Buenas vibraciones:cómo optimizar las configuraciones de su máquina para minimizar las vibraciones

¿Las conversaciones ralentizan la productividad de su tienda? Hablamos con expertos sobre un nuevo enfoque para minimizar las vibraciones en la fabricación de piezas mecanizadas, lo que significa que puede acelerar la comercialización de más piezas a un ritmo más rápido y con menos residuos.

La vibración de mecanizado excesiva, también llamada vibración, es el enemigo de todas las operaciones metalúrgicas eficientes.

La sacudida no deseada, que corresponde al movimiento relativo entre la pieza de trabajo y la herramienta de corte, genera un desgaste indebido en sus herramientas y máquinas, y aumenta la posibilidad de que un proceso de mecanizado genere un producto que no cumpla con las especificaciones correctas de la pieza, dice Tony. Schmitz, profesor de ingeniería mecánica, aeroespacial y biomédica en la Universidad de Tennessee, Knoxville.
 

Durante los últimos dos años, Schmitz y su colega Dave Barton, un veterano de la industria manufacturera, han trabajado con un equipo de ingenieros en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge para presentar una herramienta que ayude a los talleres a optimizar mejor la vibración de la máquina.

"En el fresado, tiene un cortador giratorio que elimina las virutas", explica Schmitz, quien también es profesor adjunto en ORNL. La fuerza de corte crece y decrece con cada diente encajado, añade. “Piense en ello como un latido del corazón, con el diente entrando y saliendo de contacto. Es esa fuerza que sube y baja lo que causa la vibración”.

Encontrar una manera de reducir inteligentemente la vibración y mantener un "latido del corazón" de mecanizado rítmico no se trata solo de controlar la velocidad, también se trata de optimizar una máquina al comprender la vibración que ocurre en la punta de la herramienta en relación con el material que se está trabajando y la configuración específica en cada uno. máquina, explica Barton.

El desafío proviene del hecho de que cada configuración de máquina-herramienta tiene su propio conjunto de frecuencias de vibración únicas. Eso hace que probar cada configuración de portaherramientas-husillo-máquina para un producto sea crítico y, a menudo, ese es un trabajo que consume mucho tiempo para los talleres. Sin embargo, esta información es necesaria para encontrar los parámetros de mecanizado óptimos sin costosos ensayos y errores.

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Cómo las tiendas suelen minimizar Chatter 

Para la mayoría de los maquinistas y talleres, administrar la charla es un proceso de prueba y error; es, más o menos, solo conjeturas, dice Barton.

Es bastante común que los maquinistas confíen en las configuraciones recomendadas proporcionadas por los fabricantes de herramientas para reducir la vibración, o en tablas densas de velocidades y avances, dice Schmitz. Luego, los maquinistas ajustan la configuración según sea necesario, agrega:"El desafío es que estas velocidades y avances que se encuentran en un libro o en línea no tienen en cuenta la dinámica de su máquina y configuración".

Por lo general, los fabricantes de máquinas y herramientas publican parámetros a velocidades altas, medias y bajas para el material de archivo y la alimentación de la superficie, dice Jamie Goettler, director de Innovación en Metalurgia de MSC.

Con base en esa información, la mayoría de los maquinistas "van directamente al medio", dice Goettler. "Si hay problemas o conversaciones, retroceden hasta que encuentran una tasa operativa estable".

Usando este enfoque, los talleres generalmente realizan una prueba para cada nuevo material o parte del producto, agrega. Un maquinista comenzará haciendo funcionar la herramienta a la velocidad, el avance y la profundidad de corte recomendados por el fabricante, y luego tendrá que ajustar intuitivamente cada uno de estos parámetros en varias pasadas de prueba.

Así es como funciona MSC MillMax:

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No es raro que un taller dedique la mayor parte de un turno completo a intentar optimizar su configuración antes de comenzar la producción de piezas, dice Goettler. Es fácil ver por qué las empresas se toman este tiempo, dice:se esfuerzan por lograr la máxima productividad, controlar el desperdicio y extender la vida útil de la herramienta y la máquina.

Algunos talleres pueden mantener registros detallados y hojas de cálculo para diferentes combinaciones de configuraciones de herramientas para productos de trabajo específicos, solo para descubrir que la próxima vez que usen esa combinación, es posible que parpadee porque sus hallazgos originales no fueron sólidos ni repetibles. Otros talleres luchan contra las conversaciones todos los días utilizando anulaciones manuales o probando diferentes herramientas.

Una nueva tecnología de herramientas para reducir las vibraciones 

Barton y Schmitz dicen que MSC MillMax, la herramienta de selección de parámetros de fresado que desarrollaron, puede hacer que la optimización sea un proceso más rápido.

Lo que más preocupa es cómo corta la herramienta en la punta, explica Schmitz. La medición del "comportamiento de vibración específico en la punta de la herramienta" proporciona los datos vitales que los talleres necesitan para perfeccionar cada combinación de configuración, agrega. “Se puede pensar en cada combinación portaherramientas-husillo-máquina como si tuviera una huella digital dinámica única. MillMax le permite medir la huella dactilar y hacer el mejor uso de esa combinación”.

MillMax es un pequeño kit que utiliza un sensor para recopilar los datos de frecuencia de vibración y luego presentarlos casi en tiempo real en un tablero digital. Armado con esa información, un taller puede crear una configuración que permitirá a sus maquinistas producir piezas a la mayor velocidad posible y maximizar la extracción de metal, dice Barton.

“Adjuntamos un pequeño sensor a la punta de la herramienta, luego golpeamos la herramienta con un martillo instrumentado para obtener los datos de vibración”, explica. Hay "miles de millones de posibles combinaciones de elementos del sistema de fresado en el sistema MillMax".

Una vez que tenga la configuración para un producto de trabajo específico en una máquina específica, no es necesario volver a tocar, agrega Schmitz. Solo vuelve a roscar si cambia la longitud de la herramienta o la máquina que planea usar.

“No estamos tratando de vender una herramienta específica, sino ayudarlos a encontrar la herramienta adecuada”, dice Barton. Esencialmente, "somos el detector de la verdad" que puede mostrarle a un taller datos reales sobre lo que sucede con la frecuencia de vibración en sus configuraciones únicas o para comparar múltiples configuraciones. “Y podemos hacerlo en cuestión de minutos”, añade.

¿Está utilizando la fresa escariadora adecuada para el trabajo? Lea nuestro artículo "Cuándo actualizar sus fresas de extremo" para averiguarlo.