A vibração de usinagem ocorre em quase todos os processos de fabricação. As máquinas pesadas utilizadas na fabricação geram fortes vibrações, resultando em mau acabamento superficial e deterioração na precisão dimensional.
Os operadores de máquinas precisam lidar com essas vibrações indesejadas durante vários processos, como torneamento CNC, fresamento ou furação. No entanto, é útil compreender as vibrações da maquinação, as suas causas e como evitá-las, pois isso ajudará a evitar tempos de inatividade, o que é terrível para as empresas.
Este artigo explica a definição de tagarelice, seus tipos, consequências e como evitá-la.
O que é vibração de usinagem?
A vibração de usinagem é a vibração indesejada que ocorre durante o corte ou perfuração de peças. A vibração é causada pelo desequilíbrio de vibração da peça de trabalho e da ferramenta movendo-se repetidamente uma em relação à outra. A vibração ocorre quando a peça usinada e a ferramenta de corte se movem em direções opostas, resultando em uma carga de corte diferente da ferramenta de usinagem por revolução.
Isso pode ser devido ao projeto incorreto para fabricação ou a ferramentas inadequadas. A vibração geralmente produz ruídos altos e ondulações visíveis na superfície dos componentes usinados. A vibração de usinagem ocorre de duas formas, a saber:
- Vibração de ressonância
- Vibração não ressonante
Vibrações não ressonantes surgem do uso de ferramentas com desgaste irregular nas peças de trabalho. Estas vibrações são frequentemente constantes durante todo o ciclo de usinagem e têm causas mecânicas que são fáceis de investigar.
Por outro lado, vibrações de ressonância ocorrem em certas fases do percurso da ferramenta, por exemplo, ao usinar cantos côncavos.
Tipos de vibração durante a usinagem
Existem dois tipos principais de vibração que podem ocorrer na usinagem CNC. Isso inclui o seguinte:
Conversa de ferramentas
Geralmente, as fresadoras CNC vibram durante o processo de corte. Eles iniciam o corte enquanto transmitem a vibração para a peça, agregando diversas funções. Como resultado, a ferramenta e a peça começam a escorregar uma contra a outra, fazendo com que a trepidação aumente significativamente.
Conversa da peça de trabalho
Se você fixar incorretamente a peça de trabalho na mesa de trabalho da fresadora, às vezes isso pode causar deslocamento e vibração. Como resultado, a parede fina da peça pode começar a vibrar ao passar pela ferramenta de corte.
É importante notar que alguns ruídos de chocalho são muitas vezes inevitáveis. Se a vibração que ocorre durante a usinagem for superior a 100 µm, sua peça poderá sofrer arranhões na superfície. No entanto, seria melhor se você fizesse algo em relação à vibração da ferramenta e da peça para melhorar a qualidade do seu produto. Abaixo discutiremos como evitar conversas.
Quais são as consequências da trepidação durante a usinagem?
Se a vibração da usinagem não for controlada, ela poderá causar vários efeitos adversos, como a redução da eficiência da usinagem. Aqui estão alguns deles:
Vida útil da ferramenta reduzida
As ferramentas de corte não suportam o choque vibratório da ferramenta atingindo a peça de trabalho. Esses choques podem lascar e cegar a ferramenta de corte, afetando a qualidade da superfície das peças cortadas. Também reduz a vida útil da ferramenta e o desempenho de corte, e a substituição da ferramenta é cara.
Vida útil da máquina reduzida
A máquina-ferramenta utilizada em diferentes componentes de usinagem é composta por diferentes peças, portanto, quando vibrados, esses componentes vibrarão na mesma frequência. O fuso e outros elementos importantes que criam os vários eixos de movimento podem desgastar-se mais rapidamente do que o esperado. Como resultado, a trepidação de uma máquina exerce pressão excessiva sobre os componentes da máquina. Se não for verificado, poderá reduzir a eficiência da usinagem e causar tempo de inatividade.
Mau acabamento superficial
A trepidação durante a usinagem afeta as propriedades estéticas da peça e pode reduzir suas tolerâncias em situações extremas. Uma das consequências mais óbvias da vibração da máquina é a baixa rugosidade da superfície. A vibração causa ondulações visíveis na superfície, afetando a qualidade e durabilidade da peça.
Precisão dimensional reduzida
Quando uma ferramenta de corte vibra durante a usinagem CNC, ela se desvia do caminho iniciado pelo CAM. No entanto, esta variação pode fazer com que as peças não se encaixem corretamente. Essas peças podem estar muito apertadas, muito longas, muito curtas ou muito soltas devido a dimensões imprecisas.
Como a vibração pode ser evitada ou minimizada durante a usinagem?
As empresas de manufatura usam vários métodos para minimizar a vibração durante as operações de usinagem e garantir que as peças e as ferramentas de corte estejam em boas condições. Aqui estão algumas dessas etapas para reduzir a vibração na usinagem CNC:
Otimize a estratégia de edição
No fresamento convencional, o grau de engate da fresa com a peça varia. Durante o movimento ao longo do caminho, uma força excessiva é aplicada periodicamente ao cortador. Portanto, a melhor maneira de reduzir a trepidação é conseguir um envolvimento regular no caminho da ferramenta. Alternativamente, você pode reduzir a profundidade de corte.
Tente também repensar a configuração do fuso. Por exemplo, se vibrações ressonantes forem a causa da vibração de usinagem, aumente ou diminua a velocidade da máquina em 5% para minimizar as vibrações ressonantes que ocorrem. Observe que alguns softwares CAM possuem recursos que permitem variar constantemente as velocidades do fuso. A maioria dos fabricantes utiliza esse recurso devido à sua versatilidade.
Escolha a postura de trabalho correta
Máquinas-ferramentas balanceadas são caracterizadas por um melhor ajuste. Diversos fatores, como posições e fixações incorretas, são as principais causas de trepidação na usinagem CNC. No entanto, o porta-ferramenta com face final e contato com a correia ajuda a garantir a máxima rigidez durante a usinagem. Isto significa que a qualidade superficial dos componentes não é afetada, mesmo nas velocidades mais baixas.
Você também precisa verificar se a morsa da máquina, mesa de vácuo, mandril ou outro dispositivo de fixação aplica pressão suficiente à peça de trabalho para mantê-la firme e no lugar.
No entanto, se você quiser usar gabaritos e acessórios para aplicar a pressão de fixação necessária, não prenda apenas uma extremidade de uma peça longa e fina. Peças com paredes finas têm dificuldade em absorver choques. Portanto, os materiais de enchimento melhoram a sua rigidez geral e reduzem a trepidação. Um contraponto ou uma forma semelhante de estrutura de suporte estável é uma opção ideal para tais componentes.
Use a ferramenta de corte correta
Usar a ferramenta de corte correta ajuda a evitar vibrações durante a usinagem. Algumas ferramentas de corte produzem mais vibração do que outras. Não é tão fácil evitar as vibrações da ferramenta como acontece com uma peça de trabalho. Portanto, ao escolher uma ferramenta, você deve considerar os seguintes fatores:
- Revestimento de uma ferramenta
- Geometria correta do substrato
- A proporção de aspecto de uma ferramenta
Os maquinistas e engenheiros geralmente usam a maior máquina-ferramenta apropriada, desde que atenda às especificações técnicas. Quanto mais estável for um cortador, menos ele vibra. Ferramentas longas ou finas geralmente dobram. Portanto, considere escolher ferramentas mais curtas e com maior diâmetro.
No entanto, o método mais eficaz para minimizar a trepidação durante a usinagem é combinar diferentes ferramentas com diferentes formatos de canal. Considere também reduzir as ferramentas que se projetam do suporte e prendê-las com firmeza. Depois disso, é menos provável que ocorra vibração na máquina.
Certifique-se de que seus cortadores tenham lâminas afiadas que minimizem a força de corte das fresadoras CNC. Você deve sempre considerar a estabilidade do ambiente de processamento e a manutenção oportuna do cortador. Também é importante aplicar a pressão correta e consistente na ferramenta para que a carga de cavacos seja uniforme.
Determine o caminho ideal da ferramenta
Existem dois tipos de operações de fresamento CNC: fresamento ascendente e fresamento descendente. Aplicar força de corte na mesma direção da fixação pode reduzir a trepidação de peças curvas. Muitas vezes, este é um aspecto essencial do corte que precisa ser levado em consideração.
Geralmente, os roteadores CNC possuem parafusos esféricos pré-instalados, que melhoram a eficiência e a precisão da tecnologia da máquina CNC. Portanto, você pode usar um centro de usinagem vertical para evitar vibrações durante o processo de corte.
Ajuste e manutenção da máquina
Como esperado, sua máquina CNC deve ser instalada sobre um piso de concreto sem rachaduras, deformações ou inconsistências. Você deve saber que o layout da sua máquina desempenha um papel crucial na minimização de vibrações que ocorrem durante a usinagem.
Isso ocorre porque o fluxo elástico, macio ou danificado pode aumentar a vibração de uma unidade CNC. Portanto, você deve considerar o uso de âncoras e pés niveladores para manter a unidade CNC firme e estável e minimizar tremores.
WayKen ajuda a fornecer soluções de edição eficazes
Durante as operações de usinagem, vários pequenos problemas, como trepidações, são sempre difíceis de evitar, pois podem afetar o resultado final. Nesses casos, você precisa de um especialista em usinagem CNC para ajudá-lo.
Diploma
Chatter é um efeito de usinagem que resulta em perda significativa de produtividade. Afeta o desempenho da máquina, a qualidade da peça, a ferramenta de corte e a vida útil da máquina-ferramenta. Vários fatores contribuem para sua ocorrência, desde o local de instalação da máquina até o percurso da ferramenta.
No entanto, se notar vibrações fortes, investigue o problema minuciosamente. Para eliminar efetivamente essa trepidação, certifique-se de que a ferramenta e a peça de trabalho estejam fixadas corretamente e que as opções de usinagem configuradas estejam corretas.
Perguntas frequentes
O que são marcas de vibração durante a usinagem?
Marcas de vibração são defeitos superficiais irregulares causados por um rebolo que está fora de rotação durante a retificação. Ao girar uma peça longa em um torno, marcas regulares são criadas devido às vibrações de usinagem.
O que causa vibração durante as operações de usinagem?
As forças de corte criadas durante o corte aumentam significativamente se a sua máquina-ferramenta apresentar desgaste excessivo. O aumento das forças de corte normalmente resulta em trepidação ao cortar substratos rígidos.
O que causa vibrações em equipamentos rotativos?
As causas mais comuns de trepidação ou vibração em equipamentos rotativos são desalinhamento, desequilíbrio, desgaste e folga. O desequilíbrio de uma área pesada dentro de um componente rotativo resulta em vibração à medida que o peso desequilibrado gira em torno do eixo da máquina, criando uma força central.
Como reconheço vibrações durante a usinagem?
A vibração de uma máquina CNC geralmente é audível. Um operador de máquina experiente pode, portanto, reconhecer quando ocorre vibração com base no ruído característico. Além disso, a trepidação durante a usinagem deixa marcas onduladas visíveis na superfície da peça de trabalho.
