Балансировочные машины Hofmann - страница 2

Дисбаланс инструментальных оправок

При возрастании количества оборотов шпинделя станков особое значение приобретает балансировочное состояние инструментальных оправок и инструментов. Технологический прогресс в области инструментальных режущих материалов, а также экономическая потребность во всё более коротких сроках обработки привёл к развитию HSC-станков с высоко-динамичными приводами шпинделя. (HSC=High Speed Cutting = высокоскоростная резка). Реализуемые скорости резанья постоянно растут, вследствие чего постоянно возрастает и количество оборотов шпинделя. При этом имеющийся в оправке инструмента и в самом инструменте дисбаланс всегда вызывает большие колебания. Квадратичная зависимость между количеством оборотов и центробежной силой ведёт к тому, что например оправка инструмента с монтируемым инструментом (исходный дисбаланс приблизительно 200 г) при количестве оборотов равном 8.000 оборотов/мин вибрирует на опоре шпинделя станка с центробежной силой в 140 Н, при 16.000 об/мин – уже в 560 Н, а при 24.000 об/мин – почти в 1.300 Н. Последствия таких нежелательных колебаний известны:

• Слишком короткий срок службы резцов инструмента.
• Влекущий за собой большие расходы выход из строя привода шпинделя.
• Плохая поверхность у обрабатываемой детали.
• Не реализуются технологически возможные скорости резки.
• Не могут быть соблюдены точные допуски обработки.

Поэтому необходимо уже при средних рабочих количествах оборотов балансировать используемые инструменты!

«Статичный» дисбаланс в одной плоскости: ось вращения, главная ось инерции, плоскость балансировки.

«Динамический» дисбаланс в двух плоскостях: ось вращения, главная ось инерции, плоскость балансировки 1, плоскость балансировки 2.

Балансировка в одной плоскости

На практике балансировка оправки инструмента зачастую происходит в одной плоскости. В подобных случаях доминирует радиальная погрешность центра тяжести (эксцентриситет центра тяжести) и центральная главная ось инерции и ось вращения проходят параллельно друг другу. В этом случае речь идёт о «статичном» дисбалансе. Коррекция данной формы дисбаланса в общем достаточна при инструментальных оправок, которые эксплуатируются при рабочем количестве оборотов вплоть до 10.000 об/мин. Первой решительной помощью, о каких инструментах может идти речь при статичной балансировке, может служить упрощённая формула приблизительного подсчета: L < 2 x D, где L = длина инструмента, а D = диаметр конуса используемого инструмента, например HSK 63 D = 48 мм.

Балансировка в двух плоскостях

Балансировка на двух уровнях это накопляющий способ рассмотрения множества отдельных дисбалансов в одном длинном роторе. В данном случае ось инерции и ось вращения уже не проходят параллельно, а наклонно и эксцентрично. Речь идёт о «динамическом» дисбалансе. Такая форма дисбаланса вызывает колебательные движения ротора (оправки инструмента/инструмента).

Необходимо предполагать, что данная форма дисбаланса характерна для длинных и, в особенности, для всех ассиметричных инструментов, и принимать её во внимание при балансировке на больших рабочих количествах оборотов (свыше 10.000 об/мин). В качестве упрощённой формулы приблизительного подсчета может использоваться: L > 2 x D. Независимо от этого настоятельно рекомендуется динамически балансировать все надрезанные сверлильные и растачивающие инструменты, т.е. те, которые имеют оптически заведомо ассиметричную форму, или при которых инструмент сам по себе составляет большую долю от общего веса.