Szerszámkiegyensúlyozás nagy sebességű megmunkáláskor

A nagysebességű megmunkálásnak (HSM) számos előnye van, de a vágási költségek csökkentése és a nagy sebességű megmunkálás előnyeinek maximalizálása érdekében számos nehézséget kell leküzdeni a tényleges gyártás során. A nagysebességű megmunkálásnál a forgácsolási sebesség növekedésével a forgácsolóerő csökken. Ezzel a tulajdonsággal az orsófordulatszám növelésével kisebb mérettűrésű és felületi érdességű alkatrészek is megmunkálhatók.

Bár a nagysebességű megmunkálásnak nincs egyértelmű definíciója, az orsó fordulatszáma egyes teszteknél elérheti az 500 000 r/perc értéket, a tényleges gyártásnál pedig elérheti a 100 000 r/min értéket. Mivel amikor az orsó fordulatszáma meghaladja a 8000r/perc értéket, a forgó részeket ki kell egyensúlyozni, így a nagysebességű megmunkálás 8000r/min-nél nem kisebb fordulatszámként definiálható. Ha az orsó fordulatszáma kisebb, mint 8000 r/perc, akkor a centrifugális erő csak akkor lesz káros hatással a feldolgozásra, ha a szerszámrúd tömegeloszlása ​​nagyon kiegyensúlyozatlan.

Ahogy a 8000r/percnél nagyobb orsófordulatszámú szerszámgépek száma folyamatosan növekszik, rendkívül fontossá válik a kombinált szerszámok egyensúlya, amely magában foglalja a szerszámokat és a szerszámtartókat. Ha a forgó szerszámrúd elméleti középtengelye nem koncentrikus a tényleges forgástengellyel, akkor egyensúlyhiány lép fel.

Számos kérdést figyelembe kell venni az eszköz egyensúlyozásának eldöntésekor, és normál körülmények között sok felhasználó figyelmen kívül hagyja ezeket a problémákat. Az egyik legkritikusabb probléma a szerszámgép orsócsapágyainak károsodása a szerszám kiegyensúlyozatlansága miatt a nagy sebességű megmunkálás során. A kiegyensúlyozatlan szerszám extra terhelést ad az orsónak, ami idő előtti kopást és az orsócsapágy meghibásodását okozza. Ez nem csak az orsócsapágyak javításának és cseréjének elvesztését eredményezi, hanem az állásidő miatti gyártási idő elvesztését is. Útmutató: (A nagy sebességű maró szerszám CNC megmunkáló központ előnyei kezdenek megmutatkozni)

A kiegyensúlyozatlan szerszám csökkenti a szerszám teljesítményét és élettartamát, valamint repedést okoz, ami rontja a megmunkált felület minőségét.

A vágószerszámok és szerszámok tokmányai (különösen a 7:24-es kúpos szárak) számos lehetséges kiegyensúlyozatlansági tényezővel rendelkeznek. Amikor az orsó fordulatszáma nő, a centrifugális erő hatására az orsó furata kissé kitágul, és a szerszámrúd kúpos szára nem tud kitágulni az orsóval, ami csökkenti a szerszámrúd és az orsó érintkezési felületét, ezáltal csökkenti a szilárdságot. a kapcsolatról.

Egyes kiegyensúlyozatlansági tényezők a kialakítás megváltoztatásával és a szerszámtartó és a szerszám gondos kiválasztásával korrigálhatók. Ez azt jelenti, hogy a szimmetrikus kialakítás bizonyos mértékig elkerülheti az egyensúlyhiányt. A mozgó alkatrészekkel rendelkező állítható szerszámtartókhoz és az aszimmetrikus szerszámtartókhoz azonban szükség van egy szerszámegyensúly-beállító rendszerre. Ha az összeszerelt szerszámot nagy sebességű megmunkáláshoz használják, gondosan mérlegelni kell a kúpos szárú szerszámtartó tervezési tényezőit, az egyensúly állítható tényezőit, valamint a szerszám pontosságának és szimmetriájának megválasztását.

A kúpos szárú szerszámtartó kúpméret-tűrése nagyban befolyásolja a nagy sebességű megmunkáló szerszámok teljesítményét. A kúpos pontossági foka általában az ISO1947 nemzetközi szabványra vonatkozhat. A kúpos tűrés az orsó rögzítő furatának és a szerszámrúd kúposságának tűrésének ellenőrzésére szolgál, amely befolyásolja a szerszámtartó egyensúlyát és kifutását. A szerszámgép orsókúp tűrése általában AT2, de az AT3 jobb.

A kúpos tűréshatáron kívül más tényezőket is figyelembe kell venni a szerszám összeszerelésénél. Minden tűrés összeadódik, ami a szerszám excentricitását okozza. Ezek a tényezők közé tartozik a szerszám körkörös kifutása, a szerszámtartó rendszer hossza és más alkatrészek (például tokmányok, rögzítőgyűrűk stb.) szimmetriája.

A nagysebességű megmunkálásnál tisztában kell lennünk a kiegyensúlyozatlanságot okozó tényezőkkel és az egyensúlytalanság csökkentését célzó intézkedésekkel. A leghatásosabb a szerszámtartó. A nagysebességű megmunkálásnál először a kiegyensúlyozott tervezésű szerszámtartót vagy az állítható kiegyensúlyozott szerszámtartót kell használni. A szerszámtartó kiegyensúlyozott kialakítása a szerszámtartó egyensúlyát hivatott biztosítani, de nem tudja kompenzálni az összeszerelés során más alkatrészek által okozott egyensúlyhiányt. Egyelőre csak feltételezik, hogy az egyéb alkatrészek által okozott egyensúlyhiány elhanyagolható, de a tényleges gyártásban gyakran nem kivitelezhető. Ezért javasoljuk, hogy mérje meg a kiegyensúlyozatlanságot a szerszámtartó használatakor, és amennyire lehetséges, ellenőrizze, hogy az a szabvány által megengedett tartományon belül legyen.

Az állítható kiegyensúlyozó szerszámtartó a tervezési garancián túl kompenzálni tudja az összeszerelés során más alkatrészek által okozott kiegyensúlyozatlanságot is. A gyártók számos módszert alkalmaztak a szerszámtartók kiegyensúlyozására, például csavarok, acélgolyók, beállító gyűrűk és állítóblokkok használatával.

Az állítható kiegyensúlyozó szerszámtartó képessége az egyensúlyhiány kompenzálására korlátozott. Bizonyos esetekben a kiegyensúlyozatlan tömeg túl nagy ahhoz, hogy helyreállítsa a szerszám egyensúlyát, ami azt eredményezi, hogy a szerszámgép nem tud a beállított sebességgel működni. Csökkenteni kell a szerszámgép sebességét, és újra össze kell szerelni a szerszámot.

A nagysebességű megmunkálást korlátozó további tényezők közé tartozik a munkadarab anyaga, a munkadarab túlnyúlása, a rögzítés, a szerszámprofil, a vágási mélység stb.

A kiegyensúlyozási folyamat javíthatja a szerszám és a szerszámtartó tömegeloszlását, így a legkisebb kiegyensúlyozatlan centrifugális erő keletkezik a kettő forogásakor. Az egyensúlyozási folyamat azonban nem tartalmazhat minden kiegyensúlyozatlan tényezőt.

Bármilyen fokú kiegyensúlyozatlan tömeg vibrációt okoz. Szerszámtartó és beépítése, szerszámgép szerkezete stb. hatással lesz a rezgés jellemzőire.

Az ISO 1940/1 és az ANSI 2.191989 szabványok, amelyek meghatározzák az egyensúly mértékét. Mindkét szabvány gyakorlati alapon készült, és a G-szintű rendszert alkalmazza az egyensúlyi követelmények meghatározásához. Például a G2.5 egyensúlyi fok azt jelenti, hogy a kerületi rezgési sebesség nem haladja meg a 2,5 mm/s-ot. Ezek a szintek tovább emelkednek a kiváló minőségű szerszámgépek, szerszámok és szerszámbefogók megjelenésével. Ha a megadott egyensúly nem érhető el, csökkenteni kell az orsó fordulatszámát.

További kapcsolódó fémbélyegző feldolgozóipari hírek: