11 рабочих способов, как снизить вибрации фрезерных станков с ЧПУ
Вибрация – одна из самых распространенных проблем, с которой сталкиваются операторы при работе станка. Она вызывает колебания заготовки, что, в свою очередь, приводит к высокому проценту брака и необходимости дополнительной обработки детали. Ниже мы рассмотрим 11 наиболее действенных способов борьбы с вибрациями фрезерных станков с ЧПУ.
Способ 1. Использование острых пластин для снижения силы резания при фрезеровке
Зажимные пластины бывают нескольких типов. В первую очередь, они различаются наличием покрытия. Пластины без него, как правило, более острые. Это связано с тем, что технология нанесения покрытия требует, чтобы элементы были предварительно пассивированы, то есть подвергнуты ER-обработке по краю. Необходимость подобного решения вызвана снижением прочности соединения при наличии острого края.
Способ 2. Использование малого радиуса наконечника
В процессе фрезерования на определенную глубину основным фактором, который вызывает вибрацию в заготовках или инструментах с тонкими стержнями, является радиальная сила резания. При этом существует прямая закономерность: чем больше радиус дуги наконечника, тем больше тонкий хвостовик склонен к вибрации. Поэтому применение малого радиуса наконечника при обдирке или фрезеровании позволит уменьшить радиальные силы резания и, соответственно, вибрации.
Способ 3. Правильный подбор соотношения радиуса наконечника и глубины резания
Главное правило здесь простое – нужно избегать ситуаций, при которых радиус дуги наконечника инструмента будет равен глубине реза.
Способ 4. Использование инструмента с основным наклоном 90 о для некоторых операций
Этот метод подходит при нарезании ключей с помощью тонкого хвостовика острого ножа или в случае внешней обточки тонкого вала. Применение инструмента с основным наклоном в 90 градусов создает минимальную радиальную силу резания. При этом кромка лезвия позволяет прилагать наибольшее осевое усилие. Это актуально и для внешнего токарного инструмента, который обтачивает тонкий вал, и для шпоночного отверстия в шпонке тонкого резцедержателя.
Способ 5. Применение круглых пластинчатых фрез для инструмента с тонкими стержнями
Такой подход формирует наиболее благоприятную ситуацию с точки зрения гашения вибраций. Важно отметить, что чем более угол главного склонения близок к прямому, тем большей будет радиальная сила резания. А она, как мы помним, увеличивает вибрацию оправки.
Способ 6. Использование врезного фрезерования с осевой подачей
При обработке глубоких полостей на фрезерных станках с ЧПУ применяются концевые фрезы с тонкими стержнями. В этом случае часто используется врезное фрезерование. Оно представляет собой осевую подачу сверла или другого инструмента. Поскольку свес длинного прутка в большинстве случаев превышает его диаметр более чем в 3 раза, оптимальным будет задействовать врезное фрезерование с осевой подачей. В то же время пластина концевой фрезы обладает радиальной режущей кромкой определенного размера. Поставщик инструмента предоставляет необходимую информацию, которая подтверждает его максимальную ширину при обработке и вставке.
Способ 7. Улучшение зажима заготовки
В ходе фрезерования тонкостенных изделий практически все вибрации исходят от заготовок, называемых чашеобразными или коробчатыми. Таким образом, чтобы избежать вибраций, следует особое внимание уделить надежной фиксации обрабатываемой детали.
Способ 8. Уменьшение угла наклона кромки лезвия при растачивании внутренних отверстий
Как показывает практика, при обработке внутренних отверстий угол наклона кромки лезвия должен быть как можно меньше. Благодаря этому дефект подложки получается достаточно большой, а площадь контакта между обрабатываемой поверхностью и подкладкой, наоборот, минимальная. Благодаря этому предотвращается превращение колебаний в вибрацию. Кроме того, уменьшается риск того, что вторичная режущая кромка будет выдавливать стружку.
Способ 9. Использование фрезы с редкими зубьями и неравным шагом
Вибрацию торцевых фрез можно снизить, если применять инструмент с малым количеством зубьев и нерегулярным шагом. Под зубьями здесь понимается лезвие фрезы. Торцевые варианты одинакового диаметра (скажем 100 мм) могут различаться по величине создаваемых усилий. Например, разница между пятизубым и десятизубым инструментом может составлять 50 %.
Способ 10. Регулирование параметров резания
Регулировка параметров фрезерования может помочь справиться с проблемой только в ситуациях, когда возникают не очень сильные вибрации. Общий принцип регулировки следующий. Сначала нужно снизить скорость вращения заготовки или фрезы, уменьшить глубину обработки и увеличить подачу инструмента на один оборот или зуб. В случае если вибрация возникает при нарезании внутренней резьбы, шаг подачи рекомендуется уменьшить на 1–2 реза.
Способ 11. Рационализация технологической траектории лезвия
Важность правильной маршрутизации процесса обработки при фрезеровании сложно переоценить. Существует разница между прямым и обратным процессом. Классическая теория обработки предполагает, что применение обратного фрезерования способствует снижению вибраций. Фактически же происходит подавление вибраций, которые возникают вследствие зазора винта.
Современное фрезерное оборудование комплектуется роликовыми или шариковыми винтами. Благодаря этому демпфирование обратного фрезерования уже не имеет большого значения. Вне зависимости от способа обработки (вверх или вниз), чтобы уменьшить вибрацию, необходимо обеспечить соответствие направления силы фрезерования направлению зажима заготовки. Это позволит устранить колебания частей гибочной плиты.
Если ни один из описанных способов не помог вам справиться с вибрацией фрезерных станков с ЧПУ, рекомендуем провести комплексную диагностику оборудования. Она позволит точно определить причину возникновения проблемы и оперативно устранить ее.
