Раздумка в обработката с ЦПУ - Общ преглед
Бърборене(振刀 на китайски, буквално „вибриращ инструмент“) е един от най-честите и разрушителни феномени на динамична нестабилност в CNC машинните операции. Отнася се засамо{0}}възбуждащи се вибрациикоито възникват между режещия инструмент и детайла по време на отстраняване на материала, което води до видими следи от вибрации върху обработваната повърхност, ускорено износване на инструмента и в тежки случаи катастрофално счупване на инструмента или повреда на машината.
Видове бърборене
表格
| Тип | Механизъм | Типична честота |
|---|---|---|
| Регенеративно бърборене | Фазово забавяне между последователни срезове на една и съща повърхност | Ниска до средна (стотици Hz) |
| Режим-Coupling Chatter | Взаимодействие между два или повече режима на вибрация | Среден |
| Принудителна вибрация | Външно възбуждане (небалансиран шпиндел, дефектни лагери) | Съвпада с източника на възбуждане |
| Фрикционно бърборене | Поведение-на приплъзване в интерфейса-на чипа на инструмента | ниско |
Сред тях,регенеративно бърборенее най-разпространеният и добре-проучен механизъм при фрезоване, струговане и пробиване.
Основните причини за бърборенето
1. Параметри на рязане
Прекомерна скорост на шпиндела или дълбочина на рязане: Избутва системата отвъд нейната граница на стабилност
Неподходяща скорост на подаване: Твърде ниското подаване може да увеличи триенето и да насърчи вибрациите
Лошо разпределение на натоварването от чипове: Неравномерно зацепване при фрезоване (особено шлицове или ъгли)
2. Фактори на инструменталната система
Надвес на инструмента (съотношение L/D): По-дългите инструменти имат по-ниска твърдост и собствена честота
Недостатъчна твърдост на инструмента: Слаби държачи на инструменти, износени цанги или неправилно затягане
Небалансирана инструментална екипировка: Асиметрична геометрия на инструмента или неравномерно поставяне на пластината
Износени или повредени режещи ръбове: Неравномерните сили на рязане предизвикват вибрации
3. Заготовка и настройка
Лошо затягане на детайла: Недостатъчната твърдост на приспособлението позволява движение на детайла
Тънкостенни или тънки детайли: Ниска структурна твърдост и затихване
Свойства на материала: Твърди, гумени или втвърдяващи се при работа -материали (напр. титан, неръждаема стомана, инконел) са по-податливи на трескане
4. Състояние на машинния инструмент
Износени лагери на шпиндела: Намалена коравина на лагерите и повишено биене
Разхлабени или повредени компоненти на машината: Водачи, сферични винтове или съединители с прекомерна хлабина
Неадекватно амортизиране на машината: Леките високо{0}}скоростни машини може да нямат достатъчно структурно затихване
5. Динамика на процеса
Регенеративен ефект: Вълнообразната повърхност, оставена от предишния проход на зъбите, модулира дебелината на чипа в текущия проход, създавайки обратна връзка
Демпфиране на процеса: При ниски скорости на рязане, триенето на страната на инструмента в детайла осигурява стабилизиращо амортизиране; този ефект намалява при по-високи скорости
Последици от бърборене
表格
| Аспект | Въздействие |
|---|---|
| Качество на повърхността | Лошо покритие на повърхността, вълнообразност и неточност на размерите |
| Живот на инструмента | Преждевременно начупване, счупване или бързо износване на ръба |
| Здраве на машината | Повреда на шпинделни лагери, направляващи и структурни компоненти |
| Производителност | Намален процент на отнемане на материал и увеличено време на цикъла |
| Безопасност | Риск от изхвърляне на инструмента или разместване на детайла |
Методи за елиминиране или потискане на бърборенето
Оптимизация на параметрите
Избор на скорост на шпиндела: Използвайтедиаграми на лобове на стабилност (SLDs)за идентифициране на зони със стабилна скорост (лобове), които избягват регенеративно бърборене
Намалете дълбочината на рязане или ширината на рязане: Работете под критичната граница на стабилност
Увеличете подаването на зъб: По-високите натоварвания на чипове могат да подобрят затихването на процеса
Решения за инструменти
Намалете надвеса на инструмента: Използвайте възможно най-късата комбинация от инструмент и държач
Използвайте високо{0}}твърди държачи за инструменти: Хидравлични патронници, държачи за -свиване или фрезови патронници вместо цангови патронници
Приложете фрези с променлива-стъпка или променлива{1}}спирална фреза: Нарушете състоянието на регенеративната фаза чрез неравномерно разстояние между зъбите
Осигурете подходящ баланс на инструмента: Динамично балансиране за-високоскоростни операции
Заготовка и приспособление
Подобрете твърдостта на затягане: Използвайте допълнителни опори, задни опори или амортизиращи приспособления
Оптимизирайте ориентацията на детайла: Позиционирайте най-твърдата посока срещу силите на рязане
Подобрения на машини и процеси
Активни амортисьорни системи: Пиезоелектрични или магнитореологични амортисьори
Откриване и потискане-на бърборене в реално време: Сензори за акустична емисия или сила с адаптивен контрол на скоростта на шпиндела
Трохоидални или високо{0}}ефективни стратегии за фрезоване: Поддържайте постоянно зацепване на инструмента, за да избегнете внезапни промени в натоварването
