Milline tasakaalustusaste on vajalik kiirete spindlite jaoks?

G2.5 on kõige levinum klass tööpinkide spindlite puhul kuni umbes 20 000 p/min. Spindlitele, mis töötavad üle 20 000 p/min (HSC-töötlus), on soovitatav G1.0 või G0.4. Jämedam klass vähendab tsentrifugaaljõudu ja parandab pinnaviimistlust.

Kuidas mõjutab spindli tasakaalustamatus pinnaviimistlust?

Tasakaalustamatus tekitab tsentrifugaaljõu, mis painutab tööriista. See läbipaine ilmneb töödeldava pinna lainelisusena. Suure spindli kiiruse korral võib isegi mõne g·mm tasakaalustamatus põhjustada mikronitasemel tööriista läbipainde, halvendades pinnaviimistlust mitme Ra-klassi võrra.

Kas peaksin tööriistahoidikut paigaldatud tööriistaga tasakaalustama?

Jah, parimate tulemuste saavutamiseks tuleks kogu konstruktsioon (tööriistahoidik + tööriist + kinnitusnupp + padrun + lõikur) koos tasakaalustada. Iga komponent lisab oma tasakaalustamatuse panuse ja kogusumma määrab tegeliku vibratsiooni lõikamise ajal.

Mis vahe on HSK ja BT tööriistahoidikutel tasakaalustuse osas?

HSK tööriistahoidikutel on õõnes kooniline vars, millel on kontaktpind, mis tagab parema radiaalse jäikuse ja korduvuse kui BT (7/24 koonus). HSK on eelistatud kiirete rakenduste jaoks, kuna selle kahekordne kontakt vähendab viset ja muudab tasakaalu tööriistavahetuste vahel korratavamaks.

Kuidas mõõta spindli tasakaalustamatust?

Spindli tasakaalustamatust mõõdetakse spindli laagrite lähedale paigaldatud vibratsiooniandurite abil spindli töötamise ajal. Kaasaskantav tasakaalustusvahend (näiteks Vibromera Balanset) mõõdab 1× vibratsiooni amplituudi ja faasi ning seejärel arvutab vajaliku korrektsioonimassi ja -nurga.

Tasuta inseneri tööriist

Tööpingi spindli tasakaalustamatuse kalkulaator

Arvutage lubatud spindli ja tööriistahoidiku tasakaalustamatus, ekstsentrilisus (nm), tsentrifugaaljõud ja ekvivalentne tööriista läbipaine vastavalt standardile ISO 21940.

ISO 21940-11 HSK / BT / CAT G0,4–G2,5

Tulemused

Lubatud tasakaalustamatus

—

Ekstsentrilisus

—

Tsentrifugaaljõud

—

Ekvivalenttööriista läbipainde hinnang

—

Nurkkiirus ω

—

Lubatud spindli tasakaalustamatus (ISO 21940)

G — tasakaalu kvaliteediklass (mm/s)
m — spindli + tööriistahoidiku komplekti mass (kg)
ω = 2π·n/60 — nurkkiirus (rad/s)

Ekstsentrilisus (eriline tasakaalustamatus)

Kiirete spindlite puhul väljendatakse ekstsentrilisust sageli nanomeetrites (1 μm = 1000 nm).

Tsentrifugaaljõud ja tööriista läbipaine

Tasakaalustamatusest tulenev tsentrifugaaljõud mõjub spindli laagritele, põhjustades tööriista otsas läbipainde. Läbipainde hindamisel kasutatakse lihtsustatud spindli jäikuse mudelit (HSK-63 puhul tüüpiline ≈ 20 N/μm).

Tööpinkide tasakaalustusklassid

Hinne	Taotlus	Tüüpiline kiirus
G0.4	Ülitäpne lihvimine, optiline	> 60 000 p/min
G1.0	Lihvimismasinad, kiire freesimine	15 000–40 000 p/min
G2.5	Üldtöötluskeskused, treipingid	5000–24 000 p/min

Praktiline näide

Näide — HSK-63 tööriistahoidik kiirusel 24 000 p/min

Antud: Mass = 2 kg, kiirus = 24 000 p/min, klass = G2.5

ω = 2π × 24000 / 60 = 2513,3 rad/s

U_iga = 2,5 × 2 × 1000 / 2513,3 = 1,99 g·mm

e_iga = 2,5 × 1000 / 2513,3 = 0,995 μm = 995 nm

F = 1,99 / 1e6 × 2513,3² = 12,6 N

⚠️ Märkus: Tööriista läbipainde hindamisel kasutatakse lihtsustatud jäikuse mudelit. Tegelik läbipainde sõltub laagri eelkoormusest, spindli konstruktsioonist, tööriista üleulatuvuse ja kinnituse suurusest. Kasutage seda ainult ligikaudse juhisena.