Жогорку тездиктеги жогорку тактыктагы учуу фрезерлешилүүчү машиналардын кесүүчү шпинделдеринде вибрацияны кандай минималдаш керек?

Резонанстан качуу жана туруктуулук лобусунун талдоосу аркылуу жогорку тактыкта иштеген осьтүн титрөөлөрүн башкаруу

Модалдык талдоо жана гармоникалык резонансдын карталаштырылуусу аркылуу критикалык тактыктарды аныктоо жана алардан качуу

Жогорку тездикте фрезерлөө учурунда ортосу айланган башкаргычтын көп титрөшү адатта гармоникалык резонанс маселелеринен пайда болот. Негизинде, бул кесүү күчтөрү машинасынын табигый жыштыктары менен дал келгенде болот. Бүгүнкү күндө көпчүлүк инженерлер бул проблемалуу тездик диапазондорун аныктоо үчүн же кол менен сыноо, же компьютердик моделирлөөгө таянат. Айрыкча алюминий куштары менен иштегенде, өткөн жылы «Machining Dynamics» журналында жарыяланган жаңы изилдөөлөрдүн маалыматында, негизги 450–900 Гц диапазонунан эки жагынан да 15% чейин алыстап калса, мажбурлугу титрөштү 40% чамасында азайтат. Бул жыштыктардан алыстап калуу — инструменттер чыгып кетип, кесүү күчтөрү толкундап турганда пайда болгон тоскоолдукту тудурган чатырлаштыруу циклдерин токтотот. Бүгүнкү күндө көпчүлүк цехтар машиналарына миниатюралуу акселерометрлерди орнотуп, гармоникаларды наақыс убакытта көзөмөлдөп, проблемалар чыгып калганга чейин тездикти тактап турат.

Алюминий жана аэрокосмос алдын-алдын көрсөтүлгөн кушактары үчүн чаттерсиз бурулуу тездигин тандоого туруктуулук лобусунун диаграммаларын колдонуу

Туруктуулук лобусунун диаграммалары, же кыскартылган түрдө SLD, негизинен бурулуу тездиги менен осьтук кесүүнүн тереңдүгүнүн өз ара аракеттешүүсүн жана вибрациялык чектер көп түшкөндө эмне болорун көрсөтөт. Бул диаграммаларга караганда, операторлор RPM диапазонунун жогорку бөлүгүндөгү «таттуу жерлерди» таба алышат, анда алар чаттерге дуушар болбостон терең кесүүлөрдү жасай алышат. Мисал үчүн Ti-6Al-4V материалды алып карашыбыз керек. SLD-лар 18 000–22 000 RPM ортосунда иштөөнүн түзүлүштүк тездиктерге салыштырмалуу түрдө осьтук кесүүнүн тереңдүгүн 35 процентке жогорулатып бергенин көрсөтөт. Бул өндүрүшчүлөрдүн металлды 15 процентке тезирээк алып таштай алышын билдирет, бирок беттин жылтыры 0,8 микрондон төмөн калат. Көпчүлүк цехтар өздөрүнүн моделдеринин тактыгын текшерүү үчүн сыноо буюмдарында FFT талдоосун иштетишет; бул чаттерге септештирилген кылымындык тездиктердин чындыгында кесүү иштетилгенде басылып турганын тастыктоого жардам берет.

Вибрацияны басуу үчүн олуттун конструкциясы, абалын контролдоо жана динамикалык баланстап тургузуу

5 мкмден төмөн иреттүүлүктү камсыз кылуу: так баланстап тургузуу, подшипниктин алгы жүктөмүн оптималдаштыруу жана чын убакытта вибрацияны контролдоо

Жогорку тактыкта фрезерлөө иштетүүлөрүнөн кийинки тез айлануучу шпинделдердеги титрөөлөрдү башкаруу үчүн чыгыштын 5 микрондон төмөн болушу чоң мааниге ээ. Динамикалык тең салмақтоо ыкмалары массанын таралышын туура кылуу аркылуу ошол кылчырак центрифугалдык күчтөрдү азайтат; заманбап лазер системалары калдык тейлөөлөрдү 0,1 грамм-миллиметрден төмөнгө чейин түшүрө алган. Подшипниктер жөнүндө айтып кетсеңиз, туура алдын-ала жүктөмдү табуу да өтө маанилүү. Туура алдын-ала жүктөм ичиндеги боштуктарды жок кылат, бирок ашыкча үйкүлүштү тудурбайт. Изилдөөлөрдүн натыйжасында, бул тең салмақтоону туура кылуу подшипниктерди туура жүктөмдөнбөгөн конфигурацияларга салыштырганда титрөөлөрдүн амплитудасын 40–60 процентке чейин азайтат. Чыныгы убакытта титрөөлөрдү мониторлоо үчүн ичке акселерометрлер менен жабдылган цехтар үчүн бул системалар 20 килогерцке чейинки жогорку жыштыктагы проблемаларды тескере алат, башкача айтканда, титрөөлөр чыныгы резонанска кирбей турганда операторлорго алгачкы сигналдарды берет. Айрыкча алюминий иштетүү процессине караганда, спектралдык анализ тейлөөлөрдүн моделдерин табууга жардам берет, андан кийин машиналар чыңалган айлануу жыштыгында да туруктуулукту сактап калуу үчүн автоматтык түрдө айлануу жыштыгын өзгөртөт. Булардын баары бирге алынганда, подшипниктердин жашоо узактыгын стандарттык практикаларга салыштырганда дээрлик 30 процентке узартат жана бардык өндүрүштүк цикл боюнча чатыртпанды (чатортпанды) башкарууну камсыз кылат.

Ички татаалдык булактарын аныктоо — подшипниктин сапатынын төмөндөшү, ротордун симметриясыз болушу жана жылуулуктун ортосунын чыгышы

Машиналар туруктуу титрөөгө баштаганда, анын ичинде жалпысынан үч негизги себеп болот: изилген подшипниктер, тезисиз роторлор же жылуулуктан орун алган бөлүктөр. Изилген подшипниктер көбүнчө белгилүү гармоникалык нукталарда, айрыкча бардыгыбыз таанган шарлардын өтүштүк жыштыгында жогорку титрөөлөрдү тудурат. Ал эми бетинде чөпчүлүк зыяндануу пайда болгондо, дыбыс белгилүү түрдө күчөйт, кээде 15–20 децибелге чейин көтөрүлүшү мүмкүн. Ротордогу кемчиликтер үчүн машина анын айлануу тездигине ылайык титрөөгө баштайт; бул титрөөнү фазалык талдоо ыкмасын колдонуп техникалык кызматкерлер аныктай алышат. Жылуулуктан болгон тескери орун алыш узак мөөнөт иштегенден кийин пайда болот, анткени артка бөлүктөр артка ылдамдыкта кеңейет. Биз 15 градус Цельсийге чейинки температура айырмачасы аэрокосмостук сапаттагы материалдарда компоненттерди 8–12 микрометрге чейин тескери орунга жылдырган учурларды көргөнбүз. Титрөө спектринин анализи кайсы маселени чечүү керек экенин аныктоого жардам берет. Подшипниктердеги кемчиликтер жыштык спектринде боковая полоса (сторонние полосы) түрүндө көрүнөт, ротордогу кемчиликтер негизги айлануу тездигиндеги (RPM) ачык белгилерди калтырат, ал эми жылуулуктан болгон кемчиликтер убакыт өтүсү менен амплитудада постепенно (жадыбалдуу) күчөйт. Бул шаблондорду эрте табуу механиктерге проблема толугу менен катастрофалык жагдыйга айланганга чейин иш-аракет кылууга мүмкүндүк берет. Подшипниктерди убактысында алмаштыруу же суутуу системаларын түзөтүү — башкы аварияларды болтурбоо жана алюминийден жасалган учуу фрезалардын токтормоосу менен тегиз иштеп туруусун камсыз кылуу үчүн маанилүү.

Катуулукту жогорулатуу жана чатыр-чутурлардын пайда болушун токтотуу үчүн куралдарды колдонуу стратегиялары

Системанын катуулугун максималдаштыруу: оптималдуу куралдын узундугу, камшондун диаметри жана гидравликалык/механикалык куралдын кармашынын тандалышы

Титрөөсүз иштетүүнү камсыз кылуу бардык системаны мүмкүн болушунча катуу кылып, туура курал орнотулушун камсыз кылууга байланыштуу. Куралдардың узундугу диаметрине салыштырмалуу тымык чыгып калбашы үчүн, алардын узундугу диаметринин 3 эсеңе чейин гана болушу керек. Бул убакыт өткөн сайын күчөй барган титрөөлөрдү азайтат. Шанктын өлчөмүн жакында 20% чейин чоңойткондо, негизги инженердик принципттерге ылайык, көпчүлүк цехтар катуулуктун көтөрүлүшүн байкайт. Куралды кармап турган туташтыргычтар да маанилүү. Гидравликалык туташтыргычтар механикалык туташтыргычтарга караганда титрөөлөрдү жакшы башкарат, анткени алар куралга басымды бирдей тарата, ошондой эле так иштөөгө тоскоолдук кылган кичинекей кыймылдарды токтотот. Булардын баарысы катуулукту жакшыртат, бул жогорку тездиктеги шпиндельдерди иштеткенде чоң мааниге ээ, анткени алар кесүү аймагына кайра кайткан энергияны көпчүлүк иштетип жиберет, ошондой эле проблемаларды тудурат.

Резонанс токтотуучу куралдын геометриясы: өзгөрмө-адымдуу фрезалар жана интегралдуу токтотуучу түзүлүш

Айнымалы баштагы фрезалар (кесүүчүлөр) кесүүчүнүн чөйрөсүндөгү канавкаларды тең эмес аралыктар менен орнаштыруу аркылуу вибрацияга каршы чыгат. Бул тезиссиз шаблон алюминий жана аэрокосмостук куймаларды иштеп чыгарганда пайда болгон кылдыйган резонанстарды токтотот. Геометриялык түзүлүш негизинде чиптердин материалга тийгэн жери өзгөртүлөт, андагы тургундук лобусунун диаграммаларында (станокчулар кесүүнүн коопсуздугу үчүн кандай параметрлерди колдонуу керээгин билүү үчүн караган сызыктар) көрсөтүлгөн тургундукка таасир этип турган жыштыктарга туура келбейт. Азыркы заманбап өндүрүшчүлөр кесүүчүлөрдүн ичине атайын вибрацияны жутуучу системаларды да орнотушууда. Аларга вибрациялардын пайда болушу менен бирге аларды жутуучу кичинекей салмақтар кирет. Микроскопиялык деңгээлде тереңдетилген беттер менен бирге колдонулганда, жаңы илимий изилдөөлөрдүн маалыматында, бул комбинация өтө жакшы натыйжа берет. Сыноолор стандарттык кесүүчүлөргө салыштырмалуу катары вибрацияга каршы чыгышта 40 проценттик жакшыртуу көрсөткөн. Эң маанилүүсү — бул кесүүчүнүн негизги формасын бузбай, вибрациянын эки түрүнө да иштей алат.

Так энд-миллингде өзүнчө титрөөлөрдүн пайда болушун болтуроо үчүн кесүү параметрлерин оптималдаштыруу

Жогорку тездикте аяктоо фрезерлөө учурунда кылган кычкылтандыргыч вибрацияларды токтотуу үчүн, баштыгы үч аймакта параметрлерди так тандашыбыз керек. Баштап келели, кесүү тездиги (Vc). Көпчүлүк адамдар алюминий үчүн 100 метр/минуттай жай тездикте иштөөнүн көпчүлүк инженерлер резонанс зоналары деп аталган аймакта туруп калышы мүмкүн экенин билешет. Жакшы натыйжалар 120–180 м/мин диапазонунда иштөөдөн келип чыгат, анда бүтүн система вибрацияларсыз тегиз иштейт. Кийинки кадам — тишке туураланган бир жолку багыт (fz). Бул параметр узак мөөнөттө гармоникалардын кумуляциялануусуна таасир эткен үчүн, аны так тандаш керек. Жакшы башталгыч маани — производительдин сунуш кылган маанисинин жарымы; андан кийин алардын вибрацияларга таасирин баалап отуруп, постепенно көтөрүп барыңыз. Акыркысы — кесүүнүн тереңдиги (Ap) да маанилүү. Груба кесүү үчүн максималдуу 1 ммдан ашпаган маани тандаңыз, ал эми жөнгөлтүрүү үчүн 0,05–0,1 мм ортосундагы минималдуу талаа калтырыңыз. Неге? Себеби терең кесүү материалга таасирин күчөтөт жана ким гана көрүүнү каалабаган «чаторлоо» белгилерин түзөт. Бул параметрлерди туура тандашпосонуз, инструменттердин износу 40% тездейт, ал эми беттин тегиздиги үч эсе начарлайт! Ошондуктан акылдуу цехтар бүгүнкү күндө реалдуу убакытта мониторлоо жабдууларына инвестиция кылып жатышат. Бул системалар тандалган параметрлердин практикада иштеп жатканын текшерет жана современный машиналардын жетишип жаткан жогорку айлануу жыштыгында да шпиндельдин туруктуулугун сактоого жардам берет.

ККБ

Шпиндельдин тербелүүсүндө гармониялык резонанс маселелери деген эмнени билдирет?

Гармониялык резонанс маселелери кесүү күчтөрү машинасынын табигый жыштыктары менен дал келгенде пайда болот, анда көпчүлүк учурда шпиндельдин ашыкча тербелүүсү байкалат. Буларды модалдык анализ жана гармониялык резонанс карталаштыруу аркылуу аныктоо жана жок кылуу мүмкүн.

Стабилдүүлүк лобусу диаграммалары иштетүүдө кандай жардам берет?

Стабилдүүлүк лобусу диаграммалары шпиндельдин айлануу тездиги менен осьтук кесүү тереңдүгүнүн өз ара аракеттешүүсүн көрсөтөт; бул операторлорго чатырлаштырууну болтурбай, терең кесүүлөрдү эффективдүү иштетүү үчүн оптимал RPM диапазондорун табууга жардам берет.

Динамикалык балансташтыруу шпиндельдин тербелүүсүн басууда кандай роль ойнойт?

Динамикалык балансташтыруу массанын таралышын оптималдоо аркылуу ценртүркүч күчтөрдү азайтат, ал шпиндельдин так иштетүүсүн камсыз кылат жана тербелүүлөрдү минималдаштырат.

Кандай куралдарды колдонуу стратегиялары катуулукту жогорулатат жана чатырлаштырууга байланыштуу резонансты болтурбайт?

Куралдын үстүнө чыгышы жана саптагы диаметри оптималдуу болушу, ошондой эле гидравликалык курал карманын колдонулушу системанын катуулугун көтөрөт жана тербелүүлөрдү бузат, анда иштетүүнүн тактыгы жогорулатылат.