Goede trillingen:hoe u uw machine-instellingen kunt optimaliseren om chatter te minimaliseren

Vertraagt ​​chatter de productiviteit van uw winkel? We spreken met experts over een nieuwe benadering voor het minimaliseren van trillingen bij de productie van machinale onderdelen, wat betekent dat u meer onderdelen in een sneller tempo en met minder afval op de markt kunt brengen.

Overmatige bewerkingstrillingen, ook wel chatter genoemd, zijn de vijand van alle efficiënte metaalbewerkingen.

Het ongewenste schudden - wat overeenkomt met de relatieve beweging tussen het werkstuk en het snijgereedschap - veroorzaakt onnodige slijtage van uw gereedschappen en machines en vergroot de kans dat een bewerkingsproces een product oplevert dat niet aan de juiste onderdeelspecificaties voldoet, zegt Tony Schmitz, hoogleraar mechanische, ruimtevaart- en biomedische technologie aan de Universiteit van Tennessee, Knoxville.
 

De afgelopen twee jaar hebben Schmitz en zijn collega Dave Barton, een veteraan in de maakindustrie, samengewerkt met een team van ingenieurs van het Oak Ridge National Laboratory om een ​​hulpmiddel te introduceren dat winkels helpt om machinetrillingen beter te optimaliseren.

"Bij het frezen heb je een roterende frees die de spanen verwijdert", legt Schmitz uit, die ook Joint Faculty is bij ORNL. De snijkracht groeit en neemt af bij elke tandaangrijping, voegt hij eraan toe. "Zie het als een hartslag - met de tand die in en uit contact komt. Het is die kracht die op en neer gaat die trillingen veroorzaakt.”

Het vinden van een manier om chatter slim te verminderen en een ritmische bewerking "hartslag" te behouden, gaat niet alleen over snelheidsregeling, het gaat ook over het optimaliseren van een machine door inzicht te krijgen in de trillingen die optreden bij de gereedschapspunt ten opzichte van het materiaal dat wordt bewerkt, en de specifieke instellingen op elk machine, legt Barton uit.

De uitdaging komt voort uit het feit dat elke opstelling van werktuigmachines zijn eigen set unieke trillingsfrequenties heeft. Dat maakt het testen van elke opstelling van een gereedschapshouder-spil-machine voor een product van cruciaal belang, en dat is vaak tijdrovend werk voor winkels. Deze informatie is echter vereist om de optimale bewerkingsparameters te vinden zonder kostbaar vallen en opstaan.

​Meer informatie over MSC MillMax.

Hoe winkels doorgaans chatter minimaliseren 

Voor de meeste machinisten en winkels is het beheren van chatter een proces van vallen en opstaan ​​- het is min of meer giswerk, zegt Barton.

Het is vrij gebruikelijk voor machinisten om te vertrouwen op de aanbevolen instellingen van gereedschapsfabrikanten om chatter te verminderen, of op dichte snelheden-en-feeds grafieken, zegt Schmitz. Vervolgens passen machinisten de instellingen naar behoefte aan, voegt hij eraan toe:"De uitdaging is dat deze snelheden en feeds in een boek of online geen rekening houden met de dynamiek van uw machine en opstelling."

Doorgaans publiceren machine- en gereedschapsfabrikanten parameters bij hoge, gemiddelde en lage snelheden voor de oppervlaktebeelden en -toevoer, zegt Jamie Goettler, directeur van Metalworking Innovation bij MSC.

Op basis van die informatie zullen de meeste machinisten "recht in het midden gaan", zegt Goettler. "Als er problemen of geklets zijn, gaan ze terug totdat ze een stabiel bedrijfspercentage vinden."

Met deze aanpak voeren winkels over het algemeen een testrun uit voor elk nieuw materiaal of productonderdeel, voegt hij eraan toe. Een machinist laat het gereedschap eerst draaien met de door de fabrikant aanbevolen snelheid, voeding en snedediepten en moet vervolgens elk van deze parameters intuïtief aanpassen over meerdere testgangen.

Zo werkt MSC MillMax:

Heeft u een antwoord nodig op een technische vraag? Vraag het MSC Metalworking Tech Team in ons Machining Forum.

Het is niet ongebruikelijk dat een winkel het grootste deel van een hele dienst besteedt aan het optimaliseren van de configuratie voordat de productie van onderdelen begint, zegt Goettler. Het is gemakkelijk in te zien waarom bedrijven deze tijd nemen, zegt hij:ze streven naar maximale productiviteit, beheersen van afval en verlengen de levensduur van gereedschap en machines.

Sommige winkels kunnen gedetailleerde logboeken en spreadsheets bijhouden voor verschillende combinaties van gereedschapsconfiguraties voor specifieke werkproducten, om vervolgens te ontdekken dat de volgende keer dat ze die combinatie gebruiken, deze kan babbelen omdat hun oorspronkelijke bevindingen niet robuust of herhaalbaar waren. Andere winkels vechten elke dag tegen chatter met behulp van handmatige overschrijvingen of het uitproberen van verschillende tools.

Een nieuwe toolingtechnologie om chatter te verminderen 

Barton en Schmitz zeggen dat MSC MillMax, de tool voor het selecteren van freesparameters die ze hebben ontwikkeld, optimalisatie een sneller proces kan maken.

De grootste zorg is hoe het gereedschap aan de punt snijdt, legt Schmitz uit. Het meten van het "specifieke trillingsgedrag aan de gereedschapspunt" levert de essentiële gegevens op die winkels nodig hebben om elke opstellingscombinatie te perfectioneren, voegt hij eraan toe. “Je kunt elke combinatie gereedschap-houder-spil-machine zien als een unieke dynamische vingerafdruk. Met MillMax kun je de vingerafdruk meten en die combinatie optimaal benutten.”

MillMax is een kleine kit die een sensor gebruikt om de trillingsfrequentiegegevens te verzamelen en deze vervolgens in bijna realtime aan een digitaal dashboard te presenteren. Gewapend met die informatie kan een winkel een opstelling bouwen waarmee zijn machinisten onderdelen met de hoogst mogelijke snelheid kunnen produceren en de metaalverwijdering kunnen maximaliseren, zegt Barton.

"We bevestigen een kleine sensor aan de punt van het gereedschap en tikken vervolgens met een geïnstrumenteerde hamer op het gereedschap om de trillingsgegevens te krijgen", legt hij uit. Er zijn "miljarden potentiële combinaties van artikelen in het MillMax-systeem."

Zodra u de installatie voor een specifiek werkproduct op een specifieke machine hebt, hoeft u niet opnieuw te tikken, voegt Schmitz eraan toe. U hoeft alleen opnieuw te tappen als u de gereedschapslengte of de machine die u van plan bent te gebruiken, wijzigt.

"We proberen geen specifieke tool te verkopen, maar helpen hen de juiste tool te vinden", zegt Barton. In wezen "wij zijn de waarheidsdetector" die een winkel actuele gegevens kan laten zien over wat er gebeurt met de trillingsfrequentie op hun unieke opstellingen of om meerdere opstellingen te vergelijken. "En we kunnen het in een paar minuten doen", voegt hij eraan toe.

Gebruikt u de juiste vingerfrees voor de klus? Lees ons artikel "Wanneer moet u uw frees upgraden" om erachter te komen.