El fresat CNC és potent i versàtil procés de mecanitzat que permet una producció de peces precisa i complexa. Tanmateix, un problema comú que es troben els maquinistes durant el fresat CNC és la xerrada. El xat, en el context del mecanitzat, és la vibració o oscil·lació indesitjable que es produeix durant el tall. Pot provocar uns acabats superficials deficients, una vida útil de l'eina reduïda i fins i tot danys a la màquina. En aquesta guia completa, explorarem les causes de la xerrada en el fresat CNC i oferirem una àmplia gamma de consells i tècniques per reduir-lo o eliminar-lo de manera efectiva.

Comprendre Chatter a CNC fresat

Què és Chatter en el fresat CNC?

El xat, en el context del fresat CNC, és un fenomen disruptiu i perjudicial que es produeix durant el procés de mecanitzat. Es manifesta com a vibració o oscil·lació no desitjada a la màquina-eina, peça de treball o eina de tall. Aquest fenomen sovint es caracteritza per un soroll diferent i desagradable i pot tenir greus implicacions per a les operacions de mecanitzat. Per entendre la xerrada de manera més exhaustiva, desglossem els seus components i dinàmiques clau.

Components clau de Chatter:

1. Màquina eina: La màquina-eina CNC, inclosos els seus components estructurals, eix i coixinets, poden ser font de xerrameca si manquen de rigidesa o no es mantenen correctament.
2. Peça de treball: El material que s'està mecanitzant i les seves propietats, com ara la duresa i la fixació, poden influir en la xerrada.
3. Estampació: L'elecció de les eines de tall, la seva geometria, condició i material, poden tenir un paper important en l'aparició de xerrades.
4. Paràmetres de tall: La selecció de paràmetres de tall, com ara la velocitat d'avanç, la velocitat de tall i la profunditat de tall, pot afectar l'estabilitat del procés de mecanitzat.

Dinàmica de la xerrada:

El xoc es produeix quan hi ha un desequilibri entre les forces que actuen sobre l'eina de tall i la resistència que ofereix el material de la peça. Aquest desequilibri condueix a la vibració, que pot provocar una sèrie de conseqüències negatives, com ara:

• Mal acabat superficial: Les vibracions induïdes per xoc poden deixar enrere acabats superficials irregulars i rugosos a la peça mecanitzada, disminuint la seva qualitat i precisió.
• Vida útil de l'eina reduïda: Les oscil·lacions constants i ràpides de l'eina poden provocar un desgast excessiu de l'eina i escurçar-ne significativament la vida útil.
• Danys a la màquina: L'exposició prolongada a la xerrada pot posar en perill la integritat de la pròpia màquina CNC. Amb el temps, l'estrès mecànic acumulat pot provocar costoses reparacions i temps d'inactivitat.
• Pèrdua de productivitat: Sovint, les xerrades requereixen la reducció de velocitats de tall o avanços per mitigar el problema, cosa que pot provocar temps de mecanitzat més llargs i una productivitat global reduïda.

Per què la xerrada importa

Entendre per què és important la xerrada és crucial per a qualsevol operació de fresat CNC. Tot i que pot semblar una molèstia o un inconvenient, el seu impacte va molt més enllà. Heus aquí per què la xerrada és un tema de preocupació important:

1. Qualitat de la peça acabada: La xerrada pot comprometre greument la qualitat i la precisió de la peça mecanitzada. Si el vostre objectiu és produir components d'alta precisió, la xerrada pot ser un obstacle important.
2. Vida de l'eina: Les vibracions induïdes per la xerrada poden provocar un ràpid desgast i trencament de l'eina. Això significa un augment dels costos de substitució d'eines i interrupcions més freqüents del procés de mecanitzat.
3. Integritat de la màquina: L'exposició prolongada a la xerrada pot causar danys a la pròpia màquina CNC. Això inclou el desgast dels components de la màquina, danys a l'eix i altres problemes estructurals.
4. Productivitat: La xerrada obliga els maquinistes a reduir les velocitats de tall i els avanços per evitar més problemes. Aquest ritme més lent redueix la productivitat general i pot provocar retards en la realització de les tasques de mecanitzat.
5. Preocupacions de seguretat: La xerrada fins i tot pot suposar riscos de seguretat al taller. Les vibracions i la inestabilitat que crea poden provocar accidents, expulsions d'eines o danys a la peça.

En resum, la xerrada en el fresat CNC no és només un soroll molest o una preocupació estètica; és un problema que pot tenir greus repercussions tant en la qualitat de les peces mecanitzades com en l'eficiència global del procés de mecanitzat. Afortunadament, hi ha diverses estratègies i tècniques per reduir o eliminar la xerrada, que explorarem amb detall al llarg d'aquest article.

Què és la vibració de mecanitzat?

La vibració de mecanitzat, sovint anomenada simplement "vibració" en el context dels processos de mecanitzat, és un moviment o oscil·lació indesitjable i oscil·latòria que es produeix durant el tall o el mecanitzat de materials. Aquest fenomen es manifesta amb moviments ràpids d'anada i tornada, normalment en forma de vibracions, sacsejades o oscil·lacions, a la màquina-eina, peça de treball, eina de tall o una combinació d'aquests components. La vibració del mecanitzat és un problema comú en diversos processos de mecanitzat, com ara tornejat, fresat, trepat i rectificat. Les característiques clau de la vibració de mecanitzat inclouen:

1. Moviment no desitjat: La vibració representa un moviment no desitjat en el sistema de mecanitzat. Pot provocar inestabilitat, afectant la precisió i la qualitat de les peces mecanitzades.
2. Oscil·lació repetitiva: La vibració es produeix normalment a una freqüència o freqüències específiques, donant lloc a moviments repetitius d'anada i tornada. Aquestes oscil·lacions es poden veure en el moviment de la peça, l'eina de tall o tota la màquina.
3. Soroll: La vibració sovint produeix un soroll característic, que pot ser el resultat de components que es mouen o vibren els uns contra els altres. Aquest soroll pot servir com a indicador audible de vibració.

La vibració del mecanitzat pot tenir una sèrie d'efectes negatius en el procés de mecanitzat, com ara:

• Acabat superficial reduït: La vibració pot provocar acabats superficials irregulars o irregulars de les peces mecanitzades, afectant-ne la qualitat i precisió.
• Vida de l'eina reduïda: Els moviments ràpids i irregulars associats a la vibració poden provocar un desgast excessiu i danys a les eines, la qual cosa comporta la necessitat de canvis freqüents d'eines.
• Desgast i dany de la màquina: L'exposició prolongada a la vibració pot accelerar el desgast i els danys als components de la màquina, inclosos els cargols, els coixinets i els elements estructurals.
• Incorreccions i variacions dimensionals: La vibració pot provocar una flexió de la peça o de l'eina, donant lloc a imprecisions i variacions dimensionals en el producte final.

La vibració del mecanitzat està influenciada per diversos factors, inclosos els paràmetres de tall (per exemple, la velocitat d'avançament, la velocitat de tall i la profunditat de tall), la geometria de l'eina, les propietats del material de la peça, la rigidesa de la màquina i la dinàmica del sistema de mecanitzat. Reduir o eliminar la vibració és un objectiu crític en el mecanitzat, ja que pot afectar significativament la qualitat, l'eficiència i la rendibilitat del procés de mecanitzat. S'utilitzen diverses estratègies i tècniques, tal com s'ha comentat en seccions anteriors, per abordar i mitigar la vibració del mecanitzat, millorant així el rendiment global de les operacions de mecanitzat.

Causes de la xerrada

La xerrada en el fresat CNC és un fenomen complex influenciat per una combinació de factors. Entendre aquestes causes és fonamental per abordar i mitigar eficaçment la xerrada. Aquests factors es poden classificar a grans trets en quatre àrees clau:

1. Factors de la màquina-eina

Les característiques i l'estat de la pròpia màquina CNC contribueixen significativament a la xerrada. Diversos factors relacionats amb la màquina poden influir en l'aparició de xerrades:

a. Rigidesa:

Rigidesa fa referència a la capacitat de la màquina de resistir la deformació o la flexió durant el procés de mecanitzat. Una màquina més rígida és menys propensa a la xerrada. Els components de la màquina, com ara el llit de la màquina, les columnes i l'eix, s'han de dissenyar i construir tenint en compte una gran rigidesa. La rigidesa de la màquina garanteix unes condicions de tall estables, reduint la probabilitat de xerrades.

b. Velocitat de l'eix:

El velocitat del fus és un factor crític per controlar la xerrada. La velocitat de l'eix s'ha d'adaptar adequadament al material de la peça i a l'eina de tall que s'utilitza. Funcionar a la velocitat correcta del cargol ajuda a evitar la xerrada mantenint un procés de tall estable i equilibrat.

c. Amortiment:

Algunes màquines CNC vénen equipades amb incorporades sistemes d'amortiment dissenyat per absorbir vibracions durant el mecanitzat. Aquests sistemes d'amortiment ajuden a reduir la xerrada, especialment durant les operacions de mecanitzat d'alta velocitat. Invertir en una màquina amb funcions d'amortiment avançades pot ser una solució pràctica per minimitzar les xerrades.

d. Exactitud i precisió:

Màquines amb nivells més alts de precisió i precisió és menys probable que experimentin xerrades. La precisió de la màquina assegura que manté unes condicions de tall consistents, reduint el risc de vibracions i inestabilitat durant el mecanitzat.

2. Factors de la peça de treball

La peça de treball, incloses les seves propietats del material, la mida i la fixació, pot afectar significativament la xerrada. Els factors relacionats amb la peça inclouen:

a. Propietats del material:

El propietats dels materials del material de la peça són consideracions crucials. La duresa, la densitat i la conductivitat tèrmica del material influeixen en la seva capacitat per absorbir i dissipar la calor generada durant el mecanitzat. Aquestes propietats poden promoure condicions de tall estables o provocar xerrada.

b. Fixació de la peça de treball:

Fixació fa referència a com la peça de treball es subjecta o es manté al seu lloc durant el mecanitzat. La fixació adequada és essencial per evitar la xerrada, ja que qualsevol moviment o vibració a la peça pot interrompre el procés de tall. La fixació de la peça de manera segura garanteix l'estabilitat i redueix el risc de xoc.

c. Volant:

El volada és la distància entre la peça de treball i el portaeines. Els voladissos més llargs poden amplificar la xerrada a causa de l'augment de la deflexió de l'eina. La reducció de l'encavalcament o l'ús d'eines més curtes pot ajudar a mitigar aquest efecte.

3. Factors d'eines

L'elecció de les eines de tall, la seva condició, geometria i material, poden afectar significativament la xerrada. Els factors relacionats amb les eines a tenir en compte inclouen:

a. Material de l'eina:

Seleccionant l'adequat material d'eina basat en el material de la peça és crucial. Els diferents materials ofereixen diferents nivells de resistència al desgast i resistència a la calor. La selecció correcta del material de l'eina pot reduir el desgast de l'eina i la probabilitat de xafardeig.

b. Geometria de l'eina:

El geometria de l'eina, inclòs el nombre de flautes, l'angle de rasclet i l'angle de l'hèlix, poden influir en les forces de tall i, en conseqüència, en la xerrada. Les geometries d'eines que proporcionen un millor control de l'encenall i redueixen les forces de tall són preferibles per als materials propensos a la xerrada.

c. Estat de l'eina:

El estat de les eines de tall té un paper important en l'aparició de xerrades. Les eines gastades o danyades tenen més probabilitats de causar xerrades. La inspecció i el manteniment periòdics de les eines són essencials per garantir que les eines estiguin en òptimes condicions.

4. Paràmetres de tall

La selecció de paràmetres de tall, com ara la velocitat d'avanç, la velocitat de tall i la profunditat de tall, afecta directament l'aparició de brotxa. Els factors relacionats amb els paràmetres de tall inclouen:

a. Taxa d'alimentació:

An velocitat d'alimentació inadequada que sigui massa alta pot provocar forces de tall excessives i, posteriorment, xoc. Equilibrar la velocitat d'avanç amb altres paràmetres de tall és essencial per evitar la xerrada.

b. Velocitat de tall:

El velocitat de tall s'han de seleccionar correctament en funció del material i de les eines utilitzades. Una velocitat de tall inadequada, ja sigui massa alta o massa baixa, pot donar lloc a xoc. La velocitat de tall adequada depèn de factors com el tipus de material, el material de l'eina i la geometria de l'eina.

c. Profunditat de tall:

El profunditat de tall afecta la càrrega de l'encenall i les forces que actuen sobre l'eina. Un tall profund pot sobrecarregar l'eina, provocant vibracions i xerrades. La reducció de la profunditat de tall pot ajudar a prevenir la xerrada, especialment quan es mecanitza materials difícils. Entendre la interacció d'aquests factors i el seu impacte específic en la xerrada és crucial per desenvolupar estratègies efectives per minimitzar o eliminar aquest fenomen perjudicial durant el fresat CNC. A les seccions següents, aprofundirem en diverses estratègies i bones pràctiques per reduir la xerrada abordant aquestes causes arrel.

Estratègies per reduir la conversa

La xerrada en el fresat CNC pot ser un repte persistent, però hi ha nombroses estratègies i tècniques efectives per minimitzar-la o eliminar-la. Aquestes estratègies inclouen millores en les màquines-eina, la preparació adequada de la peça, la selecció i el manteniment d'eines, l'optimització dels paràmetres de tall, la planificació de la trajectòria, les tècniques d'amortiment i l'ús de sistemes de monitorització i control. Explorem cada una d'aquestes estratègies en detall:

1. Millores de la màquina-eina

Millorar la màquina CNC en si és una manera eficaç de reduir la xerrada. Aquests són alguns enfocaments a tenir en compte:

a. Actualització a una màquina més rígida:

Si la vostra màquina actual no té rigidesa i estabilitat, considereu actualitzar-la per una de més robusta. Una màquina rígida minimitza la flexió i pot amortir eficaçment les vibracions durant el procés de mecanitzat, reduint la probabilitat de xoc.

b. Sistemes d'amortiment:

Algunes màquines vénen equipades amb incorporat sistemes d'amortiment dissenyat per absorbir vibracions. Aquests sistemes són especialment útils per reduir la xerrada durant el mecanitzat d'alta velocitat. L'actualització a una màquina amb funcions d'amortiment avançades pot reduir significativament la xerrada.

c. Manteniment regular de la màquina:

El manteniment freqüent és fonamental. Inspeccioneu i ajusteu regularment els components crítics de la màquina per assegurar-vos que la màquina funcioni de manera òptima. Això inclou comprovar i apretar els cargols, calibrar l'eix i mantenir l'estat general de la màquina.

2. Preparació de la peça

La preparació adequada de la peça és essencial per evitar les xerrades. Tingueu en compte els passos següents:

a. Fixació segura:

Assegureu-vos que la peça està subjectada de manera segura o fixat per evitar moviments o vibracions no desitjats. La fixació adequada és fonamental per mantenir l'estabilitat durant el mecanitzat.

b. Selecció de material:

triï el material adequat per a la vostra peça en funció dels requisits específics de mecanitzat. Les propietats del material, com ara la duresa i la conductivitat tèrmica, poden afectar la xerrada. La selecció del material adequat pot promoure condicions de tall estables.

c. Minimitzar l'encavalcament:

Els llargs voladissos entre la peça de treball i l'eina poden amplificar la xerrada a causa de l'augment de la deflexió de l'eina. La reducció de l'encavalcament o l'ús d'eines més curtes pot ajudar a mitigar aquest efecte.

3. Selecció i manteniment d'eines

L'elecció de les eines de tall i el seu estat afecta significativament la xerrameca. Els factors relacionats amb les eines a tenir en compte inclouen:

a. Material de l'eina:

Seleccioneu la material d'eina òptim basat en el material de la peça. Els diferents materials ofereixen diferents nivells de resistència al desgast i resistència a la calor. La selecció correcta del material de l'eina pot reduir el desgast de l'eina i la probabilitat de xafardeig.

b. Geometria de l'eina:

Tingueu en compte el geometria de l'eina, inclòs el nombre de flautes, l'angle de rasclet i l'angle de l'hèlix. Les geometries d'eines adequades que proporcionen un bon control de l'encenall i redueixen les forces de tall són preferibles per als materials propensos a la xerrada.

c. Manteniment regular d'eines:

Assegureu-vos que hi hagi eines de tall bona condició realitzant inspeccions i manteniments periòdics. Les eines gastades o danyades tenen més probabilitats de causar xerrades. El manteniment adequat de les eines inclou l'afilat, el reacondicionament i els canvis d'eines segons sigui necessari.

4. Paràmetres de tall òptims

La selecció dels paràmetres de tall adequats és essencial per evitar la xerrada. Els factors relacionats amb els paràmetres de tall inclouen:

a. Taxa d'alimentació:

Trieu un velocitat d'alimentació adequada que s'equilibra amb altres paràmetres de tall. Una velocitat d'avanç excessivament alta pot provocar un augment de les forces de tall i la xerrada. Ajusteu la velocitat d'alimentació per mantenir un mecanitzat estable.

b. Velocitat de tall:

El velocitat de tall s'han de seleccionar correctament en funció del material i de les eines utilitzades. Una velocitat de tall inadequada pot provocar xerrada. La velocitat de tall adequada depèn de factors com el tipus de material, el material de l'eina i la geometria de l'eina.

c. Profunditat de tall:

El profunditat de tall afecta la càrrega d'encenall i les forces de l'eina. Un tall profund pot sobrecarregar l'eina, provocant vibracions i xerrades. La reducció de la profunditat de tall pot ajudar a evitar la xerrada, especialment quan es treballa amb materials difícils.

5. Optimització de la trajectòria

L'optimització de la trajectòria de l'eina pot minimitzar la xerrada evitant canvis sobtats en les forces de tall. Considereu els enfocaments següents:

a. Fresat trocoïdal:

El fresat trocoïdal és una tècnica que implica patrons de trajecte d'eina continus i controlats que pot reduir la xerrada. Implica que l'eina segueixi un camí circular o corbat en lloc de fer talls rectes.

b. Escalada vs. Fresat convencional:

Triar entre fresat de pujada (on el tallador gira en el sentit de l'alimentació) i fresat convencional (on el tallador gira en contra de la direcció de l'alimentació) pot afectar la xerrada. El fresat per ascens sovint genera menys xerrada, ja que redueix l'impacte de les forces de tall.

6. Tècniques d'amortiment

Per abordar la xerrada durant el mecanitzat, es poden utilitzar diverses tècniques d'amortiment:

a. Amortidors d'eines:

Els amortidors d'eines són accessoris que es poden afegir al suport d'eines per reduir les vibracions i la xerrada. Aquests amortidors absorbeixen les vibracions i milloren l'estabilitat del procés de mecanitzat.

b. Portaeines resistents a xoc:

Penseu en l'ús de portaeines dissenyats específicament per reduir la xerrada. Aquests portaeines incorporen tecnologies d'amortiment avançades per millorar l'estabilitat del mecanitzat.

c. Mecanitzat d'insercions resistents a la xocolata:

A l'eina de tall es poden instal·lar insercions resistents al xoc. Aquestes insercions estan dissenyades per amortir les vibracions i millorar l'estabilitat de l'eina.

7. Sistemes de seguiment i control

Per gestionar eficaçment la xerrada, considereu l'ús de sistemes de monitorització i control:

a. Sistemes de Monitorització de Vibracions:

install sistemes de control de vibracions a la màquina CNC per detectar la xerrada en temps real. Aquests sistemes poden ajustar automàticament els paràmetres de tall o la trajectòria de l'eina per mitigar les xerrades quan es produeixen.

b. Sistemes de control adaptatiu:

Els sistemes de control adaptatiu utilitzen dades en temps real per ajustar els paràmetres de tall i la trajectòria de l'eina de manera dinàmica per evitar la xerrada. Aquests sistemes poden ser molt eficaços en la reducció de la xerrada.

c. Mesura de la força de tall:

Mesura i seguiment forces de tall durant el mecanitzat pot proporcionar dades valuoses que ajudin a evitar la xerrada. En entendre les forces en joc, es poden fer ajustos per minimitzar la vibració. La implementació d'aquestes estratègies i tècniques pot reduir o eliminar significativament el brot en el fresat CNC, la qual cosa condueix a una millor qualitat de les peces, una vida útil més llarga de l'eina, la fiabilitat de la màquina i una major productivitat. A més, aquests enfocaments es poden adaptar a les necessitats específiques del vostre Mecanitzat CNC funcionament, fent de la reducció de la xerrada un objectiu pràctic i assolible.

En Conclusió

La xerrada en el fresat CNC és un problema crític que pot afectar significativament la qualitat, l'eficiència i la rendibilitat de les operacions de mecanitzat. Comprendre les causes de la xerrada, inclosos els factors de la màquina-eina, els problemes relacionats amb la peça, els factors d'eines i les consideracions dels paràmetres de tall, és essencial per abordar aquest repte de manera eficaç. Per reduir o eliminar la xerrada, els maquinistes poden implementar una àmplia gamma d'estratègies i tècniques:

• Millores de la màquina-eina: L'actualització a màquines més rígides, la utilització de sistemes d'amortiment i el manteniment regular poden millorar l'estabilitat de la màquina i reduir la xerrada.
• Preparació de la peça: La fixació adequada, la selecció del material i la minimització de l'voladís contribueixen a l'estabilitat de la peça de treball i a la reducció de la vibració.
• Selecció i manteniment d'eines: Escollir els materials i les geometries de l'eina adequats, així com mantenir les eines en bones condicions, pot minimitzar les xerrades.
• Paràmetres de tall òptims: L'ajust de les velocitats d'avanç, les velocitats de tall i la profunditat de tall per mantenir les forces de tall equilibrades és crucial en la reducció de la xerrada.
• Optimització del recorregut d'eina: L'ús del fresat trocoïdal i l'elecció de la direcció de fresat adequada (ascens o convencional) pot ajudar a prevenir la xerrada.
• Tècniques d'amortiment: La implementació d'amortidors d'eines, portaeines resistents a la xocolata i insercions de mecanitzat dissenyades per amortir les vibracions pot mitigar la xerrada.
• Sistemes de Monitorització i Control: L'ús de sistemes de monitorització de vibracions, sistemes de control adaptatiu i mesurament de la força de tall pot detectar i abordar la xerrada en temps real.

Mitjançant la implementació d'aquestes estratègies i tenint en compte els requisits específics de les seves operacions de fresat CNC, els maquinistes poden reduir el brot i els seus efectes adversos, inclosos els acabats superficials deficients, la vida útil de l'eina reduïda, els danys a la màquina i la disminució de la productivitat. En última instància, la reducció de la xerrada no és només una necessitat tècnica, sinó també un mitjà per aconseguir una major precisió, una major eficiència i un estalvi de costos en el fresat CNC. Amb el coneixement i la implementació adequats d'aquestes estratègies, els maquinistes poden treballar per aconseguir operacions de fresat CNC sense xerrada, produint peces mecanitzades d'alta qualitat alhora que maximitzen la vida útil de les seves eines i màquines.