A vibração é um problema comum e problemático ao usar ferramentas de torneamento plano. Como fornecedor profissional de ferramentas para torneamento plano, entendemos os impactos negativos da vibração na qualidade da usinagem, na vida útil da ferramenta e na eficiência geral. Neste blog, exploraremos vários métodos eficazes para reduzir a vibração durante o uso de ferramentas de torneamento plano.
Compreendendo as causas da vibração
Antes de nos aprofundarmos nas soluções, é crucial compreender as causas básicas da vibração. Existem principalmente três tipos de vibrações na usinagem: vibração livre, vibração forçada e vibração autoexcitada.
A vibração livre geralmente ocorre no início do processo de corte, quando a ferramenta repentinamente começa a interagir com a peça. É uma vibração de curta duração que decai rapidamente se não houver excitação externa. A vibração forçada é causada por forças periódicas externas, como peças rotativas desequilibradas na máquina-ferramenta, engrenamento de engrenagens ou irregularidade no processo de corte. A vibração autoexcitada, também conhecida como vibração, é o tipo mais prejudicial. É gerado pela interação entre o processo de corte e o sistema máquina-ferramenta-peça. A força de corte flutua, o que por sua vez faz com que a ferramenta vibre, e essa vibração afeta ainda mais a força de corte, criando um ciclo autossustentável.
Máquina-Ferramenta - Medidas Relacionadas
Rigidez da Máquina-Ferramenta
A rigidez da máquina-ferramenta é de extrema importância. Uma máquina-ferramenta rígida pode suportar melhor as forças de corte sem deformação excessiva. Ao selecionar uma máquina-ferramenta para operações de torneamento plano, certifique-se de que ela tenha alta rigidez estática e dinâmica. Verifique o projeto estrutural da máquina, a qualidade de seus componentes e a construção geral. Uma máquina bem construída com uma base sólida e colunas estáveis pode reduzir significativamente a vibração. Por exemplo, uma máquina-ferramenta com base de ferro fundido para serviço pesado oferece melhores características de amortecimento em comparação com um projeto mais leve.
Equilíbrio do fuso
O fuso é um componente chave na máquina-ferramenta. Um fuso desequilibrado pode causar vibração forçada. Verifique e balanceie regularmente o fuso. As máquinas-ferramentas modernas geralmente vêm com sistemas de balanceamento de fuso integrados. Esses sistemas podem detectar e corrigir automaticamente o desequilíbrio do fuso durante a operação. Se a sua máquina-ferramenta não tiver tal sistema, você poderá usar equipamento de balanceamento externo para garantir que o fuso gire suavemente.
Instalação do porta-ferramentas
A instalação adequada do porta-ferramentas é essencial. Um porta-ferramenta solto ou desalinhado pode causar vibração. Certifique-se de que o porta-ferramenta esteja firmemente preso no fuso. Verifique a força de fixação e o alinhamento do porta-ferramenta em relação ao eixo do fuso. Use porta-ferramentas de alta qualidade projetados para operações de torneamento plano. Alguns porta-ferramentas avançados possuem recursos como materiais de amortecimento de vibração ou interfaces usinadas com precisão para minimizar a vibração.
Ferramenta - Medidas Relacionadas
Geometria da ferramenta
A geometria da ferramenta de torneamento plano tem um impacto significativo na vibração. O ângulo de saída, o ângulo de folga e o raio da aresta de corte desempenham papéis importantes. Um ângulo de inclinação adequado pode reduzir a força de corte, o que por sua vez reduz a probabilidade de vibração. No entanto, um ângulo de inclinação excessivo pode enfraquecer a aresta de corte. Geralmente, para a maioria das aplicações de torneamento plano, um ângulo de saída na faixa de 5 a 15 graus é adequado.
O ângulo de incidência deve ser definido para evitar que a ferramenta esfregue na peça de trabalho. Um pequeno ângulo de folga pode causar fricção e geração de calor, o que pode causar vibração. Um ângulo de incidência de 6 a 12 graus é comumente usado.
O raio da aresta de corte também afeta o processo de corte. Uma aresta de corte afiada com um raio pequeno pode cortar com mais suavidade, reduzindo a vibração. No entanto, uma aresta muito afiada pode desgastar-se rapidamente. Portanto, encontre um equilíbrio com base no material que está sendo usinado e nas condições de corte.
Material da ferramenta
A escolha do material da ferramenta pode influenciar a vibração. As ferramentas de aço rápido (HSS) são relativamente flexíveis e podem absorver algumas vibrações. No entanto, eles têm resistência ao calor limitada. As ferramentas de metal duro, por outro lado, são mais duras e resistentes ao desgaste. Eles podem manter uma ponta afiada por mais tempo. Mas as ferramentas de metal duro são mais frágeis. Ferramentas de metal duro revestido oferecem um bom compromisso. O revestimento pode reduzir o atrito e melhorar a resistência ao calor da ferramenta, o que auxilia na redução da vibração. Por exemplo, ferramentas de metal duro revestidas com nitreto de titânio (TiN) são amplamente utilizadas em operações de torneamento plano.
Saliência da ferramenta
O balanço da ferramenta, que é a distância do porta-ferramenta até a aresta de corte, deve ser minimizado. Um balanço mais longo aumenta a flexibilidade da ferramenta e a torna mais sujeita a vibrações. Tente manter o balanço da ferramenta o mais curto possível e ao mesmo tempo permitir uma usinagem adequada. Por exemplo, se você precisar usinar um canal profundo, use uma ferramenta com haste mais curta ou um porta-ferramenta especial que possa reduzir o balanço efetivo.
Peça de Trabalho - Medidas Relacionadas
Material da peça
As propriedades do material da peça podem afetar a vibração. Alguns materiais, como o ferro fundido, apresentam melhores características de amortecimento em comparação com o alumínio ou o aço. Ao usinar materiais com propriedades de amortecimento ruins, podem ser necessárias medidas adicionais para reduzir a vibração. Por exemplo, ao usinar alumínio, pode ser necessário ajustar os parâmetros de corte com mais cuidado ou usar fluidos de corte especiais.
Fixação de peças
A fixação adequada da peça de trabalho é crucial. Uma peça solta ou instável pode causar vibração durante o corte. Use acessórios e dispositivos de fixação apropriados para fixar firmemente a peça de trabalho. A força de fixação deve ser distribuída uniformemente para evitar distorção da peça de trabalho. Por exemplo, ao usinar uma peça de parede fina, use mandíbulas macias ou técnicas de fixação especiais para evitar deformação e vibração.
Otimização de parâmetros de corte
Velocidade de corte
A velocidade de corte é um dos parâmetros de corte mais importantes. Uma velocidade de corte inadequada pode causar vibração. Geralmente, aumentar a velocidade de corte pode reduzir a força de corte e a probabilidade de trepidação. No entanto, existe uma faixa de velocidade de corte ideal para cada combinação de material e ferramenta. Por exemplo, ao usinar aço com uma ferramenta de torneamento plano de metal duro, uma velocidade de corte na faixa de 100 a 300 m/min pode ser adequada. Use calculadoras de velocidade de corte ou consulte as recomendações do fabricante da ferramenta para encontrar a velocidade de corte ideal.
Taxa de alimentação
A taxa de avanço também afeta a vibração. Um avanço muito alto pode aumentar a força de corte e causar vibração. Por outro lado, uma taxa de avanço muito baixa pode causar uma aresta postiça na ferramenta, o que também pode causar vibração. Encontre o equilíbrio certo com base no material, na ferramenta e nas condições de corte. Para a maioria das operações de torneamento plano, uma taxa de avanço na faixa de 0,1 - 0,5 mm/rev é comumente usada.
Profundidade de corte
A profundidade do corte deve ser cuidadosamente selecionada. Uma grande profundidade de corte pode aumentar a força de corte e o risco de vibração. Entretanto, uma profundidade de corte muito pequena pode resultar em usinagem ineficiente. Considere as capacidades do material, da ferramenta e da máquina-ferramenta ao escolher a profundidade de corte. Por exemplo, para operações de desbaste, pode-se utilizar uma profundidade de corte maior, mas certifique-se de que esteja dentro do limite para evitar vibração excessiva.
Vibração Adicional - Técnicas de Redução
Fluidos de Corte
Os fluidos de corte podem desempenhar um papel importante na redução da vibração. Eles podem lubrificar o processo de corte, reduzir o atrito e dissipar o calor. Isso ajuda a reduzir a força de corte e a probabilidade de vibração. Existem diferentes tipos de fluidos de corte, como à base de água e à base de óleo. Escolha o fluido de corte apropriado com base no material que está sendo usinado. Por exemplo, fluidos de corte à base de água são frequentemente usados para usinagem de metais ferrosos, enquanto fluidos de corte à base de óleo são adequados para metais não ferrosos.
Vibração - Dispositivos de Amortecimento
Existem vários dispositivos de amortecimento de vibrações disponíveis no mercado. Esses dispositivos podem ser acoplados à máquina-ferramenta ou ao porta-ferramenta para absorver e dissipar a energia da vibração. Por exemplo, alguns porta-ferramentas possuem elementos de amortecimento integrados, como borracha ou materiais viscoelásticos. Esses materiais podem deformar-se sob vibração e converter a energia da vibração em calor, reduzindo a amplitude da vibração.
Conclusão
A redução da vibração ao usar ferramentas de torneamento plano requer uma abordagem abrangente. Ao abordar questões relacionadas à máquina-ferramenta, otimizar a geometria e o material da ferramenta, considerar as propriedades da peça e ajustar os parâmetros de corte, podemos efetivamente minimizar a vibração. Como [sua posição na empresa] em um fornecedor líder de ferramentas para torneamento plano, temos o compromisso de fornecer ferramentas e soluções de alta qualidade aos nossos clientes. NossoFresas de topo de microdiâmetro,Ferramentas de corte modulares, eFerramenta de canal interno para CNCsão projetados com tecnologias avançadas para ajudá-lo a obter melhores resultados de usinagem com vibração reduzida.
Se você estiver enfrentando problemas de vibração em suas operações de torneamento plano ou estiver interessado em nossos produtos, convidamos você a entrar em contato conosco para uma discussão detalhada e negociação de aquisição. Nossa equipe de especialistas está pronta para ajudá-lo a encontrar as soluções mais adequadas às suas necessidades específicas.
Referências
- Kalpakjian, S. e Schmid, SR (2009). Engenharia e Tecnologia de Manufatura. Salão Pearson Prentice.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P. e Knight, WA (2011). Design de Produto para Fabricação e Montagem. Imprensa CRC.
- Trent, EM e Wright, PK (2000). Corte de metais. Butterworth-Heinemann.