No fresamento CNC, as vibrações podem ser geradas por limitações da ferramenta de corte, porta-ferramenta, máquina, peça ou acessório. Para reduzir as vibrações, existem algumas estratégias a serem consideradas.
01 Ferramentas de Corte
1) Para faceamento deve-se considerar o sentido das forças de corte:
a) Ao usar uma fresa de 90 graus, as forças de corte concentram-se principalmente na direção radial. Isto pode fazer com que a fresa oscile em condições de balanço longo; no entanto, forças axiais baixas são benéficas ao fresar peças-de paredes finas/sensíveis a vibrações-sensíveis
b) Uma fresa de 45 graus é capaz de gerar forças axiais e radiais distribuídas uniformemente
c) As fresas de lâmina redonda direcionam a maior parte da força para cima ao longo do fuso, especialmente em profundidades de corte menores. Além disso, as fresas de 10 graus transferem as principais forças de corte para o fuso, reduzindo assim as vibrações causadas por longos balanços da ferramenta
2) Selecione o menor diâmetro possível para a operação
3) DC deve ser 20-50% maior que ae
4) Selecione fresas com passo grosso e/ou desigual
5) Cortadores leves são vantajosos, como aqueles com corpos em liga de alumínio
Para peças de parede-finas instáveis, use um ângulo de ataque grande=forças de corte axiais baixas; para longos balanços da ferramenta, use um ângulo de ataque pequeno=altas forças de corte axiais.
02 porta-ferramentas
O sistema de porta-ferramentas modular Coromant Capto® permite a montagem de ferramentas com o comprimento necessário, mantendo alta estabilidade e desvio mínimo.
1) Mantenha o conjunto da ferramenta o mais rígido e curto possível
2) Escolha o maior diâmetro/tamanho do adaptador possível
3) Use adaptadores Coromant Capto® para fresas superdimensionadas e evite adaptadores reduzidos
4) Para cortadores pequenos, use adaptadores cônicos, se possível
5) Mude para ferramentas estendidas em locais predeterminados em operações onde o último passe é profundo na peça. Ajuste os parâmetros de corte para cada comprimento de ferramenta
6) Use ferramentas de corte e porta-ferramentas balanceados se a velocidade do fuso exceder 20.000 rpm
Cortadores grandes
Utilize sempre o comprimento de ferramenta mais curto possível e aumente gradualmente o comprimento
03 Cortadores-com amortecimento de vibração
Se o balanço for maior que 4 vezes o diâmetro da ferramenta, a tendência para vibrações de fresamento pode se tornar mais pronunciada. As fresas com amortecimento de vibração Silent Tools™-podem aumentar significativamente a produtividade.
04 arestas de corte
Para reduzir as forças de corte:
1) Selecione geometrias levemente carregadas com arestas de corte afiadas -L e classes com cobertura fina
2) Use pastilhas com raio de ponta pequeno e pequenas áreas paralelas
Às vezes, as tendências de vibração podem ser reduzidas adicionando mais amortecimento ao sistema. Use geometrias de aresta de corte com ângulos de inclinação mais negativos e arestas de corte levemente desgastadas.
05 Parâmetros de Corte e Programação do Caminho da Ferramenta
1) Sempre posicione a fresa fora-do centro em relação à superfície de fresagem
2) Para fresas de aresta longa- ou fresas de topo KAPR de 90 graus, use profundidade de corte radial pequena (ae máx.=25%×DC) e profundidade de corte axial grande (ap máx.=100%×De)
3) Ao fresar de facear, use pequena profundidade de corte ap e alto avanço fz com pastilhas redondas ou fresas de alto avanço com ângulos de ataque pequenos
4) Evite vibração nos cantos programando passos de arco grandes, veja fresamento de canto interno
5) Se a espessura do cavaco ficar muito fina, a aresta de corte irá raspar em vez de cortar, causando vibração. Neste caso, o avanço por dente deve ser aumentado
06 Máquina-ferramenta
A condição da máquina-ferramenta pode ter um grande impacto na tendência de vibração do fresamento. O desgaste excessivo dos rolamentos do fuso ou do mecanismo de avanço levará a um mau desempenho de usinagem. Selecione cuidadosamente a estratégia de usinagem e a direção das forças de corte para utilizar totalmente a estabilidade da máquina-ferramenta.
Todo fuso de máquina-ferramenta possui uma região instável e propensa a vibrações. A região de corte estável é descrita pelo diagrama de estabilidade e aumenta com o aumento da velocidade. Mesmo um aumento de velocidade de apenas 50 rpm pode alterar o processo de corte de um estado vibratório instável para um estado estável.
07 Peça e acessório
Ao fresar peças de parede-fina/base e/ou quando o acessório for menos rígido, considere o seguinte:
1) O acessório deve estar próximo à mesa da máquina
2) Otimize o caminho da ferramenta e a direção do avanço em direção à posição da máquina/dispositivo mais forte para obter as condições de corte mais estáveis
3) Evite usinar na direção onde a peça não está totalmente apoiada
4) Quando o acessório e/ou peça de trabalho são menos rígidos em uma determinada direção, o fresamento reverso pode reduzir as tendências de vibração
Quando o acessório for menos rígido, use a direção de avanço em direção à mesa da máquina
Observe que o primeiro corte deve ser realizado na metade da profundidade do segundo corte, o segundo corte deve ser realizado na metade da profundidade do terceiro corte e assim por diante.
