La vibración del mecanizado ocurre en casi todos los procesos de fabricación. Las máquinas pesadas utilizadas en la fabricación generan fuertes vibraciones, lo que da como resultado un acabado superficial deficiente y un deterioro de la precisión dimensional.
Los operadores de máquinas tienen que lidiar con estas vibraciones no deseadas durante diversos procesos como el torneado CNC, el fresado o el taladrado. Sin embargo, es útil comprender las vibraciones del mecanizado, sus causas y cómo evitarlas, ya que esto ayudará a evitar el tiempo de inactividad, que es terrible para las empresas.
Este artículo explica la definición de charla, sus tipos, consecuencias y cómo evitarla.
¿Qué es la vibración de mecanizado?
La vibración de mecanizado es la vibración no deseada que se produce al cortar o perforar piezas. La vibración es causada por el desequilibrio de vibración de la pieza de trabajo y la herramienta que se mueven repetidamente entre sí. La vibración se produce cuando la pieza mecanizada y la herramienta de corte se mueven en direcciones opuestas, lo que da como resultado una carga de corte diferente en la herramienta de mecanizado por revolución.
Esto puede deberse a un diseño incorrecto para la fabricación o a herramientas inadecuadas. La vibración suele producir ruidos fuertes y ondulaciones visibles en la superficie de los componentes mecanizados. La vibración del mecanizado se produce de dos formas, a saber:
- Vibración de resonancia
- Vibración no resonante
Las vibraciones no resonantes surgen del uso de herramientas con desgaste desigual de las piezas de trabajo. Estas vibraciones suelen ser constantes durante todo el ciclo de mecanizado y tienen causas mecánicas que son fáciles de investigar.
Por otro lado, en determinadas fases de la trayectoria de la herramienta se producen vibraciones de resonancia, por ejemplo al mecanizar esquinas cóncavas.
Tipos de vibración durante el mecanizado
Hay dos tipos principales de vibración que pueden ocurrir en el mecanizado CNC. Esto incluye lo siguiente:
Charla sobre herramientas
Generalmente, las fresadoras CNC vibran durante el proceso de corte. Comienzan a cortar mientras transmiten vibración a la pieza, añadiendo varias funciones. Como resultado, la herramienta y la pieza de trabajo comienzan a deslizarse entre sí, lo que provoca un aumento significativo de la vibración.
Conversación sobre la pieza de trabajo
Si sujeta incorrectamente la pieza de trabajo en la mesa de trabajo de la fresadora, a veces puede provocar desplazamientos y vibraciones. Como resultado, la delgada pared de la pieza puede comenzar a vibrar al pasar a través de la herramienta de corte.
Es importante tener en cuenta que algunos ruidos de traqueteo suelen ser inevitables. Si la vibración que se produce durante el mecanizado es superior a 100 µm, su pieza puede sufrir rayones superficiales. Sin embargo, sería mejor si hiciera algo con respecto a la vibración de herramientas y piezas de trabajo para mejorar la calidad de su producto. A continuación discutiremos cómo evitar conversaciones.
¿Cuáles son las consecuencias de la vibración durante el mecanizado?
Si no se controla la vibración del mecanizado, puede provocar diversos efectos adversos, como la reducción de la eficiencia del mecanizado. Éstos son algunos de ellos:
Vida útil de la herramienta reducida
Las herramientas de corte no pueden soportar el impacto vibratorio de la herramienta al golpear la pieza de trabajo. Estos golpes pueden astillar y desafilar la herramienta de corte, afectando la calidad de la superficie de las piezas cortadas. También reduce la vida útil de la herramienta y el rendimiento de corte, y el reemplazo de la herramienta es costoso.
Vida útil reducida de la máquina
La máquina herramienta utilizada en el mecanizado de diferentes componentes está formada por diferentes piezas, por lo tanto, cuando vibran, estos componentes vibrarán con la misma frecuencia. El eje y otros elementos importantes que crean los distintos ejes de movimiento pueden desgastarse más rápidamente de lo esperado. Como resultado, la vibración de una máquina ejerce una presión excesiva sobre los componentes de la máquina. Si no se controla, puede reducir la eficiencia del mecanizado y provocar tiempo de inactividad.
Mal acabado superficial
La vibración durante el mecanizado afecta las propiedades estéticas de la pieza y puede reducir sus tolerancias en situaciones extremas. Una de las consecuencias más obvias de la vibración de las máquinas es la baja rugosidad de la superficie. La vibración provoca ondulaciones visibles en la superficie, lo que afecta la calidad y durabilidad de la pieza.
Precisión dimensional reducida
Cuando una herramienta de corte vibra durante el mecanizado CNC, se desvía de la trayectoria iniciada por el CAM. Sin embargo, esta variación puede provocar que las piezas no encajen correctamente. Estas piezas pueden estar demasiado apretadas, demasiado largas, demasiado cortas o demasiado sueltas debido a dimensiones inexactas.
¿Cómo se pueden evitar o minimizar las vibraciones durante el mecanizado?
Las empresas de fabricación utilizan varios métodos para minimizar la vibración durante las operaciones de mecanizado y garantizar que las piezas y las herramientas de corte estén en buenas condiciones. Estos son algunos de esos pasos para reducir la vibración en el mecanizado CNC:
Optimiza tu estrategia de edición
En el fresado convencional, el grado de acoplamiento de la fresa con la pieza varía. Durante el movimiento a lo largo del camino, periódicamente se aplica una fuerza excesiva al cortador. Por lo tanto, la mejor manera de reducir la charla es involucrarse regularmente en la ruta de la herramienta. Alternativamente, puede reducir la profundidad de corte.
Intente también repensar la configuración del eje. Por ejemplo, si las vibraciones resonantes son la causa de las vibraciones del mecanizado, aumente o disminuya la velocidad de la máquina en un 5% para minimizar las vibraciones resonantes que se producen. Tenga en cuenta que algunos programas CAM tienen funciones que le permiten variar constantemente las velocidades del husillo. La mayoría de los fabricantes utilizan esta función debido a su versatilidad.
Elija la postura de trabajo correcta
Las máquinas herramienta equilibradas se caracterizan por un mejor ajuste. Varios factores, como posiciones y accesorios incorrectos, son las principales causas de vibración en el mecanizado CNC. Sin embargo, el portaherramientas en el extremo y el contacto de la correa ayudan a garantizar la máxima rigidez durante el mecanizado. Esto significa que la calidad de la superficie de los componentes no se ve afectada, ni siquiera a velocidades más bajas.
También debe verificar que el tornillo de banco, la mesa de vacío, el mandril u otro dispositivo de sujeción de la máquina aplique suficiente presión a la pieza de trabajo para mantenerla apretada y en su lugar.
Sin embargo, si desea utilizar plantillas y accesorios para aplicar la presión de sujeción necesaria, no sujete solo un extremo de una pieza larga y delgada. Las piezas con paredes delgadas tienen dificultades para absorber los golpes. Por lo tanto, los materiales de relleno mejoran su rigidez general y reducen la vibración. Un contrapunto o una forma similar de estructura de soporte estable es una opción ideal para dichos componentes.
Utilice la herramienta de corte correcta
Usar la herramienta de corte correcta ayuda a prevenir vibraciones durante el mecanizado. Algunas herramientas de corte producen más vibraciones que otras. No es tan fácil prevenir las vibraciones de una herramienta como lo es con una pieza de trabajo. Por tanto, a la hora de elegir una herramienta, debes tener en cuenta los siguientes factores:
- Recubrir una herramienta
- Geometría correcta del sustrato
- La relación de aspecto de una herramienta.
Los maquinistas e ingenieros generalmente utilizan la máquina herramienta más grande y adecuada, siempre que cumpla con las especificaciones técnicas. Cuanto más estable es un cortacésped, menos vibra. Las herramientas largas o delgadas suelen doblarse. Por lo tanto, considere elegir herramientas más cortas y de mayor diámetro.
Sin embargo, el método más eficaz para minimizar la vibración durante el mecanizado es combinar diferentes herramientas con diferentes formas de ranura. Considere también reducir las herramientas que sobresalen del soporte y asegurarlas de forma segura. Después de esto, es menos probable que se produzcan vibraciones en la máquina.
Asegúrese de que sus cortadores tengan hojas afiladas que minimicen la fuerza de corte de las enrutadores CNC. Siempre se debe considerar la estabilidad del entorno de procesamiento y el mantenimiento oportuno del cortador. También es importante aplicar la presión correcta y constante sobre la herramienta para que la carga de viruta sea uniforme.
Determinar la ruta óptima de la herramienta
Hay dos tipos de operaciones de fresado CNC: fresado ascendente y fresado descendente. Aplicar fuerza de corte en la misma dirección que la sujeción puede reducir la vibración de las piezas curvas. Este suele ser un aspecto esencial del corte que debe tenerse en cuenta.
Generalmente, las enrutadores CNC tienen husillos de bolas preinstalados, que mejoran la eficiencia y precisión de la tecnología de las máquinas CNC. Por tanto, se puede utilizar un centro de mecanizado vertical para evitar vibraciones durante el proceso de corte.
Ajuste y mantenimiento de la máquina.
Como era de esperar, su máquina CNC debe instalarse sobre un piso de concreto sin grietas, deformaciones o inconsistencias. Debes saber que la disposición de tu máquina juega un papel crucial a la hora de minimizar las vibraciones que se producen durante el mecanizado.
Esto se debe a que el flujo elástico, suave o dañado puede aumentar la vibración de una unidad CNC. Por lo tanto, debería considerar el uso de anclajes y pies niveladores para mantener la unidad CNC firme y estable y minimizar las sacudidas.
WayKen ayuda a proporcionar soluciones de edición efectivas
Durante las operaciones de mecanizado, siempre es difícil evitar varios pequeños problemas, como las vibraciones, ya que pueden afectar el resultado final. En estos casos, necesita la ayuda de un experto en mecanizado CNC.
Titulación Universitaria
El chatter es un efecto de mecanizado que resulta en una pérdida significativa de productividad. Afecta el rendimiento de la máquina, la calidad de la pieza de trabajo, la herramienta de corte y la vida útil de la máquina herramienta. Varios factores contribuyen a su aparición, desde el lugar de instalación de la máquina hasta la trayectoria de la herramienta.
Sin embargo, si notas fuertes vibraciones, investiga el problema a fondo. Para eliminar eficazmente esta vibración, asegúrese de que la herramienta y la pieza de trabajo estén sujetas correctamente y que las opciones de mecanizado configuradas sean correctas.
Preguntas frecuentes
¿Qué son las marcas de vibración durante el mecanizado?
Las marcas de vibración son defectos superficiales irregulares causados por una muela que no gira durante el rectificado. Al tornear una pieza larga en un torno, se crean marcas regulares debido a las vibraciones del mecanizado.
¿Qué causa la vibración durante las operaciones de mecanizado?
Las fuerzas de corte creadas durante el corte aumentan significativamente si su máquina herramienta experimenta un desgaste excesivo. El aumento de las fuerzas de corte suele provocar vibraciones al cortar sustratos rígidos.
¿Qué causa las vibraciones en los equipos giratorios?
Las causas más comunes de sacudidas o vibraciones en equipos giratorios son la desalineación, el desequilibrio, el desgaste y el juego. El desequilibrio de un área pesada dentro de un componente giratorio produce vibraciones a medida que el peso desequilibrado gira alrededor del eje de la máquina, creando una fuerza central.
¿Cómo reconozco las vibraciones durante el mecanizado?
La vibración de una máquina CNC suele ser audible. De este modo, un operador de máquina experimentado puede reconocer cuándo se produce una vibración basándose en el ruido característico. Además, la vibración durante el mecanizado deja marcas de ondulaciones visibles en la superficie de la pieza de trabajo.
