Trillinganalyse Meesteren: Een Data-gedreven Strategie Om Freesgeluid Te Elimineren

Trilling is een bijproduct van de draaiende gereedschappen die algemeen in frezen voorkomen. Maar overmatige trilling leidt tot freesgeluid (chatter), wat slijtage op gereedschappen en machines veroorzaakt—en erger kan resulteren in slechte kwaliteit onderdelen en extreme cyclus tijden. Hier is een overzicht van de elementen betrokken bij trillinganalyse om freesgeluid te elimineren.

Als u in productie werkt, weet u over trilling—vooral dat overmatige trilling niet goed is voor de freesmachines op de werkvloer of de onderdelen die geproduceerd worden. In feite besteden frezen veel tijd aan het proberen freesgeluid te elimineren veroorzaakt door trilling.

"Freesgeluid kan snelle slijtage van gereedschappen en slechte oppervlakte kwaliteit van de werkstukken bij hoge snijsnelheid veroorzaken, en het zal gebeuren op verschillende procesparameters," merkt onderzoek gepubliceerd in The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.

Typisch wenden frezen zich tot proef-en-fout tactieken, waar ze overal van half tot een hele werksdienst besteden om de ideale opstelling voor een job op een CNC freesmachine te bepalen.

Om de optimale opstelling te bereiken en freesgeluid te elimineren—dat steeds luidere kreun dat een ongelijke snede aangeeft—kunnen frezen de snelheid verlagen, voedersnelheden aanpassen, varierende axiale en radiale snijdiepten proberen, en zelfs gereedschappen vervangen.

Waarom? Om te bepalen hoe een onderdeel geproduceerd kan worden op het optimale operatieniveau omdat dat niet alleen de standlevensduur verlengt, het laat een bedrijf uiteindelijk meer hoge-kwaliteit onderdelen sneller produceren.

Wanneer de gereedschapsopstelling op een CNC machine stabiel draait, is het vergelijkbaar met een heet mes door boter: snel, stil en schoon.

In beperkte instanties nu proberen bewerkingsteams de frequentie van trilling tussen het werkstuk en het snijgereedschap te meten en analyseren, en de data over opstellingen en machines te volgen. De tijdsbesparing kan significant zijn, maar in tegenstelling tot het gebruik van trillinganalyse voor het plannen van preventief en voorspellend onderhoud van industriële machines, is het vrij ongebruikelijk in bewerking en, meer specifiek, frezen.

Bekijk deze video om te leren hoe MSC MillMax de gissingswerk uit het optimaliseren van uw freestoepassingen haalt:

Wat is Trillinganalyse, en Waarom Het Ertoe Doet Op De Werkvloer?

Duidelijk, het elimineren van trilling kan leiden tot effectievere en efficiëntere freesoperaties. Dat betekent dat de frezen van een bedrijf meer goede onderdelen kunnen produceren, afvalpercentages verminderen en winstgevendheid opdrijven.

Dat is waar trillinganalyse in komt. Trillinganalyse is essentieel het verzamelen van informatie over trilling die de identificatie van optimale, stabiele snelheden en voeders bij het bewerken van onderdelen mogelijk maakt.

"Trillinganalyse kan onze oren zijn voor het ontcijferen van de taal van machines, en kan ons helpen bepalen waar we middelen moeten concentreren," volgens een artikel op Manufacturing.net.

Het is een beetje als het meten van de gezondheid van uw freesmontage, wat de unieke respons is van de machinespindel, de gereedschaphouder en het freesmes. Hoe groter de trilling en freesgeluid, hoe ziek uw freesmontage en hoe dringender de noodzaak voor aanpassing in snelheid en voeding om uw onderdelen te perfecteren en uw opstelling te beschermen tegen falen.

Er zijn een paar manieren waarop trilling kosten voor een bedrijf kan opdrijven. Ten eerste, er is de potentie voor spindelfalen. Het repareren van spindels kan lopen van een paar honderd dollar tot diverse duizenden, en het vervangen ervan kan in de tienduizenden lopen. In veel gevallen kan dit verbleken in vergelijking met de kosten van een machine die geen onderdelen produceert. Plus, uiteindelijk slijten machines die suboptimaal draaien sneller uit dan die vrij van freesgeluid draaien.

"Het monitoren van de toestand van snijgereedschappen in elke bewerkingsoperatie is heel belangrijk om onverwachte bewerkingsproblemen te vermijden en de bewerkingsnauwkeurigheid te verbeteren," merkt onderzoek in het International Journal of Production Research op.

Denk erover als een overbelaste wasmachine: Als uw wasmachine continu uit balans loopt, zullen de onderdelen beginnen te slijten en de machine sneller kapot gaan dan anders. Het aanpassen van de waslading om stabiliteit te bereiken zou de kans voor optimale snelheid om een cyclus te voltooien vergroten, plus de machine veel langer laten duren.

Hoe optimaliseert u uw machineopstellingen om freesgeluid te minimaliseren? Klik hier om meer te leren over MSC MillMax.

De Vier Principes van Trillinganalyse

Essentieel wordt trilling (data verzameld met sensoren en versnellingsmeters) omgezet in elektrische lading en gemeten als een signaal. Trillinganalyse vergelijkt en biedt inzichten gebaseerd op metingen van trillingsfrequentie, verplaatsing, snelheid en versnelling.

Dan staan vier principes toe voor het representeren en vergelijken van de signaaldata verzameld van uw bewerkingsopstelling. Die vier principes zijn tijdsdomein, frequentiedomein, gezamenlijk domein en modale analyse.

"Elk domein levert specifieke informatie op over de werkomstandigheden en kenmerken van het trillende deel," legt ScienceDirect uit.

Wat is tijdsdomein?

Een signaal reist als een golf. Het tijdsdomein is simpelweg hoe die golf zich over tijd verandert—zijn amplitude.

"Terwijl de meeste machine trilling problemen gedetecteerd worden met spectrumanalyse, zijn sommige typen makkelijker te zien in golfvorm," legt een artikel in Reliable Plant magazine uit.

Maar het kan moeilijk zijn om tijdsdomein informatie te gebruiken om te identificeren waar de amplitudes gebeuren en zo uw machine te isoleren en te calibreren.

​Lees meer over MSC MillMax.

Wat is frequentiedomein?

In tegenstelling tot tijdsdomein, kijkt frequentiedomein specifiek naar de golven op vaste punten—en hoe de amplitude van de golf verandert op die afzonderlijke punten, of frequenties.

"Wanneer verplaatsing, snelheid en versnelling amplitudes uitgedrukt worden in het frequentiedomein—dat wil zeggen, amplitude versus frequentie—worden abnormaliteiten, in de vorm van hoge amplitudes bij bepaalde frequenties, zichtbaar," legt ingenieur Danielle Collins uit in een artikel voor Motion Control Tips. "En omdat veel trilling-gerelateerde kwesties op specifieke frequenties voorkomen, kan de oorzaak en locatie van de trilling worden ingeperkt of geïdentificeerd gebaseerd op variaties in amplitude bij bepaalde frequenties."

Wat is gezamenlijk domein?

Gezamenlijk domein is precies wat het klinkt: het koppelt tijds- en frequentiedomein om het feit aan te pakken dat trillinganalyse betrekking heeft op de bestudering van niet-stationaire items.

Wat is modale analyse?

Modale analyse definieert de natuurlijke frequenties van trilling gebaseerd op de structurele materialen van de opstelling, de machine en het werkstuk. Het creëert de baseline waarover de trillinganalyse kan vaststellen wanneer en tot welke extreme een gereedschapsopstelling en machine buiten de gewenste calibratie voor de specifieke job zijn.

Uiteindelijk is het doel van deze analyses om de stabiele snelheid te identificeren voor een specifiek project met een specifieke opstelling op een specifieke machine.

Zijn uw gereedschaphouders freesgeluid op uw hoogpresterende machines? Lees ons artikel over het selecteren van de juiste gereedschaphouders om te weten.

Hoe beheren uw frezen freesgeluid? Welke benaderingen hebben u het meest succesvol gevonden? Deel uw gedachten in de reacties hieronder.