Le vibrazioni nella lavorazione CNC dei pezzi sono un problema comune e problematico che può influire in modo significativo sulla qualità dei pezzi lavorati, sulla durata dell'utensile e sull'efficienza della lavorazione. In qualità di fornitore di pezzi meccanici CNC, ho riscontrato questo problema numerose volte e ho acquisito preziose informazioni su come affrontarlo. In questo blog condividerò alcune strategie efficaci per affrontare le vibrazioni nella lavorazione CNC.
Comprendere le vibrazioni nella lavorazione CNC
Prima di approfondire le soluzioni, è essenziale capire cosa sono le chiacchiere. Le vibrazioni nella lavorazione CNC si riferiscono alla vibrazione autoeccitata che si verifica tra l'utensile da taglio e il pezzo in lavorazione durante il processo di lavorazione. Questa vibrazione può causare tagli irregolari, scarsa finitura superficiale, imprecisioni dimensionali e persino un'usura prematura dell'utensile.
Esistono due tipi principali di chiacchiere: chiacchiere forzate e chiacchiere auto-eccitate. Le vibrazioni forzate sono solitamente causate da fattori esterni come componenti rotanti sbilanciati, dispositivi disallineati o impostazioni errate della macchina. Le vibrazioni autoeccitate, invece, sono il risultato dell'interazione tra il processo di taglio e le caratteristiche dinamiche del sistema macchina-utensile-pezzo.
Cause delle chiacchiere
- Cause legate allo strumento
- Geometria dell'utensile: Una geometria dell'utensile non corretta, come un angolo di spoglia ampio o un angolo di spoglia piccolo, può aumentare la forza di taglio e provocare vibrazioni. Ad esempio, se l'angolo di spoglia è troppo ampio, l'utensile potrebbe non essere in grado di sopportare adeguatamente le forze di taglio, provocandovi vibrazioni.
- Usura degli utensili: Con l'usura dell'utensile, il suo tagliente diventa smussato, il che aumenta la forza di taglio e può provocare vibrazioni. Un utensile usurato può presentare anche delle irregolarità sulla superficie, che possono esacerbare ulteriormente le vibrazioni.
- Sporgenza dell'utensile: Una lunga sporgenza dell'utensile riduce la rigidità dell'utensile, rendendolo più soggetto alle vibrazioni. Quando l'utensile viene esteso troppo lontano dal portautensile, agisce come una trave a sbalzo e anche piccole forze di taglio possono causare deflessioni e vibrazioni significative.
- Cause legate al pezzo
- Proprietà del materiale del pezzo: Alcuni materiali, come le leghe ad alta resistenza o i materiali con strutture disomogenee, sono più difficili da lavorare e hanno maggiori probabilità di causare vibrazioni. Ad esempio, i materiali con elevata durezza richiedono forze di taglio più elevate, che possono aumentare la probabilità di vibrazioni.
- Dispositivo per il pezzo: Un fissaggio inadeguato del pezzo può provocare vibrazioni. Se il pezzo non è bloccato saldamente, può spostarsi durante il processo di lavorazione, causando tagli irregolari e vibrazioni. Inoltre, un'attrezzatura con bassa rigidità può anche trasmettere vibrazioni dalla macchina al pezzo in lavorazione.
- Cause legate alla macchina
- Rigidità della macchina utensile: Una macchina utensile con bassa rigidità ha maggiori probabilità di subire vibrazioni. I componenti strutturali della macchina, come basamento, colonna e mandrino, devono essere sufficientemente rigidi da resistere alle forze di taglio senza deformazioni significative.
- Velocità del mandrino e avanzamento: Impostazioni errate della velocità del mandrino e della velocità di avanzamento possono causare vibrazioni. Se la velocità del mandrino è troppo elevata o la velocità di avanzamento è troppo bassa, il processo di taglio potrebbe diventare instabile, provocando vibrazioni.
Strategie per gestire le chiacchiere
- Ottimizzazione degli strumenti
- Seleziona lo strumento giusto: Scegliere un utensile con geometria e rivestimento appropriati per l'operazione di lavorazione specifica e il materiale del pezzo da lavorare. Ad esempio, per la lavorazione delle leghe di alluminio, un utensile con un angolo di spoglia elevato e un rivestimento liscio può ridurre la forza di taglio ed evitare vibrazioni. Puoi esplorare il nostroPiastra in alluminio lavorato CNC, staffa in alluminio lavorato CNC, adattatore in alluminio, supporto in alluminioprodotti, che vengono lavorati con utensili di alta qualità per garantire un'eccellente finitura superficiale.
- Ridurre la sporgenza dell'utensile: Ridurre al minimo la sporgenza dell'utensile. Utilizzare uno strumento più corto o un portautensile con un meccanismo di bloccaggio migliore per aumentare la rigidità dell'utensile. Ciò può ridurre significativamente le vibrazioni durante il processo di lavorazione.
- Ispezione e sostituzione periodica degli utensili: Controllare regolarmente l'usura degli utensili e sostituirli quando necessario. Uno strumento affilato può tagliare in modo più efficiente e con meno vibrazioni rispetto a uno strumento usurato.
- Movimentazione del pezzo
- Migliorare il fissaggio del pezzo: Assicurarsi che il pezzo sia bloccato saldamente e accuratamente utilizzando un dispositivo ad alta rigidità. È possibile utilizzare strutture di supporto o dispositivi aggiuntivi con forze di bloccaggio regolabili per impedire il movimento del pezzo durante la lavorazione.
- Prelavorare il pezzo: Per pezzi con geometrie complesse o strutture disomogenee, operazioni di prelavorazione come la sgrossatura possono aiutare a rimuovere le irregolarità superficiali e ridurre le forze di taglio durante l'operazione di finitura, minimizzando così il rischio di vibrazioni.
- Regolazione dei parametri della macchina
- Ottimizza la velocità del mandrino e la velocità di avanzamento: Utilizzare i dati di taglio forniti dal produttore dell'utensile come punto di partenza e quindi regolare la velocità del mandrino e l'avanzamento in base alle effettive condizioni di lavorazione. È possibile utilizzare metodi di prova ed errore o software avanzati di simulazione della lavorazione per trovare i parametri ottimali. Ad esempio, aumentando la velocità di avanzamento riducendo al tempo stesso la velocità del mandrino è talvolta possibile stabilizzare il processo di taglio e ridurre le vibrazioni.
- Ridurre la profondità di taglio: Diminuendo la profondità di taglio è possibile ridurre la forza di taglio e la probabilità di vibrazioni. Tuttavia, ciò potrebbe richiedere più passaggi per ottenere la profondità di lavorazione desiderata, il che può aumentare il tempo di lavorazione.
- Smorzamento e controllo delle vibrazioni
- Utilizzare dispositivi di smorzamento: Installare dispositivi di smorzamento sulla macchina utensile o sul portautensile per assorbire le vibrazioni. Ad esempio, alcuni portautensili sono dotati di meccanismi di smorzamento interni in grado di ridurre l'ampiezza della vibrazione.
- Ottimizzare il layout della macchina: Assicurarsi che la macchina sia installata su una base stabile e che non vi siano interferenze da altre apparecchiature o vibrazioni nell'ambiente. Una macchina ben bilanciata e installata correttamente può funzionare in modo più fluido e con meno vibrazioni.
Casi di studio
Diamo un'occhiata a un esempio reale di come abbiamo gestito le vibrazioni nella lavorazione CNC. Un cliente si è rivolto a noi con la necessità di lavorare una complessa staffa in alluminio. Durante i primi test di lavorazione abbiamo notato notevoli vibrazioni, che hanno portato ad una scarsa finitura superficiale e ad imprecisioni dimensionali.
Abbiamo prima analizzato le cause delle chiacchiere. Abbiamo riscontrato che la sporgenza dell'utensile era troppo lunga e la velocità del mandrino era troppo elevata per la velocità di avanzamento specificata. Abbiamo sostituito l'utensile con uno più corto e regolato la velocità del mandrino e l'avanzamento in base alle raccomandazioni del produttore dell'utensile. Inoltre, abbiamo migliorato il fissaggio del pezzo per garantire una migliore stabilità.
Dopo queste regolazioni, le vibrazioni sono state notevolmente ridotte e la finitura superficiale della staffa lavorata è migliorata notevolmente. Anche la precisione dimensionale ha soddisfatto le esigenze del cliente e siamo riusciti a consegnare i pezzi in tempo.
Conclusione
Le vibrazioni nella lavorazione CNC dei pezzi sono un problema complesso che richiede un approccio globale per essere risolto. Comprendendo le cause delle vibrazioni e implementando le strategie appropriate, come l'ottimizzazione degli utensili, il miglioramento della gestione dei pezzi, la regolazione dei parametri della macchina e il controllo delle vibrazioni, possiamo ridurre efficacemente le vibrazioni e migliorare la qualità delle parti lavorate.
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Riferimenti
- Altintas, Y. (2000). Automazione della produzione: meccanica del taglio dei metalli, vibrazioni delle macchine utensili e progettazione CNC. Stampa dell'Università di Cambridge.
- Stephenson, DA e Agapiou, JS (2006). Teoria e pratica del taglio dei metalli. Stampa CRC.
