Die Vibration einer CNC-Maschine ist ein Problem, mit dem jeder CNC-Maschinenbediener von Zeit zu Zeit konfrontiert sein wird. Fräsen, Drehen oder Bohren sind Standardoperationen, die zu Vibrationen der CNC-Maschine führen können. Die Gründe für solche Situationen sind vielfältig. Ein rutschendes Werkzeug oder eine unsachgemäße Handhabung des Gegenstandes können zu solchen Zuständen führen. Die Ursachen für Vibrationen können jedoch noch andere sein, und das bloße Reduzieren der Spindelgeschwindigkeit und des Vorschubs ist möglicherweise nicht ausreichend, um dieses Problem zu lösen. Es ist wichtig, die Ursache der Maschinenvibration zu kennen, da dies die Produktionszeit verkürzen kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Wert von Produkten, die korrekt hergestellt wurden, höher sein wird, da die Produktion aufgrund von Maschinenvibrationen länger dauert und weniger genau ist als bei Verwendung von ordnungsgemäß konfigurierter Ausrüstung. Wie können Sie Vibrationen loswerden und was könnte die Ursache sein? Wir schreiben darüber unten!
Was ist eine CNC-Maschinen-Vibration?
Vibrationen sind unerwünschte Verhaltensweisen, die während der Bearbeitung von Teilen auftreten. Vibrationen sind periodische Verschiebungen des Werkzeugs und des bearbeiteten Gegenstandes zueinander. Vibrationen können nicht-resonant sein und beispielsweise beim Gebrauch eines ungleichmäßig abgenutzten Werkzeugs entstehen. Nicht-resonante Vibrationen bleiben normalerweise während des gesamten Bearbeitungszyklus konstant und ihre Ursache kann oft leicht diagnostiziert werden. Vibrationen, die durch Resonanzvibrationen verursacht werden, können festgestellt werden, wenn Sie die richtige Kombination aus Vorrichtungen, Befestigungen, Bearbeitungsstrategien und Maschinenkonfigurationen finden, um Vibrationen mit natürlicher Frequenz oder nahe daran zu erzeugen. Solche Vibrationen können punktuell an einem bestimmten Werkzeug gefunden werden.
Einfluss von Vibrationen in CNC
Die während der Bearbeitung erzeugten Vibrationen führen zu einer schlechteren Oberflächenqualität und einer Verringerung der Werkzeugbeständigkeit. Darüber hinaus werden Vibrationsspuren auf der bearbeiteten Oberfläche sichtbar, oft in Form von wellenförmigen Mustern oder regelmäßigen Markierungen. Wenn die Vibrationen dauerhaft sind, können sie zu ungleichmäßigem Verschleiß des Werkzeugs und sogar zu seinem Bruch führen. Ein erfahrener CNC-Maschinenbediener weiß, wann die Maschine falsch arbeitet und einen fehlerhaften Ton ausgibt. Wie wird die Ursache der Vibrationen festgestellt? Zuerst muss die Steifigkeit des Systems erhöht werden. Dann sollten Vorschübe bei verschiedenen Geschwindigkeiten durchgeführt werden. Bei der Feststellung der Ursache der Vibrationen werden Sie wahrscheinlich einige Fehler machen, aber denken Sie daran, dass die Vibrationen der CNC-Maschine von mehreren anderen Faktoren abhängen können:
- spezifischen Maschine,
- Arbeitshandhabung,
- Ausrüstung,
- Teilen oder Bearbeitungsstrategien, die Sie verwenden!
All dies beeinflusst ihr Auftreten.
Bearbeitung und Vibration der CNC-Maschine
Ein langes, dünnes Werkzeug wird leichter vibrieren (und sich biegen) als ein kurzes, dickes. Wählen Sie daher das Werkzeug mit dem größten geeigneten Durchmesser. Versuchen Sie, die Menge des Werkzeugs, die aus dem Halter herausragt, zu reduzieren und stellen Sie sicher, dass es fest gehalten wird. Hydraulische Spannfutter können Ihnen dabei helfen. Im Allgemeinen haben sie eine gute Schlaggenauigkeit und die hydraulische Funktion hilft, Vibrationen zu dämpfen. Auch der richtige Anpressdruck des Werkzeugs oder die Belastung durch Späne ist wichtig. Zu wenig, zu viel oder zu große Unterschiede im Anpressdruck können Vibrationen verursachen. Eine CNC-Fräsmaschine kann aufgrund einer zu hohen Anzahl von Rillen, die in den Schnitt eingreifen, Vibrationen erhalten. Sie können eine kleinere Anzahl von Rillen und Walzenstirnfräser mit variablem Vorschub verwenden, um resonanzbedingte Vibrationen durch Spanbelastung zu reduzieren.
Der richtige Griff
Überprüfen Sie, ob eines Ihrer Teile sich bewegt oder vibriert. Stellen Sie sicher, dass der Halter, das Spannfutter, der Vakuumtisch oder ein anderes Gerät zur Befestigung des Werkstücks ausreichend Druck auf das Werkstück ausübt. Der Druck sollte gleichmäßig sein und die Größe des Arbeitshalters berücksichtigen. Versuchen Sie zu vermeiden, nur ein Ende des Materials zu klemmen. Wenn das zu bearbeitende Produkt lang ist, sollten Sie die Verwendung eines größeren Geräts zur Halterung des Werkstücks oder zusätzlicher Klemmen an der Fräsmaschine in Betracht ziehen. Auf der Drehmaschine sollten Sie die Verwendung eines Reitstocks oder einer Unterstützung in Betracht ziehen. Die Dämpfung von Vibrationen kann besonders problematisch sein, wenn Sie mit dünnwandigen Gegenständen arbeiten. In solchen Fällen kann es sinnvoll sein, ein Füllmaterial wie Kunststoff oder Wachs zu verwenden.
Strategiewahl
Bei konventionellen CNC-Fräspfaden kann der Grad der Beteiligung des Fräsers selbst variieren. Dies kann dazu führen, dass an einigen Stellen zu viel Kraft auf den Fräser ausgeübt wird, was zu Vibrationen der CNC-Maschine führt. Wie kann man dieses Problem lösen? Es ist am besten, einen konstanten Werkzeugpfad zu verwenden oder die Tiefen der Spanbildung zu reduzieren. Eine andere Lösung könnte auch eine Änderung der Spindeldrehzahl sein. Haben Sie das Gefühl, dass Resonanzvibrationen auftreten? Versuchen Sie, die Spindeldrehzahl zu ändern. Die Änderungen können minimal sein - ein Unterschied von 5% reicht aus. Ihre Ausrüstung wird viele Resonanzfrequenzen haben und wenn Sie die Geschwindigkeit nur halbieren, finden Sie wahrscheinlich eine Lösung. Interessant ist, dass einige CAM-Softwarepakete eine Funktion haben, die die Spindeldrehzahl kontinuierlich ändert.
CNC-Maschinen Vibration und Maschineneinstellungen
CNC-Maschinen sollten auf einem soliden Betonboden aufgestellt werden, der frei von Schweißnähten, Rissen oder anderen Unregelmäßigkeiten ist. Denken Sie auch daran, dass ein weicher, flexibler oder rissiger Boden die Vibrationen der CNC-Maschine erhöhen kann. Es ist sinnvoll, die Verankerung gut zu installieren oder die Füße genau einzustellen. Dies wird sicherlich die Möglichkeit von Vibrationen minimieren. Ein weiterer Faktor, der die Vibration beeinflusst, ist die Steifigkeit der CNC-Maschine und die Einstellung falscher Parameter oder Elemente auf eine zu lockere Weise. Keine Ausrüstung ist zu 100% steif. Wenn die Maschine fehlerhaft gebaut wurde, kann sie Vibrationen schlecht dämpfen. Leider kann selbst bei guter Ausrüstung eine fehlerhafte Wartung oder Reparatur die Vibrationen der CNC-Maschine verursachen.
Zusammenfassung
CNC-Maschinen können bestimmte Vibrationen erzeugen, deren Auswirkungen aus Produktionssicht bedeutend sind. Wir haben fast alles über die Vibrationen gesagt, die CNC-Geräte verursachen. Um ihre Ursachen zu ermitteln, müssen Sie eine Reihe von Elementen untersuchen, die einen Effekt in Form von Vibrationen erzeugen können. Durch die Festlegung der richtigen Parameter und Werte der Maschinen können Sie dieses Problem vermeiden. Dennoch werden die Produkte während der Vibrationen fehlerhaft hergestellt, ihre Haltbarkeit wird geringer sein und der Prozess selbst wird viel länger dauern als bei ordnungsgemäßem Betrieb der Maschine. Derzeit können eine Reihe von Faktoren die Vibration einer CNC-Maschine verursachen. Von einem falschen Griff bis hin zu einer fehlerhaften Wartung der Ausrüstung. Wenn dieses Problem Ihre Ausrüstung betrifft, überprüfen Sie die Konfiguration der CNC-Maschine, ändern Sie die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindelgeschwindigkeit oder verwenden Sie zusätzliche Elemente (z.B. einen Konus), die den Produktionsprozess stabilisieren.