¿Qué es el Chatter?
Chatter es un término utilizado en la industria de las máquinas herramienta para describir un fenómeno de vibración anormal que se produce durante el corte y el rectificado, y que produce unas marcas de chatter características en la superficie mecanizada.
Hay dos tipos de vibración de chatter: el chatter autoexcitado, es decir, la vibración de estado estacionario causada por la inestabilidad del sistema, y el chatter forzado, es decir, la vibración en la superficie de la pieza causada por la vibración externa o interna de la máquina. El chatter autoexcitado, también conocido como chatter regenerativo, está causado por los efectos de fluctuaciones periódicas en la superficie que se acaba de mecanizar, o por una combinación de varios modos de vibración. El Chatter forzado está causado por vibraciones en la superficie mecanizada debidas a vibraciones internas causadas por fluctuaciones en el motor de accionamiento, la unidad de accionamiento o las fuerzas de corte de la máquina herramienta, o por vibraciones procedentes del exterior de la máquina.
Usos del Chatter
El Chatter es una vibración anormal que se produce durante el mecanizado y que puede provocar el deterioro de la superficie acabada, la rotura de la herramienta y, en algunos casos, daños en la máquina herramienta. Por lo tanto, es necesario investigar la causa y tomar las medidas adecuadas.
El Chatter autoexcitado se inicia cuando pequeñas vibraciones de la herramienta, de la propia máquina o de la pieza provocan pequeñas irregularidades periódicas en la superficie mecanizada. Si el ciclo de la irregularidad de mecanizado inmediatamente siguiente interfiere con el ciclo de la irregularidad inmediatamente anterior, la irregularidad de mecanizado aumenta y, en mayor progresión, se producen vibraciones cíclicas.
El Chatter forzado está causado por vibraciones procedentes del interior o del exterior de la máquina, que provocan irregularidades de mecanizado importantes, que se convierten en vibraciones de Chatter.
Principio del Chatter
El método de control del Chatter depende de los factores implicados. En el caso del Chatter autoexcitado, el problema es la respuesta vibratoria del sistema, en la que influyen factores como las condiciones de corte (fuerza de corte por unidad de superficie, anchura de corte y tiempo necesario para una revolución del husillo) y las características dinámicas de la máquina herramienta en su conjunto. Concretamente, en términos de condiciones de corte, las medidas incluyen la reducción de la velocidad de corte, la disminución de la profundidad de corte y el cambio de la velocidad del husillo. En cuanto a la geometría de la herramienta, las medidas incluyen el aumento de los ángulos de desprendimiento y torsión y el cambio a fresas de paso desigual. En cuanto a la dinámica de la máquina, las medidas incluyen diseños para aumentar la rigidez, cambios en la construcción soldada de placas de acero y el uso de construcción de hormigón de resina. Las mejoras en la dinámica de las herramientas incluyen el uso de mordazas de resorte y mordazas con amortiguadores incorporados.
Para suprimir las vibraciones de Chatter forzado, se toman medidas contra las vibraciones generadas internamente, como sacar las bombas y otros equipos fuera de la máquina para eliminar la fuente de vibración, utilizar acoplamientos flexibles para reducir la propagación de las vibraciones o cambiar la frecuencia de las vibraciones modificando la velocidad de rotación. En el caso de las vibraciones externas, la transmisión de vibraciones puede reducirse utilizando bases antivibración o soportes de goma. Para las fluctuaciones de las fuerzas de corte, se toman medidas para reducir las fuerzas de corte o cambiar la frecuencia de vibración modificando la geometría de la herramienta, el número de cuchillas de corte o utilizando cuchillas de paso desigual.