數(shù)控沖床刀具系統(tǒng)的動(dòng)平衡

對(duì)于旋轉(zhuǎn)體的平衡，國(guó)際上采用IS0l940-1標(biāo)準(zhǔn)用于評(píng)價(jià)。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(pán)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(guò)程中將產(chǎn)生與速度平方成正比的離心力F.對(duì)于旋轉(zhuǎn)體的平衡，國(guó)際上采用的標(biāo)準(zhǔn)是IS01940-1或美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSIS2. 19，用G參數(shù)對(duì)剛性旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行分級(jí)，G的數(shù)字量分級(jí)從GO.4到G4000. G后面的數(shù)字越小，平衡等級(jí)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(shí)，回轉(zhuǎn)軸與刀具中心軸線的偏心距為1μm。
對(duì)不同數(shù)控沖床的動(dòng)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(dòng)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(dòng)平衡等級(jí)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(huì)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(dòng)，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速提高時(shí)，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(dòng)平衡。應(yīng)根據(jù)其使用速度范圍進(jìn)行平衡，以實(shí)現(xiàn)最佳的加工效益。對(duì)高速切削刀具進(jìn)行平衡時(shí)，首先需對(duì)刀具、夾頭、主軸等各個(gè)元件單獨(dú)進(jìn)行平衡，然后對(duì)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(dòng)平衡機(jī)構(gòu)的鍾刀，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償環(huán)移動(dòng)內(nèi)部配重以補(bǔ)償?shù)毒卟黄胶饬俊�圖8-7為法國(guó)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(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)配重環(huán)，調(diào)整其相對(duì)位置，即可補(bǔ)償?shù)毒呓Y(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)。圖8-8為德國(guó)Walter公司采用蝶釘調(diào)節(jié)不平衡量的高速面鏡刀。