İmalatta İşleme Titreşimini Önlemenin Temel Stratejileri

. Mükemmel bir bileşen oluşturmak için hassas bir metal işleme operasyonu gerçekleştirdiğinizi hayal edin. Makinenin gürültüsü arasında, rahatsız edici bir titreşim ortaya çıkar—takım iş parçası üzerinde dans eder, arkasında pürüzlü bir yüzey ve bozulmuş malzeme bırakır. Bu sinir bozucu senaryo, özellikle kesme operasyonlarında titreşimin, özellikle de tıngırtının kabusunu temsil eder. Bu makale, işleme sırasındaki titreşim olgusunu inceler ve verimlilik ve kalite üzerindeki etkisini en aza indirmek için pratik stratejiler sunar.

. Titreşim—bir denge konumu etrafındaki mekanik bir salınım—aşağıdaki zararlı etkileri nedeniyle genellikle işlemede istenmeyen bir durumdur:

• . Hızlandırılmış takım aşınması: . Titreşim, kesme kenarlarını hızla bozar, takım ömrünü ve güvenilirliğini tehlikeye atan yontulmalara ve çatlaklara neden olur.
• . Yüzey kalitesinin bozulması: . İş parçaları üzerinde düzensiz desenler ve işaretler belirir, pürüzlülük toleranslarını aşar.
• . Artan hurda oranları: . Şiddetli titreşim, boyutsal hatalara ve yüzey kusurlarına yol açarak üretim maliyetlerini artırır.
• . Daha yüksek operasyonel maliyetler: . Erken takım değişimi, hurda bileşenler ve yeniden işleme masrafları artırır.
• . Enerji verimsizliği: . Titreşim, gücü boşa harcar ve işleme verimliliğini azaltır.

. Titreşim iki ana biçimde ortaya çıkar:

• . Serbest titreşim: . Bir sistemin, ilk bir rahatsızlıktan sonra doğal frekansında salınmasıyla oluşur (örneğin, enerjinin dağılmasına kadar rezonansa giren bir metal plaka).
• . Zorlanmış titreşim: . Harici periyodik veya rastgele uyarılardan kaynaklanır (örneğin, dengesiz sıkma döngüleri sırasında çamaşır makinesi titreşimi).

. İşleme, öncelikle kesme kuvvetleri, makine bileşen hareketleri veya çevresel etkileşimlerden kaynaklanan zorlanmış titreşimi içerir.

. Rezonans, uyarım frekansı bir sistemin doğal frekansına yaklaştığında meydana gelir ve genliği önemli ölçüde artırır. İşlemede, kesme kuvveti varyasyonları ile takım/iş parçası doğal frekansları arasındaki rezonans, aşağıdakilere yol açabilen şiddetli tıngırtıya neden olur:

• . Takım kırılması
• . İş parçası reddi
• . Takım tezgahı hasarı

. Bu nedenle, proaktif rezonans önleme esastır.

. Tıngırtı—kendi kendini sürdüren bir salınım—kesme kuvvetleri ile takım tezgahı-iş parçası sistemleri arasındaki dinamik etkileşimlerden kaynaklanır. Yüksek perdeli gürültü ve şiddetli titreşim ile karakterize edilir, takım aşınmasını hızlandırır ve yüzey kalitesini düşürür. Karmaşık oluşumu şunları içerir:

• . Kesme kuvveti dinamikleri
• . Takım geometrisi
• . İş parçası malzeme özellikleri
• . Makine yapısal özellikleri

. İşlemede temel titreşim belirleyicileri şunlardır:

• . Makine sertliği: . Düşük rijitlikli makineler, özellikle yüksek hızlı veya ağır kesme operasyonları sırasında aşırı titreşir.
• . Takım rijitliği: . İnce veya çıkıntılı takımlar titreşime eğilimlidir.
• . İş parçası kararlılığı: . İnce cidarlı veya konsol bileşenler kolayca titreşir.
• . Kesme parametreleri: . Hız, ilerleme ve kesme derinliği, kuvvet büyüklüğünü/frekansını etkiler.
• . Takım geometrisi: . Rake açısı, boşluk açısı, eğim açısı ve burun yarıçapı, işlem kararlılığını etkiler.
• . İş parçası malzemesi: . Sünek malzemeler titreşimi teşvik eder.
• . Soğutucu uygulaması: . Uygun yağlama, sürtünmeyi ve sıcaklığı azaltır.

• . Zorlu operasyonlar için yüksek sertlikli makineler seçin
• . Makine yerleşimini sağlam temeller üzerine optimize edin
• . Kritik bileşenleri (mil, kılavuz yolları, vidalar) koruyun

• . Mümkün olduğunda kısa, sağlam takımlar kullanın
• . Takım çıkıntısını en aza indirin
• . Yüksek sertlikli tutucular kullanın (hidrolik/termal tipler)
• . Yüksek modüllü takım malzemeleri seçin (örneğin, HSS yerine karbür)

• . Destekler ekleyin (fikstürler, destek blokları)
• . Sıkıştırmayı optimize edin (çoklu noktalar, vakum aynaları)
• . Boş yapıları doldurun (reçine, kum)

• . Kesme hızını/ilerleme hızını/kesme derinliğini azaltın
• . Kesintili kesme uygulayın (çip kırma takımları)

• . Uygun rake/boşluk/eğim açıları seçin
• . Optimal burun yarıçapı seçin

• . Sıcaklığı/sürtünmeyi azaltmak için soğutucu kullanın
• . Takım-iş parçası sürtünmesini en aza indirmek için yağlayıcılar uygulayın
• . Uygun dağıtım yöntemleri seçin (örneğin, yüksek basınçlı soğutma)

• . Kesme yönünü değiştirin
• . Damperler takın
• . Titreşim analizi yapın

• . Temas alanını azaltmak için kaba aralıklı kesiciler kullanın
• . Kesici çıkıntısını en aza indirin
• . Pozitif rake uçları seçin
• . İnce kaplamalı karbür kaliteleri kullanın
• . RPM'yi azaltırken diş başına ilerlemeyi artırın
• . Eksenel/radyal kesme derinliğini azaltın
• . Rijit takım tutma kullanın (örneğin, konik şaft tutucular)
• . Tırmanma frezeleme kullanarak kesicileri merkezleyin

• . Minimum çıkıntı ile takım rijitliğini en üst düzeye çıkarın
• . Mümkün olduğunda küçük burun yarıçapları seçin (kesme derinliğinin altında)
• . Uygun talaş kontrolü ile keskin kesme kenarları kullanın
• . Hassas geometriler için sert karbür kaliteleri seçin
• . Burun yarıçapının %25'ini aşan ilerleme hızlarını koruyun
• . Kararsız mil hızı aralıklarından kaçının

• . Çıkıntı oranını değerlendirin; daha büyük/konik/modüler takımlar düşünün
• . Birinci sınıf takım tutma kullanın (örneğin, Seco-Capto)
• . Kesme kenarlarını merkez yüksekliğine konumlandırın
• . Küçük yarıçaplı pozitif geometriler seçin
• . Uç seçimi için tornalama önerilerini izleyin

. İşleme titreşimi karmaşık zorluklar sunar, ancak mekanizmalarını anlamak ve hedeflenen çözümleri uygulamak, üreticilerin üstün sonuçlar elde etmesini sağlar. Makine, takım ve proses faktörlerini ele alarak, operatörler üretkenliği ve parça kalitesini önemli ölçüde artırabilir.