刀具動平衡工藝的發展現狀(三)

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tags:    時間:2014-03-11 12:22:03
刀具動平衡工藝的發展現狀(三)簡介
    綜合考慮高速旋轉刀具的安全要求和使用的方便性,工作組提出一個折衷的刀具系統平衡等級要求,即選取G16作為統一的上限值,這樣除無法滿足一個G9值外,可滿足……
刀具動平衡工藝的發展現狀(三)正文
    綜合考慮高速旋轉刀具的安全要求和使用的方便性,工作組提出一個折衷的刀具系統平衡等級要求,即選取G16作為統一的上限值,這樣除無法滿足一個G9值外,可滿足計算所得全部G值覆蓋的加工條件範圍(即轉速為l0000~40000r/min,刀具系統重量為0.5~12kg,振動速度為2mm/s)。


(3)確定刀具系統合理不平衡量的下限值為刀具系統安裝在機床主軸上時存在的偏心量(單位為),根據現有機床製造水平,該值通常為2~5μm(根據每台機床的具體情況而略有不同)。以安裝偏心量作為下限值,表明將刀具系統的允許殘留偏心量eper(μm)平衡到小於2~5μm並無意義。當轉速在40000r/min以下時,上限值G16所對應的允許殘留偏心量eper值(μm)(或單位重量允許殘留不平衡量,gmm/kg)均大於刀具系統的換刀重複定位精度值(僅當轉速等於40000r/min時,eper=4μm)。因此.規定上限值為G16、下限值為2~5μm(或gmm/kg)既可防止不平衡量過大對機床主軸的不利影響,又具有技術、經濟合理性。此外,G16的規定還滿足了高速旋轉刀具安全標準(E DIN EN ISO15641)中規定刀具平衡等級應優於G40的要求。


該指導性規範還要求刀具的內冷卻孔必須對稱分佈.否則可灌滿冷卻液封死洞口后再進行動平衡;並提出必要時可將刀具和機床主軸作為一個系統進行平衡.即首先分別對主軸和刀具(或工具系統)進行平衡.然後將刀具裝入主軸后再對系統整體進行平衡。


4.關於刀具平衡質量等級的討論


雖然德國已出台了有關刀具系統平衡質量的指導性文件以及統一的G16平衡質量等級規定.但仍存在不少關於刀具系統平衡質量等級的爭議與討論。歸納起來主要有以下兩方面的問題:


(1)G16的平衡質量等級規定給人一種「要求降低」的感覺,一般用戶已習慣了較高的平衡質量等級,仍要求刀具製造商提供G2.5(最大使用轉速20000r/min)的刀具。另一方面,刀具製造商從市場競爭的需要出發.也儘可能使產品的平衡質量等級優於G16。因此,在現階段,工具製造商(包括刀具、刀柄、夾頭製造商)除滿足用戶提出的特殊使用條件及平衡要求外,都是根據各自的產品特點及製造水平自行規定產品出廠的平衡質量等級。一些大型用戶企業如Bosch Technology公司、Daimler Chrysler Aerospace公司等則根據刀具的使用條件規定企業內部的平衡質量等級。


(2)德國Ulm高等專科學校的Uwe.Kolb等人通過試驗發現,在三台平衡機上由不同操作者對同一把重量為0.87kg、使用HSK63刀柄的整體刀具進行多次測量,得出的不平衡量最小為4.76Ogmm,最大為10.55Ogmm,可以計算出,在使用轉速=15000r/min時,前者相當於G9,後者則相當於G19,G值的分散範圍接近l0。對8種常用刀具一刀柄組合系統進行的類似試驗進一步證明了這種分散性,試驗結果表明,所有測量數據都達不到G2.5,甚至G6.3也不是在所有轉速下均能達到。研究人員指出,這種不平衡量的不確定性與缺乏統一的測量儀器和測試方法有關。目前,用於測量不平衡量的動平衡機既有專業廠家生產的通用型(一般為卧式),也有專為刀具動平衡而開發的專用型(一般為立式)。試驗結果表明,不同的操作者使用不同類型的動平衡機對相同刀具測得的不平衡量數據並不一致。這也是目前用戶難以重複測出刀具製造商測定的不平衡量的主要原因。

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