數(shù)控沖床刀具系統(tǒng)的動平衡

對于旋轉(zhuǎn)體的平衡，國際上采用IS0l940-1標(biāo)準(zhǔn)用于評價。設(shè)刀具在距離旋轉(zhuǎn)中心e(mm)處存在等效的不平衡質(zhì)量meg)，則刀具允許的不平衡盤U(g/mm)可定義為刀具 不平衡質(zhì)量與其偏心距的乘積，即U=me.設(shè)G為允許反映刀具平衡量與旋轉(zhuǎn)速度n (r/min)之間關(guān)系的參數(shù)，則 根據(jù)牛頓第二定律，由于不平衡量的存在，在旋轉(zhuǎn)過程中將產(chǎn)生與速度平方成正比的離心力F.對于旋轉(zhuǎn)體的平衡，國際上采用的標(biāo)準(zhǔn)是IS01940-1或美國標(biāo)準(zhǔn)ANSIS2. 19，用G參數(shù)對剛性旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行分級，G的數(shù)字量分級從GO.4到G4000. G后面的數(shù)字越小，平衡等級越高。G后面的數(shù)字表示每單位旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量允許的殘余不平衡量，G的單位是g. mm/kg，也等于殘余質(zhì)量中心以μm表示的偏移量。由式(8-1)可知， Gl近似表示刀具以1OOOOr/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)軸與刀具中心軸線的偏心距為1μm。
對不同數(shù)控沖床的動平衡要求是：普通數(shù)控沖床的旋轉(zhuǎn)件G6.3；普通刀柄和數(shù)控沖床傳動件G2.5；磨床及精密機(jī)械旋轉(zhuǎn)件Gl. 0；精密磨床主軸及部分高速電主軸GO. 4； 6000r/min以上的高速切削刀具和刀柄系統(tǒng)的動平衡等級必須ζG2.5。
圖8-6表示了由于刀具不平衡所引起的離心力與主軸轉(zhuǎn)速和刀具不平衡量的關(guān)系，離心力會使主軸軸承受到方向不斷變化的徑向力作用而加速磨損并引起數(shù)控沖床振動，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速提高時，慣性離心力將以平方倍數(shù)增大。因此，高速旋轉(zhuǎn)刀具在使用前除進(jìn)行靜平衡外，還必須進(jìn)行動平衡。應(yīng)根據(jù)其使用速度范圍進(jìn)行平衡，以實現(xiàn)最佳的加工效益。對高速切削刀具進(jìn)行平衡時，首先需對刀具、夾頭、主軸等各個元件單獨(dú)進(jìn)行平衡，然后對刀具與夾頭組合體進(jìn)行平衡，最后將刀具連同主軸一起進(jìn)行平衡。
推薦采用微調(diào)螺釘進(jìn)行精細(xì)平衡，或直接采用內(nèi)裝動平衡機(jī)構(gòu)的鍾刀，通過轉(zhuǎn)動補(bǔ)償環(huán)移動內(nèi)部配重以補(bǔ)償?shù)毒卟黄胶饬�。圖8-7為法國EPB公司制造的平衡刀具產(chǎn)品，其內(nèi)裝了平衡配重機(jī)構(gòu)，并設(shè)置了配重刻度，通過轉(zhuǎn)動配重環(huán)，調(diào)整其相對位置，即可補(bǔ)償?shù)毒呓Y(jié)構(gòu)不對稱。圖8-8為德國Walter公司采用蝶釘調(diào)節(jié)不平衡量的高速面鏡刀。