Как бороться с вибрациями при обработке?

Современные технологии металлообработки сталкиваются с множеством вызовов, одним из которых является вибрация инструмента. Она снижает качество поверхности, ускоряет износ оборудования и ограничивает производительность. Avertum предлагает инновационные антивибрационные решения, такие как расточные державки и оправки для фрез и расточных головок, которые помогают справляться с этими проблемами. В этой статье мы расскажем, как работают антивибрационные технологии, их преимущества и рекомендации по использованию.

Почему вибрации — это проблема?

Вибрации возникают во время обработки из-за колебаний режущего инструмента. Это приводит к образованию неровной, волнистой поверхности на заготовке. На следующем проходе инструмент снова взаимодействует с этой поверхностью, усиливая колебания. В результате возрастают силы резания, толщина стружки непостоянна, увеличивается шероховатость, сокращается срок службы как инструмента, так и станка. Особенно заметно это проявляется при работе с длинными вылетами, где стандартные инструменты теряют свою эффективность.

Мы предлагаем уникальный подход к решению этой задачи — механизм подавления вибраций, интегрированный в корпус инструмента. Он позволяет не только минимизировать колебания, но и повысить стабильность и производительность обработки.

Как работает антивибрационная технология?

Основой антивибрационных инструментов является система динамического поглощения вибраций DVA (Dynamic Vibration Absorber). Она включает в себя эластомер и регулируемый механизм, который создает предварительную нагрузку. Это позволяет изменять жесткость системы и, соответственно, ее собственную частоту. DVA настраивается так, чтобы частота колебаний инструмента совпадала с частотой системы подавления. В результате возникает фазовый сдвиг, который значительно снижает амплитуду вибраций.

Демпфирующая система состоит из инцерионного тела, выполненного из материала с высокой удельной массой, которое закреплено на двух резиновых втулках. Полость заполнена маслом для усиления эффекта гашения вибраций.

Сравнение амплитудно-частотных характеристик (FRF) антивибрационного инструмента с обычным инструментом без DVA на одинаковом вылете показано на графике. Антивибрационный инструмент имеет относительно низкую пиковую величину.

Настройка проводится с использованием модального анализа: специальный молоток измеряет ударное воздействие, а акселерометр фиксирует реакцию системы. Такой подход обеспечивает точную калибровку и максимальную эффективность.

Преимущества антивибрационных инструментов AVERTUM

Серия включает державки для токарных станков, оправки для фрез и расточных систем. Эти инструменты обладают следующими преимуществами:

1. Повышение устойчивости. Антивибрационные инструменты демонстрируют значительно больший предел устойчивости по сравнению с традиционными аналогами, что подтверждается диаграммами SLD (Stability Lobes Diagram).
   
2. Улучшение качества поверхности. Снижение вибраций позволяет добиться более гладкой обработки даже на сложных операциях.
3. Увеличение срока службы. Меньшая нагрузка на инструмент и станок продлевает срок их эксплуатации.
4. Производительность на больших вылетах. Антивибрационный инструмент эффективен там, где обычные инструменты не справляются, обеспечивая стабильность при обработке с вылетом до 14D.

Рекомендации по использованию расточных державок

Чтобы добиться максимальной эффективности от антивибрационных державок, важно учитывать несколько ключевых моментов:

• Диаметр державки. Для расточных операций диаметр инструмента должен быть на 10–20% меньше диаметра отверстия. Это обеспечивает достаточный зазор для эвакуации стружки и компенсации изгиба.
  
• Жесткость закрепления. Рекомендуется использовать длину закрепления не менее 4 диаметров державки. Для станков с горизонтальной станиной жесткость будет выше, чем при использовании револьверной головки.
  
• Правильное закрепление. Используйте разрезную втулку вместо прижимного винта, чтобы усилие зажима было равномерным по всей поверхности.
• Выбор станка. Инструмент и станок должны соответствовать друг другу по размерам и вылету. Для больших державок можно применять противовес или переворачивать инструмент, чтобы снизить момент силы.
• Настройка высоты. Используйте калибровочное устройство для точного выставления режущей кромки по центру.
• Укорочение державки. Если длина избыточна, ее можно обрезать до указанной на маркировке максимальной длины. Каждая державка имеет соответствующую отметку (кроме державок с кодом VE, их укоротить невозможно из-за конструктивных особенностей виброгасящего механизма).

Выбор пластин для оптимальной работы

Правильный подбор геометрии режущих пластин — важный шаг для минимизации вибраций.

Наши рекомендации:

• Угол врезания близкий к 90° для снижения радиальных сил.
  
• Пластины с минимальным углом и малым радиусом для уменьшения сил резания.

  

• Использование пластин с положительным передним углом и наименьшим скруглением кромки, как правило – это шлифованные пластины или пластины с тонким покрытием.
• Не рекомендуется использовать пластины с зачистной кромкой wiper, если приоритет — снижение нагрузки.

Важно: глубина резания должна быть больше радиуса пластины.

AVERTUM предлагает 3 типа антивибрационных систем:

1. Токарная, для внутренней расточки отверстий на токарных станках.
   Глубина обрабатываемых отверстий 5xD – 14xD, минимальный диаметр обрабатываемого отверстия D20 мм, с хвостовиками: цилиндрический D16 – D250 мм, базовыми конусами PSC C5-C8, HSK T63-T100 (токарный)
2. Расточная модульная система.
   Диаметры растачиваемых отверстий D21 – D312 мм, с хвостовиками: соединение тип E, базовыми конусами BT50, PSC C3-C8
3. Фрезерная система
   Фрезерная оправка для торцовых фрез c базовыми конусами BT50, PSC C4-C8