במאמר הזה נבין מהו Chatter, מהם שלושת הגורמים שמשפיעים עליו וכיצד ניתן להימנע ממנו.

כעת, בואו נבחן את הנושא בצורה יותר מדוקדקת.

בתמונה שלפנינו ניתן לראות שהעובד לא מוחזק כמו שצריך. צידו הימני של העובד תלוי באויר (מסומן בעיגול אדום) דבר שיגרום ל-Chatter.

הפתרון לכך יהיה לשים מלחציים רחבים יותר כך שהן יתפסו את העובד לכל אורכו כפי שנראה בתמונה הבאה.

במקרה הזה הצלחנו לסדר את הבעיה - שמנו את העובד במרכז של המלחציים והרחבנו אותן. אבל במקרה שלא היינו יכולים לסדר את הבעיה הזו היינו צריכים לשפר את שני האלמנטים האחרים (כלי העבודה והתוכנית של המכונה).

איך להימנע מ-Chatter בעת עיבוד שבבי?

מהו Cahtter וכיצד הוא נגרם?

Chatter מתאר את התנודות הלא רצויות שמתרחשות במהלך עיבוד שבבי. ה-Chatter נגרם כאשר כלי החיתוך והעובד נעים מדי פעם ביחס אחד לשני באופן שגורם לבעיות בפני השטח.
אם כן, זיכרו - שלושת האלמנטים שמונעים Chatter קשורים זה לזה כך שבמידה ואחד מהם חלש, השניים האחרים יצטרכו לפצות על כך.

הפתרון ל-Cahtter

הפתרון ל-Chatter מסתכם בסופו של דבר לשלושת האלמנטים הבאים בהכנות שלנו:
1. המתקן עליו מוחזק העובד (workholding)
2. כלי העבודה (tooling)
3. תוכנית העבודה של המכונה (Program)
שלושת האלמנטים האלה קשורים זה לזה כך שבמידה ואחד מהם לא הוכן כראוי, שני האלמנטים האחרים צריכים לפצות על כך.

לדוגמה: במידה ואתה נאלץ להשתמש בכלי ארוך במיוחד אז המתקן עליו מוחזק העובד צריך להיות מאוד חזק כדי לפצות על כך. בנוסף, תוכנית העבודה של המכונה צריכה להיות מצוינת ונצטרך להקדיש תשומת לב מיוחדת ל-Toolpath ול-Speeds and Feeds.

Toolpath - זהו המסלול שעובר כלי החיתוך במהלך העיבוד השבבי בדרכו להפיק את הצורה הרצויה של העובד.

Speeds - המונח הזה מתייחס ל-Cutting Speed (מהירות החיתוך). זהו ההפרש בין המהירות של כלי החיתוך לבין המהירות של פני השטח של העובד שהוא עובד עליו.

Feeds - כאן הכוונה היא ל-Feedrate שהיא המהירות שבה כלי החיתוך נע לאורך העובד.

כעת נבחן את האלמנט השני שמשפיע על ה-Chatter והוא כלי העבודה.

באופן עקרוני, אם אנחנו רוצים לצמצם את הרעידות שגורם כלי העבודה אנחנו צריכים לקצר אותו ככל שניתן. במידה ויש להשתמש במקדח ארוך (כאשר צריך לבצע קידוח בנקודה עמוקה בעובד) ניתן להשתמש במקדחים שאורך החריץ שלהם (flute) קצר ומתאים לעומק של הקידוח שצריך לבצע כפי שניתן לראות בתמונה.

בנוסף, ישנם מקדחים שבנויים בצורה כזו שמפחיתה את ה-Cahtter כפי שניתן לראות בתמונה הזו.
 
אבל מה קורה אם אנחנו לא יכולים להחליף את כלי העבודה שלנו? ישנם מקרים שבהם אין ברירה אלא להשתמש בכלי עבודה ארוך שיש לו flute ארוך. במקרים כאלה נצטרך לשפר את ה-workholindg ואת תוכנית העבודה של המכונה.

בתמונה שלפנינו אנחנו רואים שתי צורות שוות שחתוכות על אותו חלק כאשר בצורה הימנית ניתן לראות בבירור את הסימנים של ה-chatter.

לפני שנסביר למה זה קורה, נבהיר את המונח Tool Engagement. זהו למעשה החלק היחסי של כלי העבודה שבא במגע עם העובד במהלך תהליך העיבוד.

מה שקורה זה שבמהלך העיבוד של החלק הזה ה-Tool Engagement משתנה. בנקודה מסויימת, ה-Tool Engagement עומד על 15% ואז מהירות של 3,000 סיבובים בדקה (RPM) היא טובה. בנקודה אחרת, ה-Tool Engagement יעמוד על 40% ואז יהיה צורך להוריד את מהירות הסיבוב ל-2,000 RPM ובנקודה אחרת ה-Tool Engagement יעמוד על 50% ואז יהיה צורך להוריד את מהירות הסיבוב ל-1,000 RPM.

זה בלתי אפשרי למצוא Feeds & Speeds מושלמים שיתנו מענה ל-Chatter בכל פינה של החיתוך הזה. אז איך מתגברים על הבעיה?

בחיתוך השמאלי נעשה שימוש בתוכנית שמאפשרת Tool Engagement קבוע כפי שניתן לראות בתמונה הבאה. הסימנים הכחולים מראים את המסלול של כלי החיתוך. הדבר פותר את ה-Chatter ומותיר פני שטח אחידים בעלי גימור טוב יותר.

הסרטון Avoid Chatter on Your Mill - Haas Automation Tip of the Day מתוך ערוץ ה-YouTube של Haas Aotumation, Inc

ההגדרה של Chatter נלקחה מתוך המאמר How to Reduce CNC Machine Chatter שפורסם באתר CNC Training Center.

ההגדרה של המונח Toolpath נלקחה מתוך ההגדרה של הערך Toolpath באתר YourDictionary.

ההגדרה של המונחים Feeds and Speeds נלקחה מתוך הערך Speeds and Feeds באתר ויקיפדיה בשפה האנגלית.

ההגדרה של Tool Engagement נלקחה מתוך המאמר Investigation of tool engagement and cutting performance in machining a pocket. המאמר נכתב על ידי Roshaliza Binti Hamidon (בעלת תואר ראשון בהצטיינות בהנדסה מהאוניברסיטה האיסלמית הבינלאומית במלזיה ובעלת תואר שני בהנדסת מערכות ייצור מאוניברסיטת Putra במלזיה).

מקורות

כל התמונות נלקחו מתוך הסרטון Avoid Chatter on Your Mill - Haas Automation Tip of the Day

מתן ייחוס ליוצרים של התמונות שמופיעות במאמר:

 
ניתן לשלוח שרטוטי עיבוד שבבי לתמחור ישירות לדוא"ל: amit@hitechm.com

היי-טק מכניקה, מפעל עיבוד שבבי. רחוב האומן 15, ירושלים. טל': 02-5455909 או 052-7507776 דוא"ל: amit@hitechm.com
© 2020. כל הזכויות שמורות להיי-טק מכניקה בע"מ - מפעל עיבוד שבבי.