La vibración es un problema común y problemático cuando se utilizan herramientas de torneado plano. Como proveedor profesional de herramientas de torneado plano, entendemos los impactos negativos de la vibración en la calidad del mecanizado, la vida útil de la herramienta y la eficiencia general. En este blog, exploraremos varios métodos efectivos para reducir la vibración durante el uso de herramientas de torneado plano.
Comprender las causas de la vibración
Antes de profundizar en las soluciones, es fundamental comprender las causas fundamentales de la vibración. Existen principalmente tres tipos de vibraciones en el mecanizado: vibración libre, vibración forzada y vibración autoexcitada.
La vibración libre suele ocurrir al comienzo del proceso de corte, cuando la herramienta comienza repentinamente a interactuar con la pieza de trabajo. Es una vibración de corta duración que decae rápidamente si no hay excitación externa. La vibración forzada es causada por fuerzas periódicas externas, como piezas giratorias desequilibradas en la máquina herramienta, engrane de engranajes o la irregularidad del proceso de corte. La vibración autoexcitada, también conocida como charla, es el tipo más dañino. Se genera por la interacción entre el proceso de corte y el sistema máquina-herramienta-pieza. La fuerza de corte fluctúa, lo que a su vez hace que la herramienta vibre, y esta vibración afecta aún más la fuerza de corte, creando un ciclo autosostenible.
Máquina Herramienta - Medidas Relacionadas
Rigidez de la máquina herramienta
La rigidez de la máquina herramienta es de suma importancia. Una máquina herramienta rígida puede soportar mejor las fuerzas de corte sin deformarse excesivamente. Al seleccionar una máquina herramienta para operaciones de torneado plano, asegúrese de que tenga una alta rigidez estática y dinámica. Verifique el diseño estructural de la máquina, la calidad de sus componentes y la construcción general. Una máquina bien construida con una base sólida y columnas estables puede reducir significativamente la vibración. Por ejemplo, una máquina herramienta con una base de hierro fundido de alta resistencia proporciona mejores características de amortiguación en comparación con un diseño más liviano.
Equilibrio del husillo
El husillo es un componente clave en la máquina herramienta. Un husillo desequilibrado puede provocar vibraciones forzadas. Compruebe y equilibre periódicamente el husillo. Las máquinas herramienta modernas suelen venir con sistemas de equilibrio de husillo integrados. Estos sistemas pueden detectar y corregir automáticamente el desequilibrio del husillo durante la operación. Si su máquina herramienta no tiene dicho sistema, puede utilizar un equipo de equilibrio externo para asegurarse de que el husillo gire suavemente.
Instalación del portaherramientas
La instalación adecuada del portaherramientas es esencial. Un portaherramientas flojo o desalineado puede introducir vibraciones. Asegúrese de que el portaherramientas esté firmemente sujeto en el eje. Compruebe la fuerza de sujeción y la alineación del portaherramientas con respecto al eje del husillo. Utilice portaherramientas de alta calidad diseñados para operaciones de torneado plano. Algunos portaherramientas avanzados tienen características como materiales amortiguadores de vibración o interfaces mecanizadas con precisión para minimizar la vibración.
Herramienta - Medidas relacionadas
Geometría de la herramienta
La geometría de la herramienta de torneado plano tiene un impacto significativo en la vibración. El ángulo de ataque, el ángulo libre y el radio del filo desempeñan funciones importantes. Un ángulo de ataque adecuado puede reducir la fuerza de corte, lo que a su vez reduce la probabilidad de vibración. Sin embargo, un ángulo de ataque excesivo puede debilitar el filo. Generalmente, para la mayoría de las aplicaciones de torneado plano, es adecuado un ángulo de desprendimiento en el rango de 5 a 15 grados.
El ángulo libre debe ajustarse para evitar que la herramienta roce contra la pieza de trabajo. Un ángulo libre pequeño puede provocar fricción y generación de calor, lo que puede provocar vibraciones. Generalmente se utiliza un ángulo libre de 6 a 12 grados.
El radio del filo también afecta el proceso de corte. Un filo afilado con un radio pequeño puede cortar más suavemente, reduciendo la vibración. Sin embargo, un borde muy afilado puede desgastarse rápidamente. Por lo tanto, busque un equilibrio según el material que se mecaniza y las condiciones de corte.
Material de la herramienta
La elección del material de la herramienta puede influir en las vibraciones. Las herramientas de acero rápido (HSS) son relativamente flexibles y pueden absorber algunas vibraciones. Sin embargo, tienen una resistencia al calor limitada. Las herramientas de carburo, por el contrario, son más duras y resistentes al desgaste. Pueden mantener un filo afilado durante más tiempo. Pero las herramientas de carburo son más frágiles. Las herramientas de carburo recubiertas ofrecen un buen compromiso. El recubrimiento puede reducir la fricción y mejorar la resistencia al calor de la herramienta, lo que ayuda a reducir la vibración. Por ejemplo, las herramientas de carburo recubiertas de nitruro de titanio (TiN) se utilizan ampliamente en operaciones de torneado plano.
Saliente de herramienta
Se debe minimizar el saliente de la herramienta, que es la distancia desde el portaherramientas hasta el filo. Un voladizo más largo aumenta la flexibilidad de la herramienta y la hace más propensa a las vibraciones. Intente mantener el saliente de la herramienta lo más corto posible y al mismo tiempo permitir un mecanizado adecuado. Por ejemplo, si necesita mecanizar una ranura profunda, utilice una herramienta con un mango más corto o un portaherramientas especial que pueda reducir el voladizo efectivo.
Pieza de trabajo - Medidas relacionadas
Material de la pieza de trabajo
Las propiedades del material de la pieza de trabajo pueden afectar la vibración. Algunos materiales, como el hierro fundido, tienen mejores características de amortiguación en comparación con el aluminio o el acero. Al mecanizar materiales con malas propiedades de amortiguación, es posible que se requieran medidas adicionales para reducir la vibración. Por ejemplo, al mecanizar aluminio, es posible que deba ajustar los parámetros de corte con más cuidado o utilizar fluidos de corte especiales.
Fijación de piezas de trabajo
La fijación adecuada de la pieza de trabajo es crucial. Una pieza de trabajo suelta o inestable puede provocar vibraciones durante el corte. Utilice accesorios y dispositivos de sujeción adecuados para asegurar la pieza de trabajo firmemente. La fuerza de sujeción debe distribuirse uniformemente para evitar la deformación de la pieza de trabajo. Por ejemplo, al mecanizar una pieza de trabajo de paredes delgadas, utilice mordazas suaves o técnicas de sujeción especiales para evitar deformaciones y vibraciones.
Optimización de parámetros de corte
Velocidad de corte
La velocidad de corte es uno de los parámetros de corte más importantes. Una velocidad de corte inadecuada puede provocar vibraciones. Generalmente, aumentar la velocidad de corte puede reducir la fuerza de corte y la probabilidad de vibración. Sin embargo, existe un rango de velocidad de corte óptimo para cada combinación de material y herramienta. Por ejemplo, al mecanizar acero con una herramienta de torneado plano de carburo, puede ser adecuada una velocidad de corte en el rango de 100 a 300 m/min. Utilice calculadoras de velocidad de corte o consulte las recomendaciones del fabricante de la herramienta para encontrar la velocidad de corte óptima.
Tasa de alimentación
La velocidad de avance también afecta la vibración. Una velocidad de avance demasiado alta puede aumentar la fuerza de corte y provocar vibraciones. Por otro lado, un avance demasiado bajo puede provocar que el borde de la herramienta se acumule, lo que también puede provocar vibraciones. Encuentre el equilibrio adecuado según el material, la herramienta y las condiciones de corte. Para la mayoría de las operaciones de torneado plano, se utiliza comúnmente una velocidad de avance en el rango de 0,1 - 0,5 mm/rev.
Profundidad de corte
La profundidad de corte debe seleccionarse cuidadosamente. Una gran profundidad de corte puede aumentar la fuerza de corte y el riesgo de vibración. Sin embargo, una profundidad de corte muy pequeña puede resultar en un mecanizado ineficiente. Considere las capacidades del material, la herramienta y la máquina herramienta al elegir la profundidad de corte. Por ejemplo, para operaciones de desbaste, se puede utilizar una profundidad de corte mayor, pero asegúrese de que esté dentro del límite para evitar vibraciones excesivas.
Vibración adicional: técnicas de reducción
Fluidos de corte
Los fluidos de corte pueden desempeñar un papel importante en la reducción de la vibración. Pueden lubricar el proceso de corte, reducir la fricción y disipar el calor. Esto ayuda a reducir la fuerza de corte y la probabilidad de vibración. Existen diferentes tipos de fluidos de corte, como los de base agua y los de base aceite. Elija el fluido de corte adecuado según el material que se va a mecanizar. Por ejemplo, los fluidos de corte a base de agua se utilizan a menudo para mecanizar metales ferrosos, mientras que los fluidos de corte a base de aceite son adecuados para metales no ferrosos.
Vibración - Dispositivos de amortiguación
Hay varios dispositivos amortiguadores de vibraciones disponibles en el mercado. Estos dispositivos se pueden conectar a la máquina herramienta o al portaherramientas para absorber y disipar la energía de vibración. Por ejemplo, algunos portaherramientas llevan incorporados elementos amortiguadores, como caucho o materiales viscoelásticos. Estos materiales pueden deformarse bajo la vibración y convertir la energía de la vibración en calor, reduciendo la amplitud de la vibración.
Conclusión
Reducir las vibraciones al utilizar herramientas de torneado plano requiere un enfoque integral. Al abordar los problemas relacionados con las máquinas herramienta, optimizar la geometría y el material de la herramienta, considerar las propiedades de la pieza de trabajo y ajustar los parámetros de corte, podemos minimizar eficazmente la vibración. Como [Su posición en la empresa] en un proveedor líder de herramientas de torneado plano, estamos comprometidos a proporcionar herramientas y soluciones de alta calidad a nuestros clientes. NuestroFresas de extremo de microdiámetro,Herramientas de corte modulares, yHerramienta de ranurado interno para CNCestán diseñados con tecnologías avanzadas para ayudarle a lograr mejores resultados de mecanizado con vibración reducida.
Si tiene problemas de vibración en sus operaciones de torneado de planos o está interesado en nuestros productos, lo invitamos a contactarnos para una discusión detallada y una negociación de adquisiciones. Nuestro equipo de expertos está listo para ayudarlo a encontrar las soluciones más adecuadas para sus necesidades específicas.
Referencias
- Kalpakjian, S. y Schmid, SR (2009). Ingeniería y Tecnología de Fabricación. Pearson-Prentice Hall.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P. y Knight, WA (2011). Diseño de Producto para Fabricación y Montaje. Prensa CRC.
- Trent, EM y Wright, PK (2000). Corte de metales. Butterworth-Heinemann.