom sistemu. To može dovesti do nestabilnosti, što utiče na tačnost i kvalitet obrađenih delova.
2. Ponavljajuće oscilacije: Vibracije se obično javljaju na određenoj frekvenciji ili frekvencijama, što dovodi do ponavljajućih pokreta naprijed-nazad. Ove oscilacije se mogu vidjeti u kretanju radnog komada, reznog alata ili cijele mašine.
3. Buka: Vibracije često proizvode karakterističnu buku, koja može biti rezultat kretanja komponenti ili vibracija jedna naspram druge. Ova buka može poslužiti kao zvučni indikator vibracija.

Vibracije obrade mogu imati niz negativnih efekata na proces obrade, uključujući:

• Smanjena završna obrada površine: Vibracije mogu dovesti do neravnih ili nepravilnih završnih obrada na obrađenim dijelovima, što utiče na njihov kvalitet i preciznost.
• Skraćeni vijek trajanja alata: Brzi i nepravilni pokreti povezani s vibracijama mogu dovesti do prekomjernog trošenja i oštećenja alata, što dovodi do potrebe za čestim promjenama alata.
• Istrošenost i oštećenje mašine: Produženo izlaganje vibracijama može ubrzati habanje i oštećenje komponenti mašine, uključujući vretena, ležajeve i strukturne elemente.
• Nepreciznosti i varijacije dimenzija: Vibracije mogu uzrokovati skretanje radnog komada ili alata, što rezultira nepreciznostima i varijacijama dimenzija u konačnom proizvodu.

Na vibracije obrade utiče nekoliko faktora, uključujući parametre rezanja (npr. brzina pomaka, brzina rezanja i dubina rezanja), geometrija alata, svojstva materijala radnog komada, krutost mašine i dinamika sistema obrade. Smanjenje ili eliminisanje vibracija je kritičan cilj u mašinskoj obradi, jer može značajno uticati na kvalitet, efikasnost i isplativost procesa obrade. Različite strategije i tehnike, kao što je objašnjeno u prethodnim odjeljcima, koriste se za rješavanje i ublažavanje vibracija obrade, čime se poboljšava ukupna izvedba operacija obrade.

Uzroci brbljanja

Brbljanje u CNC glodanju je složena pojava na koju utiče kombinacija faktora. Razumijevanje ovih uzroka je fundamentalno za efikasno rješavanje i ublažavanje brbljanja. Ovi faktori se mogu široko kategorizirati u četiri ključne oblasti:

1. Faktori alatnih mašina

Karakteristike i stanje same CNC mašine značajno doprinose brbljanju. Nekoliko faktora povezanih sa mašinom može uticati na pojavu brbljanja:

a. krutost:

krutost odnosi se na sposobnost mašine da se odupre deformaciji ili savijanju tokom procesa obrade. Čvrstija mašina je manje sklona brbljanju. Komponente mašina, kao što su ležište mašine, stubovi i vreteno, treba da budu projektovane i izrađene sa velikom rigidnošću na umu. Krutost mašine obezbeđuje stabilne uslove rezanja, smanjujući verovatnoću brbljanja.

b. Brzina vretena:

The brzina vretena je kritičan faktor u kontroli brbljanja. Brzina vretena treba biti prikladno usklađena s materijalom obratka i alatom za rezanje koji se koristi. Rad pri ispravnoj brzini vretena pomaže u sprečavanju klepetanja održavanjem stabilnog i uravnoteženog procesa rezanja.

c. Prigušivanje:

Neke CNC mašine dolaze opremljene ugrađenim sistemi prigušenja dizajniran da apsorbuje vibracije tokom obrade. Ovi sistemi prigušenja pomažu u smanjenju brbljanja, posebno tokom operacija velike brzine obrade. Ulaganje u mašinu s naprednim karakteristikama prigušenja može biti praktično rješenje za minimiziranje brbljanja.

d. Tačnost i preciznost:

Mašine sa višim nivoima preciznost i Tačnost manje je vjerovatno da će doživjeti brbljanje. Preciznost mašine osigurava da održava konzistentne uslove rezanja, smanjujući rizik od vibracija i nestabilnosti tokom obrade.

2. Faktori radnog komada

Radni komad, uključujući svojstva materijala, veličinu i pričvršćivanje, može značajno utjecati na brbljanje. Faktori vezani za radni komad uključuju:

a. Svojstva materijala:

The svojstva materijala materijala radnog komada su ključni faktori. Tvrdoća, gustina i toplotna provodljivost materijala utiču na njegovu sposobnost da apsorbuje i odvodi toplotu koja nastaje tokom obrade. Ova svojstva mogu ili promovirati stabilne uslove rezanja ili dovesti do brbljanja.

b. Učvršćivanje radnog komada:

Fixturing odnosi se na to kako je radni komad sigurno stegnut ili držan na mjestu tokom obrade. Pravilno pričvršćivanje je neophodno kako bi se spriječilo brbljanje, jer svaki pokret ili vibracija u radnom komadu može poremetiti proces rezanja. Sigurno stezanje radnog komada osigurava stabilnost i smanjuje rizik od klepetanja.

c. prevjes:

The previs je razmak između radnog komada i držača alata. Duži prepusti mogu pojačati klepetanje zbog povećanog skretanja alata. Smanjenje prepusta ili korištenje kraćih alata može pomoći u ublažavanju ovog efekta.

3. Faktori alata

Izbor alata za rezanje, njihovo stanje, geometrija i materijal, mogu značajno uticati na brbljanje. Faktori koji se odnose na alate koje treba uzeti u obzir uključuju:

a. Materijal alata:

Odabir odgovarajućeg materijal alata na osnovu materijala radnog komada je ključna. Različiti materijali nude različite nivoe otpornosti na habanje i toplotu. Pravi odabir materijala alata može smanjiti habanje alata i vjerovatnoću brbljanja.

b. Geometrija alata:

The geometrija alata, uključujući broj žljebova, nagibni ugao i ugao spirale, može uticati na silu rezanja i, posljedično, na treperenje. Geometrije alata koje pružaju bolju kontrolu strugotine i smanjuju silu rezanja su poželjnije za materijale sklone brbljanju.

c. Stanje alata:

The stanje reznog alata igra značajnu ulogu u nastanku brbljanja. Veća je vjerovatnoća da će istrošeni ili oštećeni alati uzrokovati brbljanje. Redovni pregled i održavanje alata su neophodni kako bi se osiguralo da su alati u optimalnom stanju.

4. Parametri rezanja

Odabir parametara rezanja, kao što su brzina pomaka, brzina rezanja i dubina rezanja, direktno utječu na pojavu klepetanja. Faktori koji se odnose na parametre rezanja uključuju:

a. Brzina prijenosa:

An neodgovarajuća brzina hrane koja je previsoka može dovesti do prevelike sile rezanja i, posljedično, do klepetanja. Balansiranje brzine pomaka sa drugim parametrima rezanja je od suštinskog značaja za sprečavanje brbljanja.

b. Brzina rezanja:

The brzina rezanja moraju biti pravilno odabrani na osnovu materijala i alata koji se koriste. Neodgovarajuća brzina rezanja, previsoka ili preniska, može dovesti do klepetanja. Prava brzina rezanja ovisi o faktorima kao što su vrsta materijala, materijal alata i geometrija alata.

c. Dubina rezanja:

The dubina reza utječe na opterećenje strugotine i sile koje djeluju na alat. Duboki rez može preopteretiti alat, što dovodi do vibracija i brbljanja. Smanjenje dubine rezanja može pomoći u sprječavanju brbljanja, posebno kod obrade zahtjevnih materijala. Razumijevanje međudjelovanja ovih faktora i njihovog specifičnog utjecaja na brbljanje je ključno za razvoj učinkovitih strategija za minimiziranje ili eliminaciju ove štetne pojave tokom CNC glodanja. U sljedećim odjeljcima ćemo se upustiti u različite strategije i najbolje prakse za smanjenje brbljanja rješavanjem ovih osnovnih uzroka.

Strategije za smanjenje brbljanja

Brbljanje u CNC glodanju može biti uporan izazov, ali postoje brojne efikasne strategije i tehnike za smanjenje ili uklanjanje. Ove strategije obuhvataju poboljšanja u alatnim mašinama, pravilnu pripremu radnog komada, izbor i održavanje alata, optimizaciju parametara rezanja, planiranje putanje alata, tehnike prigušenja i upotrebu sistema za praćenje i kontrolu. Hajde da detaljno istražimo svaku od ovih strategija:

1. Poboljšanja alatnih mašina

Poboljšanje same CNC mašine je efikasan način da se smanji brbljanje. Evo nekoliko pristupa koje treba razmotriti:

a. Nadogradnja na čvršću mašinu:

Ako vašoj trenutnoj mašini nedostaje krutost i stabilnost, razmislite o nadogradnji na robusniju. Kruta mašina minimizira otklon i može efikasno prigušiti vibracije tokom procesa obrade, smanjujući verovatnoću klepetanja.

b. Sistemi prigušivanja:

Neke mašine dolaze opremljene ugrađenim sistemi prigušenja dizajniran da apsorbuje vibracije. Ovi sistemi su posebno korisni za smanjenje brbljanja tokom obrade velikom brzinom. Nadogradnja na mašinu s naprednim funkcijama prigušenja može značajno smanjiti brbljanje.

c. Redovno održavanje mašine:

Često održavanje je ključno. Redovno proveravajte i prilagođavajte kritične komponente mašine kako biste osigurali da mašina funkcioniše optimalno. To uključuje provjeru i zatezanje vijaka, kalibraciju vretena i održavanje cjelokupnog stanja stroja.

2. Priprema radnog komada

Pravilna priprema izratka je neophodna kako bi se spriječilo brbljanje. Razmotrite sljedeće korake:

a. Sigurno pričvršćivanje:

Uvjerite se da je radni komad sigurno stegnuti ili učvršćeni kako bi se spriječilo bilo kakvo neželjeno kretanje ili vibracije. Pravilno pričvršćivanje je ključno za održavanje stabilnosti tokom obrade.

b. Izbor materijala:

Odaberite odgovarajući materijal za vaš radni komad na osnovu specifičnih zahtjeva obrade. Svojstva materijala, kao što su tvrdoća i toplotna provodljivost, mogu uticati na brbljanje. Odabir pravog materijala može unaprijediti stabilne uslove rezanja.

c. Minimizirajte previs:

Dugi prepusti između radnog komada i alata mogu pojačati klepetanje zbog povećanog otklona alata. Smanjenje prepusta ili korištenje kraćih alata može pomoći u ublažavanju ovog efekta.

3. Odabir i održavanje alata

Izbor alata za rezanje i njihovo stanje značajno utječe na brbljanje. Faktori koji se odnose na alate koje treba uzeti u obzir uključuju:

a. Materijal alata:

Izaberite optimalan materijal alata na osnovu materijala radnog komada. Različiti materijali nude različite nivoe otpornosti na habanje i toplotu. Pravi odabir materijala alata može smanjiti habanje alata i vjerovatnoću brbljanja.

b. Geometrija alata:

Razmislite geometrija alata, uključujući broj žljebova, nagibni ugao i ugao spirale. Pravilne geometrije alata koje pružaju dobru kontrolu strugotine i smanjuju silu rezanja su poželjnije za materijale sklone brbljanju.

c. Redovno održavanje alata:

Uvjerite se da su rezni alati unutra dobro stanje vršenjem redovnih pregleda i održavanja. Veća je vjerovatnoća da će istrošeni ili oštećeni alati uzrokovati brbljanje. Pravilno održavanje alata uključuje oštrenje, obnavljanje i promjenu alata po potrebi.

4. Optimalni parametri rezanja

Odabir pravih parametara rezanja je od suštinskog značaja za sprječavanje brbljanja. Faktori koji se odnose na parametre rezanja uključuju:

a. Brzina prijenosa:

Odaberite an odgovarajuću brzinu hrane koji je izbalansiran sa ostalim parametrima rezanja. Prevelika brzina posmaka može dovesti do povećane sile rezanja i klepetanja. Podesite brzinu pomaka kako biste održali stabilnu obradu.

b. Brzina rezanja:

The brzina rezanja moraju biti pravilno odabrani na osnovu materijala i alata koji se koriste. Nepravilna brzina rezanja može dovesti do klepetanja. Prava brzina rezanja ovisi o faktorima kao što su vrsta materijala, materijal alata i geometrija alata.

c. Dubina rezanja:

The dubina reza utiče na opterećenje strugotine i sile alata. Duboki rez može preopteretiti alat, što dovodi do vibracija i brbljanja. Smanjenje dubine rezanja može pomoći u sprečavanju brbljanja, posebno kada radite sa zahtjevnim materijalima.

5. Optimizacija putanje alata

Optimizacija putanje alata može minimizirati brbljanje izbjegavanjem naglih promjena u silama rezanja. Razmotrite sljedeće pristupe:

a. Trohoidno glodanje:

Trohoidno glodanje je tehnika koja uključuje kontrolirani, kontinuirani obrasci putanje alata što može smanjiti brbljanje. To uključuje da alat prati kružnu ili zakrivljenu putanju umjesto da pravi ravne rezove.

b. Uspon u odnosu na konvencionalno glodanje:

Biranje između climb glodanje (gde se rezač rotira u pravcu kretanja) i konvencionalno mljevenje (gde se rezač rotira u suprotnom smeru kretanja) može uticati na brbljanje. Glodanje uz uspon često stvara manje brbljanja, jer smanjuje utjecaj sila rezanja.

6. Tehnike prigušivanja

Da bi se riješio problem brbljanja tokom obrade, mogu se koristiti različite tehnike prigušenja:

a. Alat Dampers:

Prigušivači alata su dodaci koji se mogu dodati na držač alata kako bi se smanjile vibracije i brbljanje. Ovi amortizeri apsorbuju vibracije i poboljšavaju stabilnost procesa obrade.

b. Držači alata otporni na bušenje:

Razmislite o korištenju držača alata koji su posebno dizajnirani za smanjenje brbljanja. Ovi držači alata uključuju napredne tehnologije prigušivanja za poboljšanje stabilnosti obrade.

c. Obrada umetaka otpornih na habanje:

Na rezni alat se mogu postaviti umetci otporni na brbljanje. Ovi umetci su dizajnirani da priguše vibracije i poboljšaju stabilnost alata.

7. Sistemi za nadzor i kontrolu

Da biste efikasno upravljali brbljanjem, razmislite o upotrebi sistema za praćenje i kontrolu:

a. Sistemi za nadzor vibracija:

Instaliraj sistemi za praćenje vibracija na CNC mašini za detekciju brbljanja u realnom vremenu. Ovi sistemi mogu automatski prilagoditi parametre rezanja ili putanju alata kako bi ublažili brbljanje kada se ono pojavi.

b. Adaptivni kontrolni sistemi:

Adaptivni kontrolni sistemi koriste podatke u realnom vremenu za dinamičko podešavanje parametara rezanja i putanje alata kako bi se spriječilo brbljanje. Ovi sistemi mogu biti veoma efikasni u smanjenju brbljanja.

c. Mjerenje sile rezanja:

Mjerenje i praćenje sile rezanja tokom obrade može pružiti vrijedne podatke kako bi se spriječilo brbljanje. Razumijevanjem sila u igri, mogu se izvršiti podešavanja kako bi se minimizirale vibracije. Implementacija ovih strategija i tehnika može značajno smanjiti ili eliminirati brbljanje u CNC glodanju, što dovodi do poboljšane kvalitete dijelova, dužeg vijeka trajanja alata, pouzdanosti strojeva i povećane produktivnosti. Osim toga, ovi pristupi se mogu prilagoditi vašim specifičnim potrebama CNC obrada rad, čineći smanjenje brbljanja praktičnim i dostižnim ciljem.

U zakljucku

Brbljanje u CNC glodanju je kritično pitanje koje može značajno uticati na kvalitet, efikasnost i isplativost operacija obrade. Razumijevanje uzroka brbljanja, uključujući faktore alatnih mašina, probleme vezane za radni komad, faktore alata i razmatranja parametara rezanja, ključno je za efikasno rješavanje ovog izazova. Kako bi smanjili ili eliminirali brbljanje, strojari mogu implementirati širok raspon strategija i tehnika:

• Poboljšanja alatnih mašina: Nadogradnja na čvršće mašine, korištenje sistema prigušenja i osiguranje redovnog održavanja može poboljšati stabilnost mašine i smanjiti brbljanje.
• Priprema radnog komada: Pravilno pričvršćivanje, odabir materijala i minimiziranje prepusta doprinose stabilnosti obratka i smanjenom klepetu.
• Odabir i održavanje alata: Odabir pravih materijala i geometrije alata, kao i održavanje alata u dobrom stanju, može smanjiti brbljanje.
• Optimalni parametri rezanja: Podešavanje brzina pomaka, brzina rezanja i dubine rezanja kako bi se održale uravnotežene sile rezanja je ključno za smanjenje treperenja.
• Optimizacija putanje alata: Upotreba trohoidnog mljevenja i odabir odgovarajućeg smjera mljevenja (uspon ili konvencionalni) može pomoći u sprječavanju brbljanja.
• Tehnike prigušivanja: Implementacija prigušivača alata, držača alata otpornih na treperenje i umetaka za mašinsku obradu dizajniranih da priguše vibracije mogu ublažiti brbljanje.
• Sistemi za nadzor i kontrolu: Korištenje sistema za praćenje vibracija, prilagodljivih kontrolnih sistema i mjerenja sile rezanja može otkriti i riješiti brbljanje u realnom vremenu.

Implementacijom ovih strategija i uzimajući u obzir specifične zahtjeve svojih CNC operacija glodanja, strojari mogu smanjiti brbljanje i njegove štetne efekte, uključujući lošu završnu obradu površine, smanjen vijek trajanja alata, oštećenja strojeva i smanjenu produktivnost. Konačno, smanjenje treperenja nije samo tehnička potreba već i sredstvo za postizanje veće preciznosti, veće efikasnosti i uštede u CNC glodanju. Uz pravo znanje i implementaciju ovih strategija, mašinisti mogu raditi na postizanju CNC operacija glodanja bez brbljanja, proizvodeći visokokvalitetne obrađene dijelove uz maksimiziranje životnog vijeka svojih alata i strojeva.