Під час фрезерування з ЧПК вібрації можуть виникати через обмеження ріжучого інструменту, державки, верстата, заготовки чи пристосування. Щоб зменшити вібрацію, слід розглянути кілька стратегій.
01 Ріжучі інструменти
1) Для торцевого фрезерування слід враховувати напрямок сил різання:
a) При використанні 90-градусної фрези сили різання зосереджені в основному в радіальному напрямку. Це може призвести до хитання фрези в умовах великого звису; однак низькі осьові сили корисні під час фрезерування тонкостінних/-чутливих до вібрації деталей
b) Фреза під кутом 45 градусів здатна створювати рівномірно розподілені осьові та радіальні сили
c) Фрези з круглим лезом спрямовують більшу частину сили вгору вздовж шпинделя, особливо при меншій глибині різання. Крім того, 10-градусні фрези передають основні сили різання на шпиндель, таким чином зменшуючи вібрацію, спричинену довгими виступами інструменту
2) Виберіть найменший можливий діаметр для операції
3) DC має бути на 20-50% більше, ніж ae
4) Виберіть різці з грубим та/або нерівним кроком
5) Кращими є легкі фрези, наприклад, із корпусом із алюмінієвого сплаву
Для нестабільних тонко{0}}заготовок використовуйте великий кут нахилу=низькі осьові сили різання; для довгих виступів інструменту використовуйте невеликий кут нахилу=високі осьові сили різання.
02 Тримачі
Модульна система тримачів Coromant Capto® дозволяє збирати інструменти необхідної довжини, зберігаючи високу стабільність і мінімальне биття.
1) Тримайте вузол інструменту якомога жорсткішим і коротшим
2) Виберіть найбільший можливий діаметр/розмір адаптера
3) Використовуйте адаптери Coromant Capto® для великих різців і уникайте зменшувальних адаптерів
4) Для маленьких різців використовуйте конічні перехідники, якщо можливо
5) Перемикайтеся на розширені інструменти в попередньо визначених місцях операцій, де останній прохід знаходиться глибоко в деталі. Налаштуйте параметри різання для кожної довжини інструменту
6) Використовуйте збалансовані ріжучі інструменти та тримачі, якщо швидкість шпинделя перевищує 20 000 об/хв.
Фрези великого розміру
Завжди використовуйте найменшу можливу довжину інструменту та поступово збільшуйте довжину
03 Вібраційні-різці
Якщо звис більше ніж у 4 рази перевищує діаметр інструмента, тенденція до вібрації фрезерування може стати більш вираженою. Вібраційні фрези Silent Tools™-можуть значно підвищити продуктивність.
04 Ріжучі кромки
Щоб зменшити сили різання:
1) Вибирайте легко навантажені геометрії з гострими ріжучими кромками -L і тонкопокриті сорти
2) Використовуйте пластини з малим радіусом носа та невеликими паралельними поверхнями
Іноді схильність до вібрації можна зменшити, додавши більше амортизації до системи. Використовуйте геометрію ріжучої кромки з більш негативними передніми кутами та злегка зношеними ріжучими кромками.
05 Параметри різання та програмування траєкторії інструменту
1) Завжди розташовуйте фрезу поза-центром щодо фрезерної поверхні
2) Для KAPR 90-градусних фрез -країв або торцевих фрез використовуйте малу радіальну глибину різання (макс. ae=25%×DC) і велику осьову глибину різання (макс. ap=100%×De)
3) Під час торцевого фрезерування використовуйте малу глибину різання ap і високу подачу fz з круглими пластинами або фрези з великою подачею з малими кутами нахилу
4) Уникайте вібрації в кутах, програмуючи великі дугові проходи, див. фрезерування внутрішніх кутів
5) Якщо товщина стружки стає надто малою, ріжуча кромка буде дряпати, а не різати, викликаючи вібрацію. У цьому випадку подачу на зуб потрібно збільшити
06 Верстатобудування
Стан верстата може мати великий вплив на схильність до вібрації фрезерування. Надмірний знос підшипників шпинделя або механізму подачі призведе до низької продуктивності обробки. Ретельно вибирайте стратегію обробки та напрямок сил різання, щоб повністю використовувати стабільність верстата.
Кожен шпиндель верстата має нестабільну область, яка схильна до вібрації. Стабільна область різання описується діаграмою стійкості і збільшується зі збільшенням швидкості. Навіть збільшення швидкості лише на 50 об/хв може змінити процес різання з вібраційного нестабільного стану на стабільний стан.
07 Заготівля та пристосування
Під час фрезерування тонкостінних/основних деталей та/або коли кріплення менш жорстке, враховуйте наступне:
1) Пристосування має бути близько до столу машини
2) Оптимізуйте траєкторію інструменту та напрямок подачі до положення найміцнішого верстата/пристосування для отримання найбільш стабільних умов різання
3) Уникайте обробки в напрямку, де заготовка не підтримується повністю
4) Коли пристосування та/або деталь менш жорсткі в певному напрямку, зворотне фрезерування може зменшити схильність до вібрації
Якщо пристосування менш жорстке, використовуйте напрямок подачі до столу машини
Зауважте, що перший розріз має бути виконаний на 1/2 глибини другого, другий – на 1/2 глибини третього і так далі.
