Se ocorrer vibração durante a usinagem, quais parâmetros devem ser ajustados primeiro
Vibração, ou chatter, durante a usinagem é um indicador imediato de instabilidade dinâmica no processo de corte. Deve ser tratado prontamente, pois prejudica o acabamento superficial, reduz drasticamente a vida útil da ferramenta e pode comprometer a precisão dimensional. Quando o chatter ocorre, uma abordagem sistemática para ajuste de parâmetros é crucial. O objetivo é alterar a relação harmônica entre a ferramenta e a peça. A seguinte sequência de ajustes é um método comprovado para suprimir vibrações rápida e efetivamente.
1. Primeiro e Mais Rápido Ajuste: Aumentar o Avanço
Frequentemente, esta é a solução mais eficaz e imediata.
Por que funciona: O chatter frequentemente ocorre quando a ferramenta está "deslizando" em vez de cortar limpo, devido a uma carga de cavaco insuficiente. Aumentar o avanço (inches por dente, IPT) cria um cavaco mais espesso, que aumenta a força de corte e reduz a vibração. Isso desloca a frequência de corte para fora da frequência ressonante do sistema.
Como fazer: Aumente o avanço em 20-30% como primeiro passo. Observe o cavaco; ele deve se tornar mais espesso e robusto. O som deve mudar de um chiado agudo para um som mais consistente e grave. Tenha cuidado para não exceder as recomendações do fabricante da ferramenta, evitando sobrecarga e possíveis danos.
2. Segundo Ajuste: Reduzir a Profundidade Radial de Corte (Stepover)
Se aumentar o avanço não resolver, o engajamento radial provavelmente é o culpado.
Por que funciona: Um grande stepover (ex.: 50% ou mais do diâmetro da ferramenta) cria altas forças radiais que podem excitar vibrações, especialmente em ferramentas longas ou peças de parede fina. Reduzir a profundidade radial de corte diminui significativamente essas forças e a tendência da ferramenta de se desviar e vibrar.
Como fazer: Para um passe de acabamento, reduza o stepover para 5-10% do diâmetro da ferramenta. Para desbaste, se estava em 50%, tente reduzir para 30-35%. Este é um princípio central das estratégias de Usinagem em Alta Velocidade (HSM), que utilizam engajamento radial leve e altas taxas de avanço para manter produtividade evitando chatter.
3. Terceiro Ajuste: Alterar a Velocidade do Spindle
Alterar a velocidade do spindle muda a frequência das forças de corte.
Por que funciona: O chatter é um fenômeno de ressonância. Uma leve mudança na velocidade do spindle (RPM) pode deslocar a frequência de corte para fora do "ponto crítico" de ressonância que está causando a vibração.
Como fazer: Se aumentar o avanço e reduzir a profundidade radial não funcionaram, ajuste a velocidade do spindle em 10-15% em qualquer direção. Às vezes, uma redução moderada é útil, mas frequentemente um aumento moderado é mais eficaz, pois pode colocar o processo em uma zona mais estável. Muitos controladores CNC modernos possuem software de "detecção de chatter" que faz esses ajustes automaticamente.
Se os Ajustes Acima Falharem: Considere Estas Correções Fundamentais
Se apenas ajustes de parâmetros não resolverem, o problema provavelmente está relacionado à configuração física e à rigidez do sistema.
Aumentar a Rigidez do Sistema:
Ferramentas: Use a ferramenta mais curta e com maior diâmetro possível. Uma ferramenta que se projeta demais do porta-ferramenta age como um diapasão. Reduzir o saliente da ferramenta em 20% pode aumentar a rigidez em mais de 100%.
Fixação da Peça: Certifique-se de que a peça esteja firmemente presa. Para peças de parede fina, use dispositivos personalizados ou preencha cavidades com liga de baixo ponto de fusão para fornecer suporte amortecido.
Porta-Ferramenta: Use suportes precisos e rígidos, como mandris hidráulicos ou suportes shrink-fit em vez de collets padrão, para máxima aderência e mínimo desvio.
Alterar Geometria da Ferramenta: Troque para uma ferramenta com passo variável ou ângulo de hélice diferente. Essas ferramentas quebram o acúmulo harmônico de vibração, garantindo que cada dente engaje o material em momentos ligeiramente diferentes, prevenindo formação de padrão de vibração consistente.
Reavaliar a Estratégia de Usinagem: Para recursos problemáticos, considere alterar a trajetória da ferramenta. Um caminho de fresagem trocoidal mantém engajamento radial constante e baixo, sendo altamente eficaz para eliminar chatter em rasgos e cavidades.
Resumo: Prioridade de Ajustes
Primeiro: Aumentar Avanço (IPT) para aumentar a carga do cavaco e amortecer vibração.
Segundo: Reduzir Profundidade Radial de Corte (Ae) para diminuir forças radiais de corte.
Terceiro: Alterar Velocidade do Spindle (RPM) para deslocar a frequência de corte fora da ressonância.
Quarto: Corrigir Rigidez do Sistema (comprimento da ferramenta, fixação da peça, tipo de suporte).
Seguindo esta sequência estruturada de solução de problemas, você pode diagnosticar e eliminar vibração de forma eficiente, garantindo os resultados de alta qualidade esperados de um serviço profissional de Usinagem de Precisão. Esta metodologia é parte integral de nosso processo, especialmente ao lidar com materiais e geometrias desafiadoras onde a estabilidade é fundamental.
