ارتعاشات در فرزکاری

چگونه ارتعاشات را کاهش دهیم

ارتعاشات می تواند بوسیله محدودیت در ابزار برشی، ابزار نگه دارنده، ابزار، قطعه کار و یا فیکسچر ایجاد شود که توضیح هر یک در ادامه آمده است.

ابزار برشی

• برای یک کف تراشی، جهت نیروهای برشی باید مد نظر قرار گیرد:
  • با برابر 90 درجه، نیروهای عمده در جهت شعاعی وارد می شود. این عمل موجب ایجاد یک تغییر شکل در ابزار برشی با طول آویزان (Overhang) می شود؛ اگرچه نیروهای شعاعی کوچک هنگام فرزکاری دیواره های نازک یک مزیت محسوب می شود.
  • ابزار های برشی با 45 درجه، نیروهای شعاعی و محوری تقریبا برابر می باشند.
  • ایتسرت های دایره ای بیشتر نیروها را به سمت اسپیندل هدایت می کنند، به خصوص در عمق برش کم. همچنین ابزار با برابر 10 درجه بیشتر نیروها را به سمت اسپیندل هدایت می کند که باعث کاهش ارتعاشات تولید شده به علت طول بلند ابزار شود.
• از کوچکترین قطر ممکن برای عملیات استقاده کنید.
• باید 20-50% کوچکتر از  باشد.
• گام ابزار را بزرگ یا با گام فرد انتخاب کنید.
• ابزار با وزن کم یک مزیت است برای مثال ابزار CoroMill Century با بدنه آلومینیمی.

در ابزار با طول آویزان بلند، استفاده از یک زاویه ورود کم = نیروی برشی محوری زیاد. در قطعات با دیواره نازک، استفاده از زاویه ورود زیاد = نیروی برشی محوری کم

ابزار نگه دارنده

سیستم نگهدارنده Coromat Capto ® طوری تنظیم می شود که به اندازه دلخواه برسد در حالی که پایداری آن حداکثر و لنگی آن حداقل می باشد.

• مقدار طول نهایی را تا حد ممکن کوتاه نگه دارید.
• از بیشترین سایز/قطر آداپتور استفاده نمایید.
• از آداپتورهای Coromat Capto با ابزارهای برشی بزرگتر از حد مورد نیاز استفاده نمایی تا از کوتاه ماندن اندازه آداپتور جلوگیری شود(مراجعه به عکس).
• برای ابزارهای برشی کوچک، از یک آداپتور مخروطی در صورت امکان استفاده نمایید.
• در عملیات هایی که پاس آخر در انتهای قطعه کار واقع شده اند، حالت ابزار بلند را در حالت پیش تنظیم قرار دهید(مطابق شکل).
• برای اسپیندل های بیش از 20000 rpm از ابزارهای نگهدارنده و بالانس کننده استفاده کنید.

ابزار های برشی بلند اجازه استفاده از
حداکثر اندازه کوپلینگ را می دهند                          همیشه از کوتاهترین حالت ممکن ابزار استفاده نمایید.

فرزهای بی صدای دمپ شده ( Silent Tools dampened milling cutters)

برای طول های آویزان بیش از 4 برابر قطر ابزار، تمایلات به ارتعاش می تواند واضحتر شود و ابزارهای بی صدای دمپ شده می تواند کارایی را به طور محسوسی بهبود بخشد.

لبه برشی

برای کم کردن نیروی برشی:

• از یک هندسه برشی سبک (-L) استفاده کنید با لبه های برشی تیز و گریدی با پوشش نازک.
• نیروهای برشی را با استفاده از اینسرت های با شعاع نوک کوچک کاهش دهید.

گاهی اوقات اضافه کردن دمپ بیشتر به سیستم می تواند تمایل به ارتعاش را کاهش دهد:

• از هندسه نوک ابزار که منفی باشد استفاده کنید و لبه برشی خورده شده.

اطلاعات برشی و برنامه نویسی مسیر

• همیشه موقعیت ابزار برشی را خارج از مرکز در مقایسه با سطح فرزکاری قرار دهید.
• هنگامی که برابر 90 می باشد، ابزارهای بارشی با لبه بلند یا فرزهایی که باربرداری شعاعی آنها کم می باشد، حداکثر  و برش محوری بالا، حداکثر
• در کف تراشی، عمق برش ( ) را حداقل انتخاب کنید و پیشروی ( ) را بالا ببرید.
• از ارتعاشات در گوشه ها با برنامه نویسی با شعاع زیاد پیشگیری کنید(فرزکاری در گوشه ها را ببینید.)
• اگر ضخامت براده بسیار کم شد، لبه برشی بیشتر از اینکه عمل برش را انجام دهد مالش می کند که باعث ایجاد ارتعاش می شود. در این مواقع، پیشروی به ازای هر دندانه باید افزایش پیدا کند.

ماشین ابزار

شرایط ماشین تاثیر زیادی بر ارتعاش در ماشینکاری دارد. سایش زیاد در بلبرینگ اسپیندل یا مکانیزم پیشروی منجر به شرایط نامناسب ماشینکاری می شود.

• استراتژی های ماشینکاری و جهت نیروی برشی را طوری انتخاب کنید تا از مزیت پایداری ماشین ابزار به نحو احسن استفاده نمایید.

اسپیندل هر ماشین ابزار نواحی طبیعی دارد که حساس به ارتعاش می باشد. نواحی ماشینکاری پایدار با افزایش rpm افزایش می یابند.

• حتی افزایش کوچک به اندازه 50 rpm می تواند پروسه برش را از حالت ناپایدار با حالت پایدار تبدیل کند.

قطعه کار و فیکسچر

فرزکاری هنگامی که پایه/دیواره ضعیف می باشد و/یا فیکسچر ضعیف است.

• فیکسچر باید به میز ماشین نزدیک باشد.
• مسیر ماشینکاری و جهت پیشروی به سمت ماشین/فیکسچر را طوری بهینه کنید که حداکثر پایداری حاصل شود.
• از ماشینکاری در جهاتی که قطعه کار در آنجا به خوبی ساپورت نشده است خودداری نمایید.
• فرزکاری موافق می تواند باعث کاهش تمایلات به ارتعاش شود هنگامی که فیکسچر یا قطعه کار در آن جهت پیشروی ضعیف هستند.