Skakningar – ofta kallade "chatter" på engelska – uppstår när ett skärande verktyg utsätts för instabila vibrationer under pågående bearbetning. Fenomenet känns igen på ett genomträngande, skramlande ljud och kan få allvarliga konsekvenser för både yt kvalitet och dimensionsnoggrannhet hos den bearbetade detaljen. Problemet är särskilt påtagligt vid högvarvtalsbearbetning, där även små svängningar snabbt förstärks.
Det finns flera olika mekanismer som kan utlösa skakningar under skärande bearbetning. Här är de fem viktigaste:
Den vanligaste formen av skakningar orsakas av växelverkan mellan skärverktyget och den redan bearbetade ytan på arbetsstycket. När verktyget lämnar ytan efterlämnar det en liten våg eller ås. När nästa skärande pass går över denna ojämnhet ökar skäraften och verktyget böjs. Överskrider kraften ett kritiskt värde börjar verktyget oscillera och skapar nya vågor – en självförstärkande cykel som är svår att bryta.
Här väcker skärprocessen en av verktygets eller maskinens naturliga svängningsmoder. Detta får verktyget att oscillera i ett bestämt mönster. Samspelen mellan denna modala svängning och skärprocessen förstärker oscillationen ytterligare, vilket leder till ihållande skakningar.
Detta fenomen uppkommer när styvheten i verktygsuppsättningen eller maskinkonstruktionen inte räcker till för att motstå skärafterna. Under vissa förhållanden kan även små skärafter förstoras upp, vilket leder till instabilitet och vibrationer.
I vissa fall orsakas skakningar av klister- och glidrörelser (stick-slip) mellan verktyget och arbetsstycket. Detta inträffar oftast när skäraften är för låg eller när skärhastigheten är för hög.
Skakningar kan även ha termiska orsaker. När skärprocessen utvecklar överdriven värme förändras materialegenskaperna i arbetsstycket, samtidigt som verktyget eller maskindelar expanderar termiskt. Detta påverkar stabiliteten i systemet och kan utlösa vibrationer.
Skakningar får betydande effekter på den färdiga detaljen: ytfinishen blir oregelbunden, dimensionsnoggrannheten försämras och verktygsslitaget accelererar markant. Dessutom skapas en obehaglig och potentiellt skadlig ljudmiljö för operatörerna. Det är därför avgörande att identifiera grundorsaken till skakningarna tidigt och implementera effektiva motåtgärder – exempelvis justerade skärdata, ökad styvhet i uppspanningen eller dämpande verktygshållare – för att minimera problemet.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online