Услуги по балансиране ' Шпиндели и държачи за инструменти

Балансиране на шпиндела и държачите на инструменти с ЦПУ - при работна скорост, в машината

Високоскоростните обработващи шпиндели са прецизни инструменти - дори милиграм дисбаланс при 24 000 об/мин генерира вредна центробежна сила. Ние балансираме шпиндели с ЦПУ и комплекти държачи за инструменти HSK/BT/CAT при работна скорост, в машината, така че качеството на повърхността се подобрява, животът на инструмента се удължава, а лагерите на шпиндела издържат значително по-дълго.

Купете Balanset-1A Попитайте нашия инженер

Балансиране на CNC шпиндела и HSK държача на инструмента с Balanset-1A при работна скорост

Накратко: Балансирането на шпиндела и държачите на инструменти с ЦПУ се извършва на място при действителната скорост на обработка - без демонтаж на шпиндела, без престой на машината извън сесията за балансиране. Сензор за вибрации на корпуса на шпиндела и лазерен тахометър на въртящия се възел подават данни към Balanset-1A, който прилага метода на коефициента на влияние, за да изчисли точната коригираща маса и ъглово положение. Цялата сглобка - държач на инструмента, цанга и режещ инструмент заедно - се балансира като едно цяло, постигайки клас G1.0 или по-добър по ISO 21940-11, намалявайки остатъчните вибрации със 70 % или повече и увеличавайки многократно живота на лагерите на шпиндела до десет пъти.

Признаци, че шпинделът или държачът на инструмента не е балансиран

Дисбалансът на високоскоростния шпиндел се проявява чрез обработвания детайл и самия шпиндел. Знайте какво да търсите:

Лошо качество на повърхността Следите от тракане и вълничките по обработваната повърхност, които се повтарят при въртене на шпиндела, показват остатъчен дисбаланс, който принуждава инструмента да се отклони от предвидената траектория.

Съкратен живот на инструмента Небалансираните режещи инструменти се износват неравномерно и се стружкообразуват преждевременно, тъй като режещият ръб не следва истинска кръгова траектория - при всеки оборот един от секторите на пластината понася непропорционално голямо натоварване.

Шум на лагера на шпиндела Нарастващото бръмчене или грапавост, които се усещат в корпуса на шпиндела, сигнализират, че пистите на ъгловите лагери поемат прекомерно динамично радиално натоварване.

Пик на вибрациите при 1× скорост на шпиндела Спектърът на FFT с преобладаващ пик при честотата на работа - а не при честотата на зъбния проход или на трептене - сочи директно към дисбаланс на масата във въртящия се възел.

Необичаен термичен растеж Прекомерната топлина, генерирана в предния лагер, причинява термично отклонение на шпиндела, което променя допуските на детайлите при дълъг производствен цикъл.

Вибрации след всяка смяна на държача на инструмента Всяка нова комбинация от държач и инструмент има уникална характеристика на дисбаланса; без повторно балансиране след смяна това динамично натоварване се поема от лагерите на шпиндела.

Защо шпинделите и държачите на инструменти губят равновесие - и колко струва това

Сглобката на шпиндела е съвкупност от толерирани компоненти - вал на шпиндела, теглич, конус на държача, цанга и режещ инструмент - всеки от които допринася за собствена малка асиметрия на масата. Комбинираната диспропорция е от критично значение, тъй като центробежната сила нараства с квадрат на скоростта на въртене. При 10 000 об/мин дисбаланс от само 1 g-mm създава приблизително 1 N въртяща се радиална сила; при 30 000 об/мин същият 1 g-mm произвежда 9 N. Тези сили натоварват предните ъглови лагери непрекъснато в един сектор, като при всяко завъртане притискат сачмените релси. В рамките на една производствена смяна повредите от умора са сериозни: лагерите на шпиндела, които би трябвало да издържат години, се повреждат за месеци, а прецизното предварително натоварване, зададено по време на монтажа, се разрушава.

Разходите за качество на повърхността нарастват също толкова бързо. Вибрациите при честотата на шпиндела водят до вълнообразност на повърхността, която изисква допълнителни довършителни преходи, повишават процента на брака и ограничават постижимите допуски. За космическите, медицинските и оптичните части балансирането на шпиндела не е допълнителна поддръжка - то е задължителна стъпка в настройката на процеса. Балансирането на цялата сглобка с Balanset-1A преди производствен цикъл отнема по-малко от час, а инвестицията се възвръща в рамките на един ден от спестените средства за инструменти.

×10живот на лагерите на шпиндела при намаляване на вибрациите наполовина

-70%типичен спад на вибрациите след една сесия

2корекция на самолети при едно посещение

<1hтипична работа на място за монтаж

Защо намаляването на вибрациите наполовина увеличава многократно живота на лагерите

ISO 281 определя номиналния живот на търкалящите лагери като L₁₀ = (C/P)^p, където P е динамичното натоварване, понасяно от лагера, а експонентата p = 3 за сачмените лагери и 10/3 за ролковите лагери. Остатъчен дисбаланс е че въртящото се радиално натоварване P и амплитудата на вибрациите го следват пряко - така че намаляването на вибрациите наполовина намалява P и увеличава живота на лагера с 2^p: за 8× за сачмени лагери и ~10× за ролкови лагери (2^10/3 ≈ 10). Изпълнете собствените си числа в нашия калкулатор на експлоатационния живот на лагерите.

Как балансираме CNC шпиндел - стъпка по стъпка

Полевото балансиране на шпиндел с ЦПУ с Balanset-1A се извършва по метода на влиянието и коефициента на полезно действие при действителна скорост на обработка, вътре в машината - не е необходим демонтаж:

Монтирайте сензорите. Вибрационният акселерометър се закрепва към корпуса на шпиндела в областта на предния лагер, а лазерният тахометър се насочва към отразяваща фазова лента на държача на инструмента или на носа на шпиндела. През цялото време машината остава сглобена и в нормално работно състояние.
Измерване на базовата линия. При един пробег с целевата скорост на обработка се улавят амплитудата и фазовият ъгъл на вибрациите, като се установява текущото състояние на дисбаланс по големина и посока за целия въртящ се възел.
Добавете пробна тежест. Малка калибрирана маса се закрепва към балансиращия пръстен на държача на инструмента или към специално изработен балансиращ фланец на носа на шпиндела. При втори пробег със същата скорост се определя количествено реакцията на шпиндела - коефициентът на влияние - на известно смущение в това ъглово положение.
Оставете устройството да изчисли. Balanset-1A решава уравненията за коефициента на влияние и извежда коригиращата маса и нейното точно ъглово положение. При дълги възли или когато са достъпни както равнината на държача на инструмента, така и равнината на носа на шпиндела, балансирането в две равнини елиминира двойния дисбаланс, както и статичния дисбаланс.
Поставете корекцията. Регулиращите винтове на балансиращия пръстен, прецизното шлифоване на фланеца на държача на инструмента или специално изработените тежести за клипс прилагат изчислената корекция при посочения ъгъл. Пробното тегло се отстранява, освен ако не представлява част от крайната корекция.
Проверете и документирайте. Последното измерване при работна скорост потвърждава, че остатъчният дисбаланс е в рамките на допустимото отклонение G2.5 или G1.0 за масата и скоростта на шпиндела. Balanset-1A записва отчет с времеви печат със стойностите преди и след заснемането за вашите записи за качество.

Какво балансираме

Комплекти държачи за инструменти HSK (HSK-A25 до HSK-A100) с инструмент
BT и CAT / ISO конусни държачи (BT30, BT40, BT50, CAT40, CAT50)
Комплекти цангов патронник и ER цанговник
Стойки за челно фрезоване и адаптери за челно фрезоване
Разстъргващи глави и прецизни разстъргващи пръти
CNC обработка - централни шпинделни валове
Сглобки на шпиндела на шлифовъчния диск
Високочестотни фрези и шпиндели за гравиране
Съоръжения за струговане с център за рязане под налягане
Моторизирани шпиндели с директно задвижване (балансиращи пускания до ~60,000 rpm, в рамките на измервателния диапазон 5–1000 Hz на прибора; най-добра точност до ~33,000 rpm)

Допустими отклонения и стандарти

ISO 21940-11 (бивш ISO 1940-1) определя класове за качество на баланса от G0.4 до G4000 за твърди ротори. За обработващи шпиндели и държачи за инструменти приложимите класове са G2.5 (обща обработка до ~10 000 об/мин) и G1.0 (прецизни и високоскоростни шпиндели с над 10 000 об/мин). Допустимият остатъчен дисбаланс U_на = e_на × m (g-mm), където e_на е специфичният дисбаланс, получен от степента G и скоростта на въртене, а m е масата на ротора в kg.

За високоскоростни обработващи възли приемните критерии извън допуските за балансиране по ISO 21940-11 се задават от спецификациите на производителите на шпиндела и държача на инструмента. Добрата практика изисква цялостно сглобяване - държач за инструменти, цанга и монтиран режещ инструмент - да бъдат балансирани като единица, тъй като всеки елемент внася своя собствена независима асиметрия на масата. Ние измерваме и документираме остатъчния дисбаланс в g-mm и предоставяме доклад за балансиране в степента, която изисква вашето приложение. Използвайте нашия Калкулатор за остатъчен дисбаланс за да откриете допустимия толеранс, преди да започнете работа.

Balanset-1A - вашият пълен комплект за балансиране на полето

Всичко на тази страница се прави с един преносим инструмент: Balanset-1A. Това е двуканален динамичен балансьор и анализатор на вибрации, който балансира сглобки на шпиндели и държачи за инструменти с ЦПУ. в собствените си лагери, при работна скорост, като се използва методът на коефициента на влияние с 3 хода - софтуерът изчислява точната коригираща маса и ъгъл и записва отчет.

Пълен комплект за балансиране Balanset-1A със сензори, лазерен тахометър, везна и куфар

Какво има в пълния комплект

€1,975 - Пълен комплект, на склад, фактура с ДДС

Интерфейсен измервателен модул (USB, 2 канала)
Два вибрационни акселерометъра (4 м кабел, 10 м по избор)
Лазерен тахометър / оптичен фазов сензор (50-500 mm)
Магнитна стойка за сензора
Цифрова везна за пробни и коригиращи тегла
Софтуер за балансиране и анализ на Windows
Пластмасов транспортен калъф

Преглед на Balanset-1A Попитайте нашия инженер

Препоръчано

Пълен комплект

Устройство - 2 сензора - лазерен тахометър - магнитна стойка - цифрова везна - софтуер - транспортен куфар. Всичко необходимо, за да започнете да балансирате, извадено от кутията.

OEM

Комплект OEM

Устройство - 2 сензора - лазерен тахометър - софтуер. За интегратори, които вече разполагат със стойка, везна и куфар, или които вграждат устройството в балансираща машина.

Основни технически спецификации
Параметър	Стойност
Измервателни канали	2 (балансиране в една и две равнини)
Диапазон на скоростта на вибрациите	0.2–80 mm/s RMS
Честотен диапазон	5–1000 Hz (≤10% грешка на амплитудата над 550 Hz)
Точност на измерването	±5% от пълната скала
Метод	Коефициент на влияние на 3 хода (1 или 2 равнини)
Анализ	Амплитуда и фаза при 1×, FFT спектър и форма на вълната, запазени отчети
Лаптоп	Не е включено в комплекта (компютър с Windows, предлага се при поискване)

✓ В наличност✓ DHL Португалия €35✓ DHL за цял свят €110✓ 2-годишна гаранция✓ Фактура за ДДС✓ Инженерна поддръжка

Балансиране на място срещу балансираща машина - кое е подходящо за вашия шпиндел?

Сравнение: балансиране на място на CNC машината спрямо специален стенд за балансиране извън машината
Фактор	Балансиране на полето (Balanset-1A)	Специална стойка за балансиране (работилница)
Изваждане на шпиндела от машината?	Не - работи на място	Да - необходимо е пълно разглобяване
Отразява реалните условия на работа?	Да - действителни лагери, термично предварително натоварване, притискане на теглича	Не - отделна емулация на шпиндела
Престой на машината	Само монтаж на сензора (<15 мин.)	Часове до дни (изваждане, изпращане, балансиране, повторно инсталиране)
Балансиране на скоростта	Действителна скорост на обработка	Отделна, често по-ниска скорост на изпитване
Сметки за цялостно сглобяване (държач + цанга + инструмент)?	Да - пълен комплект, балансиран като едно цяло	Зависи от стойката; често само държач
Спазени стандарти	ISO 21940-11 G1.0	ISO 21940-11 G1.0
Разходи за оборудване	1 975 евро (пълен комплект)	€5,000 - €30,000+
Типично работно време за сглобяване	<1 час на място	От няколко часа до 1-2 дни общо

Балансирането на място е предпочитаният подход за производствени шпиндели, които могат да работят, тъй като то улавя истинското състояние на работа на сглобената машина - включително термичното предварително натоварване и силите на притискане на теглича - което не може да се възпроизведе на отделен стенд. Специалният стенд остава полезен за новоизградени инструментални държачи преди първата употреба или за много високоскоростни шпиндели, чиято геометрия не позволява директно закрепване на сензора.

Реални случаи на балансиране на шпиндела

Шпиндел с ЦПУ и HSK държач на инструменти, балансирани на място при работна скорост, достигаща G1.0

CNC шпиндел и HSK държач за инструменти

Балансиране на място на шпиндел с обработващ център и HSK държач на инструменти при работна скорост, постигане на остатъчен дисбаланс G1,0 и елиминиране на проблемите с фината повърхност.

Цялостен комплект държачи - държач, цангова тръба и режещ инструмент - монтиран на шпиндела за балансиране в машината

Пълно сглобяване, балансирано като едно цяло

Цялостната сглобка - държач, цанга и инструмент - се балансира заедно в машината. Всеки компонент допринася за собствената си асиметрия на масата; балансирането на ниво сглобка се изисква от ISO 21940-11.

Вибрационен акселерометър, монтиран на корпуса на CNC шпиндела в зоната на предния лагер за балансиране на място

Сензор в областта на предния лагерен механизъм

Вибрационният акселерометър се закрепва директно към корпуса на шпиндела при предния лагер, като измерва при пълна скорост на обработка - не е необходимо демонтиране на шпиндела.

Безплатни калкулатори за шпиндели и държачи на инструменти

Калкулатор на дисбаланса на шпиндела Остатъчен дисбаланс (ISO 1940) Калкулатор на пробната тежест Центробежна сила от дисбаланс

Научете теорията

Класове на качество на балансиране Остатъчен дисбаланс Балансиране на място Динамично балансиране Балансиране в две равнини

Често задавани въпроси за балансиране на шпиндела и държачите на инструменти

Необходимо ли е шпинделът да се извади от машината за балансиране?

Не. Balanset-1A балансира шпиндела в собствените му лагери при действителната скорост на обработка, без да се налага разглобяване. Сензор за вибрации се закрепва към корпуса на шпиндела, а лазерен тахометър отчита фазовия еталон на въртящия се възел - това е целият необходим достъп. Това означава, че резултатът от баланса отразява истинското състояние на работа, включително термичното предварително натоварване и силите на затягане на теглича, които отделен стенд за балансиране не може да възпроизведе.

Дали трябва да балансирам само държача на инструмента или целия комплект?

Винаги балансирайте цялата сглобка - държач за инструменти, цанга и режещ инструмент заедно. Всеки компонент има своя собствена асиметрия на масата; балансирането само на държача не отчита инструмента. Поради тази причина ръководството за държачи на инструменти ISO 21940-11 изрично изисква балансиране на ниво сглобка. Когато сменяте инструмента или преточвате пластината, състоянието на баланса се променя и сглобката трябва да се провери отново преди следващия производствен цикъл над 10 000 об/мин.

От какъв клас баланс се нуждаят обработващите шпиндели?

G2.5 е приемлив за обработка с общо предназначение при умерени скорости (под ~10 000 об/мин). G1.0 се препоръчва за шпиндели, работещи със скорост над 10 000 об/мин, и за прецизна работа, при която допустимите отклонения за грапавост на повърхността Ra или Rz са строги. Допустимият остатъчен дисбаланс в g-mm зависи от масата на ротора и скоростта - използвайте нашите Калкулатор за дисбаланс на шпиндела за да намерите точната граница за вашето приложение и клас.

Колко често трябва да се балансират сглобките на държачите на инструменти?

Най-добрата практика за високоскоростна обработка (над 10 000 об./мин.) е да се балансира сглобката на държача на инструмента, когато се монтира нов инструмент за производствена серия. За специализирани настройки за дълги серии, балансирайте отново след всяко повторно шлифоване, нанасяне на покритие или ремонт на държача на инструмента, който променя разпределението на масата. При обороти под 10 000 об/мин много цехове балансират само когато се появят симптоми на вибрации, но винаги си струва да се извършва проактивно балансиране преди високостойностен пробег.

Може ли Balanset-1A да работи със скорости на шпиндела над 20 000 об/мин?

Да. Диапазонът за измерване на 1× вибрации на Balanset-1A е 5–1000 Hz, което съответства на скорости за балансиране приблизително 300–60,000 rpm. Точността е най-добра до около 33,000 rpm (550 Hz); над това грешката на амплитудата нараства, като остава в рамките на 10% до 1000 Hz. На практика ултрависокоскоростните шпиндели често се балансират при понижена скорост — валиден подход, когато роторът все още се държи като твърд ротор. Използвайте нашия Калкулатор за дисбаланс на шпиндела за да потвърдите допустимия остатъчен дисбаланс по G-клас при целевата ви работна скорост.

Достатъчна ли е една плоскост за корекция, или ми трябват две?

За къси, компактни инструментални държачи с осева широчина, много по-малка от диаметъра им, обикновено е достатъчна само една коригираща равнина върху балансиращия пръстен на държача. За по-дълги сглобки - като например разстъргваща шина или държач с удължен обхват - или когато са достъпни както държачът на инструмента, така и носът на шпиндела, балансирането с две равнини елиминира двойния дисбаланс, както и статичния дисбаланс, като осигурява по-пълна корекция. Balanset-1A работи както в едно-, така и в двуплоскостен режим с един и същ хардуер.

Балансиране на вашия CNC шпиндел - при скорост, в машината

Balanset-1A измерва и отстранява дисбаланса на шпиндела при работна скорост, без да се налага разглобяване, като постига допустими отклонения по ISO 21940-11 G1.0 и документира резултата за вашите записи за качество. Без демонтаж на машината, без производствени загуби - само по-тих шпиндел, по-дълъг живот на лагерите и по-добро качество на повърхността.

Преглед на Balanset-1A Задайте въпрос във форума

Балансиране на шпиндели и държачи на инструменти с ЦПУ