좋은 진동:채터를 최소화하기 위해 기계 설정을 최적화하는 방법

수다로 인해 상점의 생산성이 저하됩니까? 우리는 기계 부품 제조에서 진동을 최소화하는 새로운 접근 방식에 대해 전문가들과 이야기합니다. 즉, 더 많은 부품을 더 빠른 속도로 더 적은 폐기물로 출시할 수 있습니다.

채터라고도 하는 과도한 가공 진동은 모든 효율적인 금속 가공 작업의 적입니다.

가공물과 절삭 공구 사이의 상대적인 움직임에 해당하는 원치 않는 흔들림은 공구와 기계에 과도한 마모를 일으키고 가공 공정에서 올바른 부품 사양과 일치하지 않는 제품을 생산할 가능성이 높아집니다. 녹스빌에 있는 테네시 대학교의 기계, 항공 우주 및 생물 의학 공학 교수인 Schmitz.
 

지난 2년 동안 Schmitz와 그의 동료인 제조 업계 베테랑인 Dave Barton은 Oak Ridge 국립 연구소의 엔지니어 팀과 협력하여 작업장에서 기계 진동을 보다 잘 최적화하는 데 도움이 되는 도구를 도입했습니다.

"밀링에는 칩을 제거하는 회전 커터가 있습니다."라고 ORNL의 공동 교수이기도 한 Schmitz가 설명합니다. 절삭력은 톱니가 맞물릴 때마다 증가하고 감소합니다. “이빨이 왔다갔다 하는 심장 박동처럼 생각하십시오. 위아래로 움직이는 힘이 진동을 유발합니다.”

떨림을 현명하게 줄이고 리드미컬한 가공을 유지하는 방법을 찾는 "심장박동"은 속도 제어뿐만 아니라 작업 중인 재료와 관련하여 공구 끝에서 발생하는 진동과 각 재료의 특정 설정을 이해하여 기계를 최적화하는 것입니다. 기계, Barton이 설명합니다.

문제는 모든 공작 기계 설정에 고유한 진동 주파수 세트가 있다는 사실에서 비롯됩니다. 따라서 제품에 대한 각 도구 홀더-스핀들-머신 설정을 테스트하는 것이 중요하며, 이는 종종 작업장에서 시간 소모적인 작업입니다. 그러나 이 정보는 값비싼 시행착오 없이 최적의 가공 매개변수를 찾는 데 필요합니다.

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일반적으로 상점에서 잡담을 최소화하는 방법 

대부분의 기계공과 작업장에서 잡담을 관리하는 것은 시행착오의 과정입니다. Barton은 거의 추측에 불과하다고 말합니다.

Schmitz는 기계 기술자가 떨림을 줄이기 위해 툴링 제조업체가 제공한 권장 설정이나 조밀한 속도 및 피드 차트에 의존하는 것이 일반적이라고 말합니다. 그런 다음 기계 기술자가 필요에 따라 설정을 조정합니다. 그는 다음과 같이 덧붙입니다. "문제는 책이나 온라인에서 볼 수 있는 이러한 속도와 피드가 기계 및 설정의 역학을 설명하지 못한다는 것입니다."

MSC의 Metalworking Innovation 이사인 Jamie Goettler는 일반적으로 기계 및 도구 제조업체가 표면 영상 및 피드에 대한 매개변수를 고속, 중속 및 저속으로 게시한다고 말합니다.

그 정보를 기반으로 대부분의 기계공은 "중간에 바로 갈 것"이라고 Goettler는 말합니다. “문제나 잡담이 있으면 안정적인 가동률을 찾을 때까지 뒤로 물러납니다.”

그는 이 접근 방식을 사용하여 일반적으로 각각의 새로운 재료 또는 제품 부품에 대해 테스트 실행을 수행한다고 덧붙입니다. 기계공은 먼저 제조업체가 권장하는 속도, 이송 및 절삭 깊이로 공구를 실행한 다음 여러 테스트 통과에 걸쳐 이러한 각 매개변수를 직관적으로 조정해야 합니다.

MSC MillMax의 작동 방식은 다음과 같습니다.

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공장에서 부품 생산을 시작하기 전에 설정을 최적화하기 위해 전체 교대 근무 시간 중 더 많은 시간을 보내는 것은 드문 일이 아니라고 Goettler는 말합니다. 그는 기업이 이 시간을 사용하는 이유를 쉽게 알 수 있다고 말합니다. 기업은 생산성을 극대화하고 낭비를 제어하며 도구 및 기계 수명을 연장하기 위해 노력합니다.

일부 상점에서는 특정 작업 제품에 대한 다양한 도구 설정 조합에 대한 자세한 로그와 스프레드시트를 보관할 수 있지만, 다음에 해당 조합을 사용할 때 원래 결과가 강력하지 않거나 반복 가능하지 않기 때문에 잡담할 수 있다는 것을 알게 됩니다. 다른 상점에서는 수동 오버라이드를 사용하거나 다른 도구를 사용하여 매일 잡담과 싸웁니다.

채터링을 줄이는 새로운 도구 기술 

Barton과 Schmitz는 그들이 개발한 밀링 매개변수 선택 도구인 MSC MillMax를 사용하면 최적화 프로세스를 더 빠르게 수행할 수 있다고 말합니다.

가장 큰 관심사는 공구가 팁에서 절단되는 방식이라고 Schmitz는 설명합니다. "공구 팁에서 특정 진동 거동"을 측정하면 각 설정 조합을 완벽하게 만드는 데 필요한 중요한 데이터가 제공됩니다. “각 툴-홀더-스핀들-머신 조합은 고유한 동적 지문을 가지고 있다고 생각할 수 있습니다. MillMax를 사용하면 지문을 측정하고 그 조합을 최대한 활용할 수 있습니다.”

MillMax는 센서를 사용하여 진동 주파수 데이터를 수집한 다음 거의 실시간으로 디지털 대시보드에 표시하는 소형 키트입니다. 그 정보로 무장한 공장은 기계 기술자가 가능한 가장 빠른 속도로 부품을 생산하고 금속 제거를 최대화할 수 있는 설정을 구축할 수 있다고 Barton은 말합니다.

"저희는 작은 센서를 공구 끝에 부착한 다음 계측된 망치로 공구를 두드려 진동 데이터를 얻습니다."라고 그는 설명합니다. "MillMax 시스템에는 수십억 개의 잠재적인 밀링 시스템 조합 항목이 있습니다."

특정 기계에서 특정 작업 제품에 대한 설정이 있으면 다시 탭할 필요가 없다고 Schmitz는 덧붙입니다. 공구 길이나 사용하려는 기계를 변경한 경우에만 다시 탭합니다.

Barton은 "특정 도구를 판매하려는 것이 아니라 올바른 도구를 찾도록 도와줍니다."라고 말합니다. 본질적으로, 고유한 설정에서 진동 주파수에 어떤 일이 일어나고 있는지에 대한 실제 데이터를 상점에 표시하거나 여러 설정을 비교할 수 있는 "우리는 진실 탐지기입니다". "그리고 몇 분 만에 완료할 수 있습니다."라고 그는 덧붙입니다.

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