- Bí quyết gia công 2019/09/18 UP
-
Bí quyết gia công tập 28
Cách ngăn rung kêu trong phay mặt gia có phần nhô ra dài
- Tag
-
- Chatter prevention
- Milling
Dao phay mặt là công cụ tiện lợi có khả năng cắt bề mặt hiệu quả với đường kính ngoài lớn. Tuy nhiên, vì cắt khối lượng lớn tại một thời điểm nên lực cản cắt cũng lớn.
Nhìn chung, phay mặt không khó thực hiện khi phần nhô ra ngắn và phôi có độ cứng cao. Tuy nhiên, khi phần nhô ra dài, việc gia công trở nên cực kỳ khó khăn do lực dẫn tiến và lực cắt chính được tạo ra theo hướng uốn cong của công cụ. Điều này gây ra chuyển động không liên tục ở đầu công cụ và tạo ra rung kêu. Nhiều người trong các bạn có thể gặp khó khăn với việc thiết lập các điều kiện cắt tối ưu.
Độ rung kêu chịu ảnh hưởng của độ lớn lực cản cắt và hướng cắt. Có thể nâng ngưỡng rung kêu lên, cụ thể hơn là có thể hạn chế rung kêu bằng cách giảm lực cản cắt để mức uốn cong của công cụ nhỏ hơn hoặc bằng cách giảm lực dẫn tiến và lực cắt chính.
Chúng tôi đã tiến hành các thử nghiệm và phép đo lực cản cắt trong các điều kiện khác nhau để xác định những thuộc tính và giá trị mà nó thể hiện trong từng điều kiện, bằng cách sử dụng dao phay mặt có các góc nghiêng và góc cạnh cắt khác nhau. Dựa trên các kết quả thử nghiệm và phép đo này, chúng tôi xin trình bày ba điểm chính để hạn chế độ rung kêu trong hoạt động phay mặt, cũng như các tiêu chí gia công ổn định theo chiều dài giá đỡ để bạn tham khảo.
Chúng tôi tin rằng thông tin này sẽ hữu ích trong việc xác định thông số kỹ thuật của công cụ cắt. Vì vậy, hãy đọc đến hết bài.
(1) Tăng góc nghiêng
Hình ảnh 1 so sánh lực cản cắt giữa góc nghiêng 0° và 30°. Lực cắt chính (lực theo hướng quay trục chính) giảm 33%, lực dẫn tiến (lực theo hướng nạp) giảm 37% và lực đẩy (lực theo hướng đẩy trục chính lên) giảm 80% khi góc nghiêng tăng từ 0° lên 30°.
Điều này nghĩa là việc tăng góc nghiêng có thể làm giảm lực cản cắt và do đó hạn chế độ rung kêu. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng tùy thuộc vào vật liệu, lực cản cắt có thể không giảm ngay cả khi tăng góc nghiêng.
Hình ảnh 1: So sánh lực cản cắt giữa các góc nghiêng khác nhau (vật liệu: S50C)
(2) Giảm góc cạnh cắt
Đầu công cụ có góc cạnh cắt khác nhau (15°, 45°, 75° và 90°) được gắn vào công cụ cắt nguyên bản của chúng tôi để kiểm tra lực cản cắt ở các góc cạnh cắt khác nhau. Kết quả thử nghiệm được trình bày trong Hình ảnh 2. Mặc dù hầu như không quan sát thấy sự thay đổi nào về lực cắt chính, lực dẫn tiến tăng và lực đẩy giảm khi góc cạnh cắt tăng.
Rung kêu có thể xảy ra khi giá đỡ dài và có xu hướng gây uốn cong khi lực dẫn tiến lớn. Điều này có nghĩa là có thể hạn chế độ rung kêu bằng cách sử dụng công cụ có góc cạnh cắt nhỏ. Chạy công cụ theo cách làm cho lực dẫn tiến nhỏ và lực đẩy lớn cũng có hiệu quả trong việc hạn chế độ rung kêu.
Hình ảnh 2: Chênh lệch về lực cản cắt (vật liệu: S45C)
(3) Không thay đổi số lượng cạnh cắt được gắn đồng thời
Khi nhìn vào các đầu riêng lẻ của một công cụ có nhiều cạnh cắt như dao phay mặt, bạn có thể nhận thấy các đầu này thực hiện lặp lại các thao tác cắt và không cắt. “Số lượng cạnh cắt được gắn đồng thời” là số lượng đầu công cụ tiếp xúc với phôi cùng lúc (Hình ảnh 3).
Việc thay đổi số lượng cạnh gây ra dao động (gián đoạn) lớn về lực cản cắt và do đó dẫn đến rung kêu.
Với những thực tế này, việc không thay đổi số lượng cạnh cắt được gắn đồng thời là điều quan trọng để tránh rung kêu. Có thể thực hiện điều này bằng cách điều chỉnh số lượng cạnh cắt và vị trí tương đối của dao phay mặt và phôi.
Cũng cần lưu ý rằng lực cản cắt tăng khi số lượng cạnh cắt được gắn đồng thời tăng. Vì vậy, phải quyết định số lượng cạnh dựa trên độ lớn và hướng của lực cản cắt.
Hình ảnh 3: Mối liên hệ giữa số lượng cạnh cắt được gắn đồng thời và lực cắt
*Nguồn: “Danh mục chung cho Hướng dẫn/Tham khảo Kỹ thuật về Công cụ Cắt 2019-2020” của SUMITOMO ELECTRIC HARDMETAL
(4) Tiêu chí gia công ổn định theo chiều dài giá đỡ
Chúng tôi cũng đã tiến hành thử nghiệm để xem chiều dài giá đỡ công cụ có thể ảnh hưởng như thế nào đến độ rung kêu. Dao phay mặt có đường kính 63 mm và góc cạnh cắt 45° được gắn vào ba giá đỡ có chiều dài khác nhau (60, 90 và 150 mm). Phép đo được thực hiện tại các điểm xảy ra hiện tượng rung kêu.
Với giá đỡ 60 và 90 mm, gia công được thực hiện tốt ngay cả khi công suất trục chính đạt gần mức tối đa. Với giá đỡ 150 mm, đã quan sát thấy có rung kêu khi tốc độ loại bỏ vật liệu bằng khoảng 1/3 so với hai giá đỡ còn lại.
Kết quả cho thấy với giá đỡ ngắn, có thể gia công không có rung kêu ngay cả khi tăng công suất trục chính gần đến mức tối đa; tuy nhiên, với giá đỡ dài, giá trị xảy ra rung kêu là ngưỡng rung kêu.
Chúng tôi cũng đã kiểm tra tốc độ loại bỏ vật liệu của giá đỡ 150 mm với các góc nghiêng khác nhau (8° và 23°). Với góc nghiêng 23°, tốc độ loại bỏ vật liệu lớn hơn khoảng 1,7 lần so với góc 8°. Điều này cho thấy ngay cả khi chiều dài giá đỡ bằng nhau, góc nghiêng lớn hơn có thể làm giảm cả lực dẫn tiến và lực cắt chính, cũng như nâng ngưỡng rung kêu.
Hình ảnh 4
Mảng máy công cụ và công cụ cắt đang không ngừng phát triển, nhưng các vấn đề cơ bản phát sinh tại nhà xưởng như độ rung kêu và gãy công cụ vẫn còn tồn tại.
Điều quan trọng để thực hiện hoạt động gia công thành công là hiểu rõ tác động có thể có của ba thành phần cơ bản – góc nghiêng, góc cạnh cắt và số lượng cạnh cắt được gắn đồng thời – đối với lực cản cắt và xác định các điều kiện tối ưu cho mỗi loại hình gia công.
DMG MORI tiến hành nhiều thử nghiệm khác nhau, tập trung vào các nguyên tắc cơ bản của hiện tượng cắt. Nếu bạn có vấn đề về hoạt động gia công, vui lòng liên hệ với chúng tôi.
- Relevant contents
