CNC 가공에서 채터 및 진동을 줄이는 방법

Chatter는 모든 CNC 기계 작업자가 때때로 처리해야 하는 문제입니다. 가공 진동은 CNC 제조에서 일반적인 문제입니다. 밀링, 터닝 또는 드릴링으로 인해 부품이 이러한 고문을 겪을 수 있습니다. 가공의 품질과 효율성에 영향을 미치고 부품의 마감을 저하시키며 엔드밀을 손상시키고 수명을 크게 단축시킵니다. CNC 가공에서 떨림을 줄이는 방법은 다음에 논의할 주요 내용입니다.

Maching Chatter란 무엇입니까?

채터라고도 하는 가공 진동은 CNC 밀링, 터닝, 드릴링과 같은 가공 공정에서 절삭 작업 중에 발생하는 원치 않는 진동으로 가공 부품 표면에 요동이 발생하는 현상을 말합니다. 이는 공작물과 절삭 공구가 서로 다른 주파수에서 진동할 때 발생하며, 공구 홀더, 절삭 공구, 부품 고정 장치 및 기계 조건과 같은 다양한 공정 조건에 의해 트리거될 수 있습니다.

이러한 진동은 예를 들어 고르지 않게 마모된 도구를 사용할 때 공진하지 않을 수 있습니다. 비공진 진동은 일반적으로 가공 주기 전반에 걸쳐 일정하며 일반적으로 진단하기 쉬운 기계적 원인이 있습니다.

도구, 공작물 클램핑, 가공 전략 및 기계 설정을 적절히 결합하여 기계의 고유 진동수와 같거나 가까운 진동을 생성하면 공진으로 인한 진동을 찾을 수 있습니다. 이러한 유형의 채터는 오목한 모서리와 같이 공구 경로의 특정 지점에서만 발생할 수 있습니다.

Machining-Tool Chatter 및 Workpiece Chatter의 Chatter 유형

알아두어야 할 채터에는 공구 채터와 공작물 채터의 두 가지 유형이 있습니다. Tool Chatter를 사용하면 기계와 도구가 진동하기 시작하여 공작물로 전달됩니다.

공작물 채터로 공작물 벽이 진동합니다. 후자는 일반적으로 얇은 벽을 다룰 때만 발생하지만 Tool Chatter보다 더 많거나 더 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 이 기사에서는 "도구 채터링"에 중점을 둘 것이지만 동일한 기술을 사용하여 "작업물 채터링"을 줄일 수 있습니다.

채터를 줄여야 하는 이유

가공 중 떨림으로 인해 표면 조도가 불량하고 공구 수명이 단축될 수 있습니다. 진동 표시는 처리된 표면에서 볼 수 있으며 일반적으로 물결 모양 또는 규칙적인 표시를 보여줍니다. 지속적인 떨림으로 인해 공구가 고르지 않게 마모되고 손상될 수도 있습니다.

CNC 공작 기계의 진동은 일반적으로들을 수 있습니다. 숙련된 정비사는 그의 독특한 목소리를 통해 수다 소리가 나면 알아차릴 수 있을 것입니다.

떨림이 적절한지 판단하는 기준으로 보통 100μm를 사용한다. 절삭 진동 진폭이 100μm를 초과하면 공구나 가공물이 헐거워져 밀링을 계속할 수 없습니다. 진동이 100μm 미만인 경우 가공을 수행할 수 있지만 부품 표면에 명백한 진동 스크래치가 발생하므로 완제품 표면에는 허용되지 않습니다. 따라서 가공 진동은 적당한 범위 내에서 제한되어야 합니다.

CNC 가공에서 채터를 줄이는 방법은 무엇입니까?

1. 올바른 도구 경로 결정

이것은 절단에서 매우 중요한 단계입니다. 지침에 따라 밀링은 하향 밀링과 상향 밀링으로 나눌 수 있습니다. 밀링 력의 방향이 공작물의 클램핑 방향과 일치하면 구부러진 부분의 진동이 제거 될 수 있습니다. 볼 또는 볼스크류가 장착된 CNC 밀링 머신과 수직형 머시닝 센터는 CNC 밀링 시 채터 진동을 제거하는데 큰 도움이 됩니다.

CNC 밀링 머신에서 기존의 공구 경로를 사용할 때 공구의 맞물림 정도가 달라집니다. 이로 인해 공구 경로의 특정 지점에서 커터에 과도한 힘이 가해져 떨림이 발생할 수 있습니다. 일정한 메싱 도구 경로를 사용하거나 절삭 깊이를 줄이면 이러한 상황을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

2. 적절하게 자르기

CNC 밀링 머신이 길고 가는 엔드밀을 사용하여 깊은 캐비티를 밀링할 때 일반적으로 밀링 커터가 드릴처럼 축 방향으로 이송하는 플런지 밀링을 사용합니다. 깊은 캐비티를 밀링할 때 긴 로드의 오버행은 일반적으로 공구 로드 직경의 3배 이상입니다. 절단 진동이 심하지 않은 경우에만 절단 매개변수의 조정이 효과적일 수 있습니다. 기존 조정 방법:공구 또는 공작물의 속도를 줄이고 절삭 깊이를 줄이고 회전당 절삭량을 늘립니다. 또한, 가벼운 칩 브레이커에는 전진 및 후진 각도가 큰 블레이드가 사용됩니다. 인서트의 절삭 쐐기 각도는 밀링에서 가장 작습니다.

3. 올바른 선택 커터 도구 잉

커터 툴링은 채터에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 고려 사항에는 올바른 기판, 형상, 코팅 및 종횡비가 포함됩니다. 프로그래머는 일반적으로 수용할 수 있는 가장 큰 도구를 사용하는 경향이 있지만 이것이 이상적인 도구 크기가 아닐 수도 있습니다. 길고 가는 도구는 짧고 굵은 도구보다 진동(및 편향)될 가능성이 더 큽니다. 따라서 가장 큰 직경의 도구를 선택하십시오. 공구 홀더에서 돌출되는 공구의 수를 최소화하고 확실한 런아웃 정확도로 단단히 고정되도록 합니다. 다양한 홈 모양을 가진 여러 도구를 결합하는 것은 진동을 줄이는 효과적인 방법입니다.

또한 날카로운 블레이드를 사용하면 CNC 밀링 머신의 절삭력이 감소하고 공구의 안정성과 가공 환경을 적시에 유지하는 것은 무시할 수 없는 가공 조건입니다.

올바른 공구 압력 또는 칩 부하를 지속적으로 적용하는 것도 중요합니다. CNC 밀링 머신에서 과도한 칩 플루트는 채터링을 유발할 수 있습니다. 더 적은 수의 칩 플루트와 가변 피치 엔드밀을 사용하여 칩 부하로 인한 공진 진동을 줄일 수 있습니다.

4. 올바른 도구 홀더:

일반 공구 홀더(측면 잠금 장치, 이중 각도 척 및 표준 ER 척)는 고성능 가공에 필요한 정밀도나 강성을 제공할 수 없습니다. 더 나은 선택은 고정밀과 고강성을 제공하기 위해 단면과 테이퍼 접촉을 결합한 공구 홀더입니다. 이 유형의 리테이너는 필요한 추가 강성을 제공하고 감쇠에 기여하는 테이퍼와 접촉하는 동안 스핀들의 정밀 연삭면과 맞물립니다. 모든 도구의 균형을 평가해야 하며 낮은 RPM에서도 표면 품질을 향상시킬 수 있습니다.

5. 올바른 작업 보유 :

부품이 제대로 고정되지 않으면 부품 자체가 진동하여 떨림이 발생할 수 있습니다. 척, 바이스, 진공 테이블 또는 기타 공작물 고정 장치가 공작물에 충분한 압력을 가하고 있는지 확인하십시오. 적절한 크기의 작업 고정구를 사용하여 부품에 가능한 한 균일하게 클램핑 압력을 가하십시오.

길고 얇은 재료의 한쪽 끝만 조이지 마십시오. 이것이 문제가 될 수 있는 경우 더 큰 공작물 고정 장치나 밀에 다른 고정 장치를 사용하는 것을 고려하십시오. 선반에 심압대 또는 안정적인 레스트 프레임을 사용하는 것을 고려하십시오.

벽이 얇은 부품을 사용하는 경우 충격 흡수 부품의 진동이 특히 어려울 수 있습니다. 이러한 유형의 채터 문제를 해결하는 한 가지 방법은 충전재를 사용하여 부품의 강성을 높이는 것입니다.

6. 기계 설정 및 유지보수:

CNC 기계는 이음새, 균열 또는 기타 불연속성이 없는 단단한 콘크리트 바닥에 놓아야 합니다. 느슨하거나 부드러우며 탄력이 있거나 손상된 바닥은 CNC 기계의 지터를 악화시킵니다. 적절하게 설치된 앵커 또는 적절하게 조정된 발도 지터를 줄이기 위한 기본 요구 사항입니다.

제대로 관리되지 않은 기계에서 우수한 표면 품질과 엄격한 허용 오차를 유지하려면 여기에 나열된 것 이외의 기계적 문제를 극복해야 합니다. 최적의 성능을 보장하기 위해 장비를 정기적으로 유지 관리하십시오.