Ni daraja gani la usawa linalohitajika kwa spindle za mwendo wa kasi?

G2.5 ni daraja la kawaida zaidi kwa spindle za mashine ya zana zinazofanya kazi hadi takribani RPM 20,000. Kwa spindle zinazozidi RPM 20,000 (ukataji wa kasi ya juu — HSC), G1.0 au G0.4 inapendekezwa. Daraja gumu zaidi hupunguza nguvu ya sentrifugali na kuboresha ubora wa uso uliokatwa.

Usawa mbaya wa spindle huathirije ubora wa uso uliokatwa?

Usawa mbaya huzalisha nguvu ya sentrifugali inayopinda zana. Kupinda huku kunajitokeza kama mawimbi kwenye uso wa kitu kinachokatwa. Kwa kasi za juu za spindle, hata g·mm chache za usawa mbaya zinaweza kusababisha kupinda kwa zana kwa kiwango cha mikroni, na kupunguza ubora wa uso kwa madaraja kadhaa ya Ra.

Je, ninapaswa kusawazisha kishikizi cha zana pamoja na zana iliyowekwa?

Ndiyo, kwa matokeo bora mkusanyiko mzima (kishikizi cha zana + zana + kibonye cha kuhifadhi + collet + kichwa cha kukata) unapaswa kusawazishwa pamoja. Kila sehemu inachangia usawa mbaya wake, na jumla ndio inayoamua mtetemo halisi wakati wa ukataji.

Ni tofauti gani kati ya vishikizi vya zana vya HSK na BT katika suala la usawa?

Vishikizi vya HSK vina shank ya umbo la koni yenye ufuniko wa nyuma ulio wazi na mawasiliano ya uso, vikiupa ugumu bora wa radiali na ulinganifu wa matokeo kuliko BT (koni ya 7/24). HSK inapendelewa kwa matumizi ya kasi ya juu kwa sababu mawasiliano yake mawili hupunguza runout na kufanya usawa uwe thabiti zaidi kati ya mabadiliko ya zana.

Ninawezaje kupima usawa mbaya wa spindle?

Usawa mbaya wa spindle hupimwa kwa kutumia vipimo vya mtetemo vilivyowekwa karibu na vipandikizi vya spindle wakati spindle inafanya kazi. Kifaa cha usawa kinachobebeka (kama vile Vibromera Balanset) hupima ukubwa na awamu ya mtetemo wa mzunguko wa kwanza (1×), kisha huhesabu uzito wa urekebishaji unaohitajika na pembe yake.

Zana ya Uhandisi Isiyolipisha

Kikokotozi cha Kutokuwa na Usawa kwa Spindle ya Zana za Mashine

Hesabu usawa mbaya unaoruhusiwa wa spindle + kishikizi cha zana, eksentriki (nm), nguvu ya sentrifugali, na makadirio ya kupinda kwa zana kulingana na ISO 21940.

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

Results

Kubadilika Kinachokubalika

—

Eccentricity

—

Nguvu ya Sentrifugi

—

Makadirio ya Upotevu wa Zana Sawa

—

Angular Velocity ω

—

Kukosekana kwa Usawa Kinachokubalika kwa Spindle (ISO 21940)

G — daraja la ubora wa usawazaji (mm/s)
m — uzito wa mkusanyiko wa spindle + kishikilia zana (kg)
ω = 2π·n/60 — angular velocity (rad/s)

Msongamano (Kukosekana kwa Usawa Maalum)

Kwa spindle za kasi ya juu, msongamano mara nyingi huonyeshwa kwa nanomita (1 μm = 1000 nm).

Nguvu ya Katikati & Upotevu wa Zana

Nguvu ya katikati inayotokana na kukosekana kwa usawa hutenda kwenye vifaa vya spindle, na kusababisha upotevu kwenye ncha ya zana. Makadirio ya upotevu hutumia mfano rahisi wa ugumu wa spindle (≈ 20 N/μm wa kawaida kwa HSK-63).

Viwango vya Usawa kwa Mashine za Zana

Grade	Application	Typical Speed
G0.4	Kusaga kwa usahihi wa hali ya juu, macho	> 60,000 RPM
G1.0	Mashine za kusaga, kukata kwa kasi ya juu	15,000–40,000 RPM
G2.5	Vituo vya jumla vya utengenezaji, mashine za kugeuzea	5,000–24,000 RPM

Mfano wa Vitendo

Mfano — Kishikilia Zana HSK-63 kwa 24,000 RPM

Given: Mass = 2 kg, Speed = 24,000 RPM, Grade = G2.5

ω = 2π × 24000 / 60 = 2,513.3 rad/s

U_per = 2.5 × 2 × 1000 / 2513.3 = 1.99 g·mm

e_per = 2.5 × 1000 / 2513.3 = 0.995 μm = 995 nm

F = 1.99 / 1e6 × 2513.3² = 12.6 N

⚠️ Note: Makadirio ya upotevu wa zana hutumia mfano rahisi wa ugumu. Upotevu halisi unategemea mzigo wa awali wa vifaa vya kuzunguka, muundo wa spindle, urefu wa zana unaojitokeza, na mbinu ya kubana. Tumia hii kama mwongozo tu wa takriban.