Jak ograniczyć drgania podczas frezowania

Drgania podczas frezowania mogą wystąpić wskutek ograniczeń dotyczących narzędzia skrawającego, systemu mocowania, obrabiarki, przedmiotu obrabianego lub mocowania. Należy rozważyć kilka strategii ograniczenia drgań.

Narzędzie skrawające

• W przypadku frezów o kącie przystawienia 90° dominuje nacisk w kierunku promieniowym. Powoduje to odchylanie się frezu przy długich wysięgach; jednak występowanie niewielkiej wartości osiowej składowej siły jest korzystne podczas frezowania przedmiotów o cienkich ściankach / podatnych na drgania
• Frezy o kącie przystawienia 45° cechuje równomierny rozkład składowych siły osiowych i promieniowych
• Frezy na płytki okrągłe kierują największą wartość siły do wrzeciona, zwłaszcza przy niewielkich głębokościach skrawania. Także frezy z kątem przystawienia 10° ukierunkowują siłę głównie do wrzeciona, co zmniejsza drgania powstające wskutek długiego wysięgu narzędzia

• W przypadku frezowania czołowego należy rozważyć kierunek oddziaływania siły skrawania:
• Wybrać najmniejszą średnicę możliwą do wykorzystania w danym układzie
• Średnica głowicy (DC) powinna być o 20–50% większa niż szerokość frezowania (a_e)
• Wybrać gęstą podziałkę i/lub frez z podziałką nierównomierną
• Korzystne jest zastosowanie głowicy frezarskiej o niskiej masie, np. z aluminiowym korpusem

Podczas obróbki cienkościennych, niestabilnych przedmiotów należy zastosować duży kąt przystawienia = mała wartość składowej siły w kierunku prostopadłym do powierzchni przedmiotu.

Przy długim wysięgu narzędzia należy zastosować mały kąt przystawienia = dominująca składowa siły w kierunku osiowym.

System mocowania

Modułowy system narzędziowy Coromant Capto® umożliwia złożenie stabilnego zespołu narzędzia o wymaganej długości, charakteryzującego się bardzo małą odchyłką bicia.

• Należy zapewnić możliwie największą sztywność i jak najmniejszą długość zestawu narzędziowego
• Wybrać jak największą średnicę/rozmiar adaptera
• Aby uniknąć stosowania adapterów redukcyjnych, używać adapterów Coromant Capto® z frezami o nadwymiarowej średnicy roboczej
• Jeśli to możliwe, z małymi frezami stosować adaptery stożkowe
• W sytuacjach, gdy ostatnie przejście następuje głęboko w przedmiocie, należy we wstępnie ustalonych pozycjach dokonywać wymiany narzędzi na narzędzia przedłużone. Należy dostosowywać parametry skrawania do poszczególnych długości narzędzia
• W przypadku prędkości wrzeciona przekraczających 20 000 obr./min należy używać wyważonych narzędzi skrawających i uchwytów

Frez nadwymiarowy

•

Używać zawsze jak najkrótszego narzędzia.
Stopniowo zwiększać długość.

Narzędzia frezarskie z tłumikiem drgań Silent Tools

Przy wysięgach ponad czterokrotnie przekraczających średnicę narzędzia tendencja do popadania w drgania podczas frezowania może stać się bardziej widoczna, a frezy z tłumikiem drgań Silent Tools mogą znacznie poprawić produktywność.

Krawędź skrawająca

Aby zmniejszyć wartość siły skrawania:

• Wybrać geometrię generującą niskie opory, tzw. do lekkiego skrawania, -L, z ostrą krawędzią oraz gatunek z cienkim pokryciem
• Używać płytek o małych promieniach naroża i krótkich pomocniczych krawędziach skrawających

Czasem wprowadzenie dodatkowego tłumienia w układzie może zmniejszyć tendencje do popadania w drgania. Używać bardziej ujemnej geometrii i lekko zużytej krawędzi skrawającej.

Programowanie parametrów skrawania i toru narzędzia

• Zawsze ustawiać frez mimośrodowo względem frezowanej powierzchni
• W przypadku frezów o kącie przystawienia KAPR 90° i długiej krawędzi lub frezów trzpieniowych należy użyć niewielkiej promieniowej głębokości skrawania (tj. szerokości frezowania): maks. a_e= 25% DC i dużej osiowej głębokości skrawania: maks. a_p = 100% D_e
• W przypadku frezowania czołowego użyć niewielkiej osiowej głębokości skrawania, a_p, i dużego posuwu na ostrze, f_z, oraz frezów na płytki okrągłe lub pracujących z dużym posuwem, o niewielkim kącie przystawienia
• Unikać drgań w narożnikach poprzez zaprogramowanie dużego promienia toru po interpolacji kołowej, patrz Frezowanie narożników wewnętrznych
• Jeśli grubość wiórów stanie się za mała, krawędź skrawająca będzie trzeć zamiast skrawać, co wywoła drgania. W takich przypadkach należy zwiększyć posuw na ostrze

Obrabiarka

Stan obrabiarki może mieć istotny wpływ na tendencję do powstawania drgań podczas frezowania. Duże zużycie łożyska wrzeciona lub mechanizmu posuwu pogarsza parametry obrabiarki. Należy starannie wybierać strategie obróbki i kierunek oddziaływania siły skrawania, aby w pełni wykorzystać stabilność obrabiarki.

Każde wrzeciono obrabiarki posiada obszary, które wykazują naturalną skłonność do popadania w drgania. Obszary stabilnego skrawania, określane mianem węzłów stabilności, rosną w miarę wzrostu prędkości obrotowej. Nawet bardzo niewielki wzrost, np. o 50 obr./min, może sprawić, że proces skrawania z niestabilnego połączonego z drganiami stanie się stabilny.

Przedmiot obrabiany i jego mocowanie

Podczas frezowania przedmiotów o cienkich ścianach lub podstawie oraz/lub gdy mocowanie jest słabe:

• Mocowanie powinno znajdować się blisko stołu obrabiarki
• Należy zoptymalizować drogę narzędzia i kierunek posuwu w stronę najsilniejszego węzła obrabiarki/mocowania, aby uzyskać najbardziej stabilne warunki skrawania
• Unikać obróbki w kierunkach słabego podparcia przedmiotu obrabianego
• Frezowanie przeciwbieżne może ograniczyć tendencje do powstawania drgań, jeśli mocowanie i/lub przedmiot obrabiany są słabsze w określonym kierunku

W przypadku słabych mocowań należy wykorzystywać posuw w kierunku
stołu obrabiarki

Pierwszy stopień należy wykonać
w połowie głębokości drugiego i tak dalej ("na zakładkę").

Dowiedz się więcej o przyczynach drgań i dostępnych rozwiązaniach