Så minskar du vibrationerna vid fräsning

Vibrationer kan uppstå vid fräsning på grund av begränsningar i skärverktyget, fastspänningsverktyget, maskinen, arbetsstycket eller fixturen. Det finns några strategier för att minska vibrationerna.

Skärverktyget

• För 90°-fräsar är krafterna främst riktade radiellt. Det orsakar avböjning av fräsen vid långa överhäng, men den låga axiella kraften är fördelaktig vid fräsning i tunnväggiga/vibrationskänsliga komponenter
• 45°-fräsar genererar jämnt fördelade axiella och radiella krafter
• För rundskärsfräsar är de mesta av krafterna riktade upp i spindeln, särskilt vid små skärdjup. Dessutom riktar 10°-fräsar krafterna främst in i spindeln, vilket minskar de vibrationer som genereras på grund av långa verktygsöverhäng

• För planfräsning måste man ta hänsyn till skärkrafternas riktning:
• Välj minsta möjliga diameter för operationen
• Dc ska vara 20–50 % större än a_e
• Välj en glestandad fräs och/eller en fräs med differentialdelning
• En fräs med låg vikt, t.ex. en fräs med aluminiumkropp, är en fördel

Med tunnväggiga, instabila arbetsstycken, används en stor ställvinkel = liten axiell skärkraft.

Med långa verktygsöverhäng, använd en liten ställvinkel = hög axiell skärkraft.

Fastspänningsverktyget

Med det modulära Coromant Capto-fastspänningssystemet kan verktyg monteras till den längd som behövs, med bibehållen hög stabilitet och minimala kast.

• Håll verktygsuppsättningen så stabil och kort som möjligt
• Välj största möjliga diameter/storlek på adaptern
• Använd Coromant Capto®-adaptrar med överdimensionerade fräsar för att undvika reduktionsadaptrar
• Använd om möjligt en konformad adapter för små fräsar
• Vid operationer där den sista passeringen sker djupt i komponenten, byt till förlängda verktyg vid förbestämda positioner. Anpassa skärdata till varje verktygslängd
• Använd balanserade skär- och fastspänningsverktyg för spindelvarvtal över 20 000 varv/min

Överdimentionerad fräs

Använd alltid kortast möjliga verktygslängd.
Förläng längden successivt.

Vibrationsdämpade Silent Tools-fräsar

För större överhäng än fyra gånger verktygsdiametern kan vibrationstendenserna vid fräsning bli mer tydliga, och vibrationsdämpade Silent Tools-fräsar kan förbättra produktiviteten dramatiskt.

Skäreggen

Så här kan du minska skärkrafterna:

• Välj en lättskärande geometri, -L, med skarp egg, och en sort med tunn beläggning
• Använd skär med små hörnradier och små planfaser

Ibland kan man minska vibrationstendenserna genom att öka dämpningen i systemet. Använd en mer negativ skäreggsgeometri och en skäregg som är något sliten.

Programmering av skärdata och verktygsväg

• Positionera alltid fräsen förskjutet från centrum i förhållande till den frästa ytan
• Använd lågt radiellt ingrepp för igelfräsar eller pinnfräsar med KAPR 90°: max a_e= 25 % Dc och högt axiellt ingrepp: max a_p = 100 % D_e
• Använd litet skärdjup, a_p, och hög matning, f_z, vid planfräsning med runda skär eller högmatningsfräsar med små ställvinklar
• Undvik vibrationer i hörn genom att programmera en verktygsväg med stor radie, se Fräsning på insidan av hörn
• Om spånorna blir alltför tunna gnider skäreggen snarare än skär, vilket orsakar vibrationer. I sådana fall bör matningen per tand ökas

Maskinen

Maskinens skick har stor betydelse för uppkomsten av vibrationer vid fräsning. Förslitningar i spindellager eller matningsmekanism leder till dåliga bearbetningsegenskaper. Välj bearbetningsstrategier och skärkraftsriktningar noga så att maskinens stabilitet utnyttjas så mycket som möjligt.

Varje maskinspindel har naturliga områden där vibrationer lättare uppstår. De områden där bearbetningen är stabil kallas stabilitetslober och de växer när varvtalet ökar. Också en liten ökning, så lite som 50 varv/min, kan ändra en bearbetningsprocess från instabil, med vibrationer, till stabil.

Arbetsstycket och dess fixtur

Tänk på följande vid fräsning av komponenter med tunn vägg/bas och/eller där fixturen är svag:

• Fixturen bör vara nära maskinens matningsbord
• Optimera verktygsvägen och matningsriktningen mot maskinens/fixturens starkaste nod för att uppnå så stabila bearbetningsförhållanden som möjligt
• Undvik bearbetning i riktningar där arbetsstycket har dåligt stöd
• Motfräsning kan minska vibrationstendenserna om fixturen och/eller arbetsstycket är svagt i en viss riktning

För svaga fixturer, använd en matningsriktning som
är riktad in i maskinens matningsbord

Observera att det första steget bör utföras med
halva djupet av det andra, tredje, etc.

Läs mer om vibrationernas orsaker och lösningar