Chatter in CNC Machining - Μια επισκόπηση
Φλυαρία(振刀 στα κινέζικα, κυριολεκτικά «δονούμενο εργαλείο») είναι ένα από τα πιο κοινά και καταστροφικά φαινόμενα δυναμικής αστάθειας στις εργασίες κατεργασίας CNC. Αναφέρεται σεαυτο-διεγερμένες δονήσειςπου εμφανίζονται μεταξύ του κοπτικού εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας κατά την αφαίρεση υλικού, προκαλώντας ορατά σημάδια κραδασμών στην κατεργασμένη επιφάνεια, επιταχυνόμενη φθορά του εργαλείου και σε σοβαρές περιπτώσεις, καταστροφική θραύση του εργαλείου ή ζημιά του μηχανήματος.
Είδη φλυαρίας
表格
| Τύπος | Μηχανισμός | Τυπική Συχνότητα |
|---|---|---|
| Αναγεννητική φλυαρία | Καθυστέρηση φάσης μεταξύ διαδοχικών κοπών στην ίδια επιφάνεια | Χαμηλή έως μεσαία (εκατοντάδες Hz) |
| Λειτουργία-Συνδυασμός συνομιλίας | Αλληλεπίδραση μεταξύ δύο ή περισσότερων τρόπων δόνησης | Μέσον |
| Αναγκαστική Δόνηση | Εξωτερική διέγερση (μη ισορροπημένη άτρακτος, ελαττωματικά ρουλεμάν) | Πηγή διέγερσης ταιριάζει |
| Φλυαρία τριβής | Διατηρήστε-συμπεριφορά ολίσθησης στη διεπαφή τσιπ-εργαλείων | Χαμηλός |
Μεταξύ αυτών,αναγεννητική φλυαρίαείναι ο πιο διαδεδομένος και καλά μελετημένος-μηχανισμός στις εργασίες φρεζαρίσματος, τόρνευσης και διάτρησης.
Βασικές αιτίες της φλυαρίας
1. Παράμετροι κοπής
Υπερβολική ταχύτητα ατράκτου ή βάθος κοπής: Σπρώχνει το σύστημα πέρα από το όριο σταθερότητάς του
Ακατάλληλη ταχύτητα τροφοδοσίας: Η πολύ χαμηλή τροφοδοσία μπορεί να αυξήσει το τρίψιμο και να προάγει τους κραδασμούς
Κακή κατανομή φορτίου τσιπ: Ανώμαλη εμπλοκή στο φρεζάρισμα (ειδικά σχισμή ή στρίψιμο)
2. Παράγοντες συστήματος εργαλείων
Προεξοχή εργαλείου (αναλογία L/D): Τα μακρύτερα εργαλεία έχουν χαμηλότερη ακαμψία και φυσική συχνότητα
Ανεπαρκής ακαμψία εργαλείου: Αδύναμα στηρίγματα εργαλείων, φθαρμένα κολιέ ή ακατάλληλη σύσφιξη
Μη ισορροπημένο εργαλείο: Ασύμμετρη γεωμετρία εργαλείου ή ανομοιόμορφη ένθετη έδρα
Φθαρμένες ή κατεστραμμένες ακμές κοπής: Οι ακανόνιστες δυνάμεις κοπής προκαλούν κραδασμούς
3. Τεμάχιο εργασίας και ρύθμιση
Κακή σύσφιξη του τεμαχίου εργασίας: Η ανεπαρκής ακαμψία του εξαρτήματος επιτρέπει την κίνηση του τεμαχίου εργασίας
Λεπτά-τεμάχια ή λεπτά τοιχώματα: Χαμηλή δομική ακαμψία και απόσβεση
Ιδιότητες υλικού: Τα σκληρά, κολλώδη ή σκληρυντικά-υλικά (π.χ. τιτάνιο, ανοξείδωτος χάλυβας, Inconel) είναι πιο επιρρεπή στη φλυαρία
4. Κατάσταση εργαλειομηχανών
Φθαρμένα ρουλεμάν ατράκτου: Μειωμένη ακαμψία ρουλεμάν και αυξημένη εξάντληση
Χαλαρά ή κατεστραμμένα εξαρτήματα του μηχανήματος: Οδηγοί, σφαιρικές βίδες ή σύνδεσμοι με υπερβολική αντίστροφη κίνηση
Ανεπαρκής απόσβεση του μηχανήματος: Τα ελαφριά μηχανήματα υψηλής-ταχύτητας ενδέχεται να μην έχουν επαρκή δομική απόσβεση
5. Δυναμική Διαδικασιών
Αναπλαστική δράση: Η κυματιστή επιφάνεια που αφήνει το προηγούμενο οδοντοστοιχείο διαμορφώνει το πάχος του τσιπ στο τρέχον πέρασμα, δημιουργώντας έναν βρόχο ανάδρασης
Απόσβεση διεργασίας: Σε χαμηλές ταχύτητες κοπής, το τρίψιμο της πλευράς του εργαλείου στο τεμάχιο εργασίας παρέχει σταθεροποιητική απόσβεση. αυτό το αποτέλεσμα μειώνεται σε υψηλότερες ταχύτητες
Συνέπειες της φλυαρίας
表格
| Αποψη | Σύγκρουση |
|---|---|
| Ποιότητα Επιφανείας | Κακό φινίρισμα επιφάνειας, κυματισμός και ανακρίβεια διαστάσεων |
| Tool Life | Πρόωρη κοπή, κάταγμα ή ταχεία φθορά των πλευρών |
| Υγεία μηχανών | Ζημιά σε ρουλεμάν ατράκτου, οδηγούς και δομικά εξαρτήματα |
| Παραγωγικότητα | Μειωμένοι ρυθμοί αφαίρεσης υλικού και αυξημένοι χρόνοι κύκλου |
| Ασφάλεια | Κίνδυνος εκτίναξης του εργαλείου ή απομάκρυνσης του τεμαχίου εργασίας |
Μέθοδοι για την εξάλειψη ή την καταστολή της φλυαρίας
Βελτιστοποίηση παραμέτρων
Επιλογή ταχύτητας άξονα: Χρήσηδιαγράμματα λοβού σταθερότητας (SLDs)για να εντοπίσετε ζώνες σταθερής ταχύτητας (λοβούς) που αποφεύγουν την αναγεννητική φλυαρία
Μειώστε το βάθος κοπής ή το πλάτος κοπής: Λειτουργία κάτω από το κρίσιμο όριο σταθερότητας
Αύξηση τροφοδοσίας ανά δόντι: Τα υψηλότερα φορτία τσιπ μπορούν να βελτιώσουν την απόσβεση της διαδικασίας
Λύσεις Εργαλείων
Μειώστε την προεξοχή του εργαλείου: Χρησιμοποιήστε τον συντομότερο δυνατό συνδυασμό εργαλείου και βάσης
Χρησιμοποιήστε βάσεις εργαλείων υψηλής ακαμψίας-: Υδραυλικά τσοκ, συσφιγκτήρες-προσαρμόζονται ή τσοκ φρεζαρίσματος αντί για τσοκ
Εφαρμόστε μεταβλητά-pitch ή variable-helix end mills: Σπάστε την κατάσταση της αναγεννητικής φάσης με άνιση απόσταση μεταξύ των δοντιών
Εξασφαλίστε τη σωστή ισορροπία του εργαλείου: Δυναμική εξισορρόπηση για λειτουργίες υψηλής-ταχύτητας
Τεμάχιο εργασίας και εξάρτημα
Βελτιώστε την ακαμψία σύσφιξης: Χρησιμοποιήστε πρόσθετα στηρίγματα, ουρά ή εξαρτήματα απόσβεσης
Βελτιστοποιήστε τον προσανατολισμό του τεμαχίου εργασίας: Τοποθετήστε την πιο άκαμπτη κατεύθυνση ενάντια στις δυνάμεις κοπής
Βελτιώσεις μηχανών και διεργασιών
Ενεργά συστήματα απόσβεσης: Πιεζοηλεκτρικοί ή μαγνητορεολογικοί αποσβεστήρες
Ανίχνευση και καταστολή συνομιλιών σε πραγματικό-χρόνο: Αισθητήρες ακουστικής εκπομπής ή δύναμης με προσαρμοστικό έλεγχο ταχύτητας άξονα
Τροχοειδή ή{0}}στρατηγικές άλεσης υψηλής απόδοσης: Διατηρήστε σταθερή εμπλοκή του εργαλείου για να αποφύγετε ξαφνικές αλλαγές φορτίου
