Brbljanje u CNC obradi - Pregled
Brbljanje(振刀 na kineskom, doslovno "vibrirajući alat") jedan je od najčešćih i destruktivnih fenomena dinamičke nestabilnosti u CNC obradom. To se odnosi nasamopobuđene vibracijekoji se javljaju između reznog alata i obratka tokom uklanjanja materijala, stvarajući vidljive tragove vibracija na obrađenoj površini, ubrzano trošenje alata i u teškim slučajevima, katastrofalni lom alata ili oštećenje mašine.
Vrste brbljanja
表格
| Tip | Mehanizam | Tipična frekvencija |
|---|---|---|
| Regenerativno brbljanje | Fazno kašnjenje između uzastopnih rezova na istoj površini | Nisko do srednje (stotine Hz) |
| Način rada-Čavrljanje spajanja | Interakcija između dva ili više načina vibracije | Srednje |
| Forced Vibration | Vanjska pobuda (neuravnoteženo vreteno, neispravni ležajevi) | Odgovara izvoru pobude |
| Friction Chatter | Stick-ponašanje klizanja na interfejsu čipa alata{1}} | Nisko |
među ovima,regenerativno brbljanjeje najrasprostranjeniji i{0}}dobro proučavan mehanizam u operacijama glodanja, tokarenja i bušenja.
Osnovni uzroci brbljanja
1. Parametri rezanja
Prevelika brzina vretena ili dubina rezanja: Gura sistem preko granice stabilnosti
Neodgovarajuća brzina uvlačenja: Prenizak unos može povećati trljanje i podstaći vibracije
Loša raspodjela opterećenja strugotine: Neravnomjerno zahvatanje pri glodanju (posebno urezivanje utora ili zavoje)
2. Faktori sistema alata
Prepust alata (L/D omjer): Duži alati imaju manju krutost i prirodnu frekvenciju
Nedovoljna krutost alata: Slabi držači alata, istrošene stezne čahure ili nepravilno stezanje
Neuravnotežen alat: Asimetrična geometrija alata ili neravnomjerno sjedenje umetka
Istrošene ili oštećene rezne ivice: Nepravilne sile rezanja izazivaju vibracije
3. Radni komad i podešavanje
Loše stezanje radnog predmeta: Nedovoljna krutost učvršćenja omogućava kretanje radnog predmeta
Tanki{0}}objekti sa tankim zidovima: Niska strukturalna krutost i prigušenje
Svojstva materijala: Tvrdi, gumeni ili radni{0}}materijali (npr. titanijum, nerđajući čelik, inkonel) su skloniji cvrčanju
4. Stanje alatnih mašina
Istrošeni ležajevi vretena: Smanjena krutost ležaja i povećano otpuštanje
Labave ili oštećene komponente mašine: Vodilice, kuglični vijci ili spojnice sa prevelikim zazorom
Neadekvatno prigušivanje mašine: Lagane velike{0}}mašine možda nemaju dovoljno strukturnog prigušenja
5. Procesna dinamika
Regenerativni efekat: Valovita površina ostavljena od prethodnog prolaza zuba modulira debljinu strugotine u trenutnom prolazu, stvarajući povratnu petlju
Prigušivanje procesa: Pri malim brzinama rezanja, bočna strana alata trlja o radni predmet osigurava stabilizaciju prigušenja; ovaj efekat se smanjuje pri većim brzinama
Posljedice brbljanja
表格
| Aspekt | Uticaj |
|---|---|
| Kvalitet površine | Loša obrada površine, valovitost i nepreciznost dimenzija |
| Životni vijek alata | Prerano lomljenje, lom ili brzo trošenje bokova |
| Zdravlje mašine | Oštećenje ležajeva vretena, vodilica i strukturnih komponenti |
| Produktivnost | Smanjene brzine uklanjanja materijala i produženo vrijeme ciklusa |
| Sigurnost | Rizik od izbacivanja alata ili pomeranja radnog komada |
Metode za uklanjanje ili suzbijanje brbljanja
Optimizacija parametara
Izbor brzine vretena: Koristitedijagrami režnja stabilnosti (SLD)za identifikaciju zona stabilne brzine (režnjeva) koje izbjegavaju regenerativno brbljanje
Smanjite dubinu reza ili širinu reza: Radi ispod kritične granice stabilnosti
Povećajte hranu po zubu: Veća opterećenja strugotine mogu poboljšati prigušenje procesa
Tooling Solutions
Smanjite previs alata: Koristite najkraću moguću kombinaciju alata i držača
Koristite{0}}držače alata visoke čvrstoće: hidraulične stezne glave, stezne{0}}držače ili stezne glave za glodanje umjesto steznih stezaljki
Primijenite promjenjivi-nagib ili promjenjivi-zavojne glodalice: Prekinite stanje regenerativne faze neravnomjernim razmakom zubaca
Osigurajte pravilan balans alata: Dinamičko balansiranje za{0}}brzine operacije
Radni komad i učvršćenje
Poboljšajte čvrstoću stezanja: Koristite dodatne nosače, stražnje stožere ili prigušne elemente
Optimizirajte orijentaciju obratka: Postavite najtvrđi smjer protiv sila rezanja
Poboljšanja mašina i procesa
Aktivni sistemi prigušenja: Piezoelektrični ili magnetoreološki prigušivači
Otkrivanje i suzbijanje brbljanja u stvarnom-vremenu: Senzori akustične emisije ili sile sa prilagodljivom kontrolom brzine vretena
Trohoidne ili visoko{0}}efikasne strategije mljevenja: Održavajte stalno uključenje alata kako biste izbjegli nagle promjene opterećenja
