Ce grad de echilibrare este necesar pentru axele de mare viteză?

G2.5 este cea mai comună calitate pentru axurile mașinilor-unelte cu turații de până la aproximativ 20.000 RPM. Pentru axele care funcționează peste 20.000 RPM (prelucrare HSC), se recomandă G1.0 sau G0.4. Calitatea mai strictă reduce forța centrifugă și îmbunătățește finisajul suprafeței.

Cum afectează dezechilibrul axului finisajul suprafeței?

Dezechilibrul creează o forță centrifugă care deviază scula. Această deviere apare ca ondulație pe suprafața piesei de prelucrat. La viteze mari ale axului, chiar și câțiva g·mm de dezechilibru pot provoca o deviere a sculei la nivel de microni, degradând finisajul suprafeței cu mai multe grade Ra.

Ar trebui să echilibrez portscula cu scula instalată?

Da, pentru cele mai bune rezultate, întregul ansamblu (portsculă + sculă + buton de fixare + pensetă + freză) trebuie echilibrat. Fiecare componentă își contribuie la dezechilibru, iar totalul determină vibrația reală în timpul așchierii.

Care este diferența dintre portsculele HSK și BT pentru echilibrare?

Portsculele HSK au o coadă conică goală la interior cu contact frontal, oferind o rigiditate radială și o repetabilitate mai bune decât BT (conicitate de 7/24). HSK este preferat pentru aplicații de mare viteză, deoarece contactul dublu reduce bătaia excesivă și face echilibrarea mai repetabilă între schimbările de scule.

Cum măsor dezechilibrul axului?

Dezechilibrul axului principal este măsurat folosind senzori de vibrații montați lângă rulmenții axului principal în timp ce acesta funcționează. Un instrument portabil de echilibrare (cum ar fi Vibromera Balanset) măsoară amplitudinea și faza vibrației 1×, apoi calculează masa și unghiul de corecție necesare.

Instrument de inginerie gratuit

Calculator de dezechilibru al axului mașinii-unelte

Calculați dezechilibrul admisibil al axului + portsculă, excentricitatea (nm), forța centrifugă și deformarea echivalentă a sculei conform ISO 21940.

ISO 21940-11 HSK / BT / CAT G0.4 – G2.5

Rezultate

Dezechilibru admisibil

—

Excentricitate

—

Forța centrifugă

—

Estimarea deformării echivalente a sculei

—

Viteza unghiulară ω

—

Dezechilibru admisibil al axului (ISO 21940)

G. — gradul de calitate al balanței (mm/s)
m — masa ansamblului ax + portsculă (kg)
ω = 2π·n/60 — viteză unghiulară (rad/s)

Excentricitate (dezechilibru specific)

Pentru fusurile de mare viteză, excentricitatea este adesea exprimată în nanometri (1 μm = 1000 nm).

Forța centrifugă și deformarea sculei

Forța centrifugă provenită din dezechilibru acționează asupra lagărelor axului, provocând o deformare la vârful sculei. Estimarea deformării utilizează un model simplificat de rigiditate a axului (≈ 20 N/μm tipic pentru HSK-63).

Clase de echilibrare pentru mașini-unelte

Grad	Aplicație	Viteză tipică
G0.4	Șlefuire ultra-precizie, optică	> 60.000 RPM
G1.0	Mașini de șlefuit, frezare de mare viteză	15.000–40.000 RPM
G2.5	Centre de prelucrare generale, strunguri	5.000–24.000 RPM

Exemplu practic

Exemplu — Portscule HSK-63 la 24.000 RPM

Dat: Masă = 2 kg, Viteză = 24.000 RPM, Grad = G2.5

ω = 2π × 24000 / 60 = 2.513,3 rad/s

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

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

F = 1,99 / 1e6 × 2513,3² = 12,6 N

⚠️ Notă: Estimarea deformării sculei utilizează un model de rigiditate simplificat. Deformarea reală depinde de preîncărcarea rulmentului, designul axului, consola sculei și strângere. Folosiți acest lucru doar ca ghid aproximativ.