عند حدوث اهتزاز أثناء التشغيل، ما المعلمات التي يجب ضبطها أولاً؟
الاهتزاز أو "الرجرجة" أثناء التشغيل هو مؤشر فوري على عدم استقرار ديناميكي في عملية القطع، ويجب معالجته فورًا لأنه يُتلف تشطيب السطح ويقلل بشكل حاد من عمر الأداة وقد يضر بالدقة البُعدية. عندما يحدث الاهتزاز، يجب اتباع نهج منظم لضبط المعلمات بهدف تغيير العلاقة التوافقية بين الأداة والقطعة. التسلسل التالي في التعديلات هو طريقة مثبتة وفعالة للقضاء السريع على الاهتزاز.
1. التعديل الأول والأسرع: زيادة معدل التغذية
غالبًا ما يكون هذا هو الحل الأكثر فعالية وفورية.
لماذا يعمل: يحدث الاهتزاز عادة عندما تقوم الأداة "بالفرك" بدلًا من القطع النظيف للمادة بسبب حمل الرايش المنخفض. إن زيادة معدل التغذية (بوصة لكل سن – IPT) تولّد رايشًا أكثر سمكًا مما يزيد من قوة القطع ويقلل من الاهتزاز، حيث يغيّر تردد القطع بعيدًا عن التردد الرنيني للنظام.
كيفية التنفيذ: زد معدل التغذية بنسبة 20–30٪ كخطوة أولى. راقب شكل الرايش؛ يجب أن يصبح أكثر سماكة ومتانة، وسيتغير الصوت من صرير حاد إلى صوت منخفض ومنتظم. احذر من تجاوز توصيات الشركة المصنعة للأداة لتجنب التحميل الزائد أو تلف الأداة.
2. التعديل الثاني: تقليل العمق الشعاعي للقطع (الخطوة الجانبية)
إذا لم تؤدِ زيادة معدل التغذية إلى حل المشكلة، فمن المرجح أن يكون سببها التلامس الجانبي المفرط.
لماذا يعمل: الخطوة الجانبية الكبيرة (مثل 50٪ من قطر الأداة أو أكثر) تولد قوى شعاعية عالية يمكن أن تثير الاهتزاز، خصوصًا في الأدوات الطويلة أو الأجزاء ذات الجدران الرقيقة. تقليل العمق الشعاعي للقطع يقلل بشكل كبير من هذه القوى ومن ميل الأداة للانحراف والاهتزاز.
كيفية التنفيذ: في تمريرات التشطيب، قلل الخطوة الجانبية إلى 5–10٪ من قطر الأداة. أما في القطع الخشن، فإذا كانت عند 50٪ فحاول تقليلها إلى 30–35٪. هذه قاعدة أساسية في استراتيجيات التشغيل عالي السرعة (HSM) التي تعتمد على تلامس جانبي خفيف ومعدل تغذية مرتفع للحفاظ على الإنتاجية مع تجنب الاهتزاز.
3. التعديل الثالث: تغيير سرعة الدوران (Spindle Speed)
يؤدي تغيير سرعة الدوران إلى تغيير تردد قوى القطع.
لماذا يعمل: الاهتزاز ظاهرة رنين. يمكن أن يؤدي التغيير الطفيف في سرعة الدوران (RPM) إلى إخراج عملية القطع من "منطقة الرنين" التي تسبب الاهتزاز.
كيفية التنفيذ: إذا لم تنجح زيادة معدل التغذية وتقليل العمق الشعاعي، قم بتعديل سرعة الدوران بنسبة 10–15٪ في أي من الاتجاهين. في بعض الحالات قد يساعد خفض السرعة، ولكن غالبًا ما يكون رفعها أكثر فعالية لأنه ينقل العملية إلى منطقة أكثر استقرارًا. تحتوي العديد من وحدات التحكم CNC الحديثة على برامج "كشف الاهتزاز" التي تُجري هذه التعديلات تلقائيًا.
إذا فشلت التعديلات السابقة: فكر في الحلول الأساسية التالية
إذا لم تؤدِ التعديلات على المعلمات إلى حل المشكلة، فمن المرجح أن تكون المشكلة متعلقة بإعداد النظام وصلابته.
زيادة صلابة النظام:
الأداة: استخدم أقصر أداة ممكنة وذات قطر أكبر. فالأداة الطويلة تعمل مثل شوكة الرنين. تقليل طول الأداة البارز بنسبة 20٪ قد يزيد الصلابة بأكثر من 100٪.
تثبيت القطعة: تأكد من أن القطعة مثبتة بإحكام. للأجزاء ذات الجدران الرقيقة، استخدم أدوات تثبيت مخصصة أو املأ التجاويف بمعدن منخفض الانصهار لتوفير دعم ممتص للاهتزاز.
حامل الأداة: استخدم حوامل دقيقة وصلبة مثل اللقم الهيدروليكية أو حوامل الانكماش الحراري بدلًا من الحوامل القياسية لزيادة الثبات وتقليل التمايل.
تغيير هندسة الأداة: استخدم أداة ذات خطوة أو زاوية لولب متغيرة. هذه الأدوات تُخلّ بتراكم الاهتزاز التوافقي عبر جعل كل سن يقطع المادة في توقيت مختلف قليلًا، مما يمنع تكوين نمط اهتزاز ثابت.
إعادة تقييم استراتيجية التشغيل: بالنسبة للميزات الصعبة، فكر في تغيير مسار الأداة. على سبيل المثال، يمكن لمسار القطع الحلزوني (Trochoidal Milling) أن يحافظ على تلامس شعاعي منخفض وثابت، وهو فعال للغاية في إزالة الاهتزاز في الشقوق والجيوب.
الملخص: تسلسل أولويات التعديلات
أولًا: زيادة معدل التغذية (IPT) لزيادة حمل الرايش وتخميد الاهتزاز.
ثانيًا: تقليل العمق الشعاعي للقطع (Ae) لتقليل القوى الجانبية.
ثالثًا: تغيير سرعة الدوران (RPM) لإبعاد تردد القطع عن منطقة الرنين.
رابعًا: معالجة صلابة النظام (طول الأداة، تثبيت القطعة، نوع الحامل).
باتباع هذا التسلسل المنهجي في معالجة المشكلات، يمكنك تحديد مصدر الاهتزاز والقضاء عليه بسرعة، مما يضمن النتائج عالية الجودة المتوقعة من خدمة التشغيل الدقيق الاحترافية. تعتبر هذه المنهجية جزءًا أساسيًا من عملياتنا، خصوصًا عند التعامل مع المواد والهندسيات المعقدة التي تتطلب أعلى مستويات الثبات.
