Trục chính tốc độ cao cần có độ cân bằng như thế nào?

Mác thép G2.5 là loại phổ biến nhất cho trục chính máy công cụ có tốc độ quay lên đến khoảng 20.000 vòng/phút. Đối với trục chính quay trên 20.000 vòng/phút (gia công HSC), nên sử dụng mác thép G1.0 hoặc G0.4. Mác thép chặt hơn giúp giảm lực ly tâm và cải thiện chất lượng bề mặt.

Sự mất cân bằng trục chính ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt như thế nào?

Sự mất cân bằng tạo ra lực ly tâm làm lệch hướng dụng cụ cắt. Độ lệch này biểu hiện dưới dạng các gợn sóng trên bề mặt phôi. Ở tốc độ trục chính cao, thậm chí chỉ vài g·mm độ mất cân bằng cũng có thể gây ra độ lệch dụng cụ cắt ở mức micromet, làm giảm chất lượng bề mặt xuống vài cấp Ra.

Tôi có nên cân bằng giá đỡ dụng cụ khi đã lắp dụng cụ vào không?

Đúng vậy, để đạt kết quả tốt nhất, toàn bộ cụm lắp ráp (giá đỡ dụng cụ + dụng cụ + núm giữ + kẹp + dao cắt) cần được cân bằng với nhau. Mỗi thành phần đều góp phần tạo nên sự mất cân bằng, và tổng thể sẽ quyết định độ rung thực tế trong quá trình cắt.

Sự khác biệt giữa đầu kẹp dụng cụ HSK và BT dùng để cân bằng là gì?

Đầu kẹp dụng cụ HSK có thân côn rỗng với tiếp xúc mặt, mang lại độ cứng hướng tâm và độ lặp lại tốt hơn so với BT (côn 7/24). HSK được ưa chuộng cho các ứng dụng tốc độ cao vì tiếp xúc kép của nó giúp giảm độ lệch tâm và làm cho quá trình cân bằng lặp lại tốt hơn giữa các lần thay dụng cụ.

Làm thế nào để đo độ mất cân bằng trục chính?

Độ mất cân bằng trục chính được đo bằng các cảm biến rung được gắn gần ổ trục chính trong khi trục chính đang hoạt động. Một thiết bị cân bằng di động (như Vibromera Balanset) đo biên độ và pha rung 1×, sau đó tính toán khối lượng và góc hiệu chỉnh cần thiết.

Công cụ kỹ thuật miễn phí

Máy tính mất cân bằng trục chính máy công cụ

Tính toán độ mất cân bằng cho phép của trục chính + giá đỡ dụng cụ, độ lệch tâm (nm), lực ly tâm và độ lệch dụng cụ tương đương theo tiêu chuẩn ISO 21940.

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

Results

Mức mất cân bằng cho phép

—

Độ lệch tâm

—

Lực ly tâm

—

Ước tính độ lệch dụng cụ tương đương

—

Vận tốc góc ω

—

Độ mất cân bằng trục chính cho phép (ISO 21940)

G — cấp chất lượng cân bằng (mm/giây)
m — Khối lượng cụm trục chính + giá đỡ dụng cụ (kg)
ω = 2π·n/60 — vận tốc góc (rad/s)

Độ lệch tâm (Sự mất cân bằng cụ thể)

Đối với các trục chính tốc độ cao, độ lệch tâm thường được biểu thị bằng nanomet (1 μm = 1000 nm).

Lực ly tâm và độ lệch của dụng cụ

Lực ly tâm do sự mất cân bằng tác động lên ổ trục chính, gây ra độ lệch ở đầu dụng cụ. Ước tính độ lệch sử dụng mô hình độ cứng trục chính đơn giản (≈ 20 N/μm, điển hình cho HSK-63).

Cân bằng cấp độ cho máy công cụ

Cấp	Ứng dụng	Tốc độ điển hình
G0.4	Mài siêu chính xác, quang học	> 60.000 vòng/phút
G1.0	Máy mài, máy phay tốc độ cao	15.000–40.000 vòng/phút
G2.5	Trung tâm gia công cơ khí tổng quát, máy tiện	5.000–24.000 vòng/phút

Ví dụ thực tế

Ví dụ — Đầu kẹp dụng cụ HSK-63 ở tốc độ 24.000 vòng/phút

Được cho: Khối lượng = 2 kg, Tốc độ = 24.000 vòng/phút, Độ dốc = G2.5

ω = 2π × 24000 / 60 = 2.513,3 rad/s

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

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

F = 1,99 / 1e6 × 2513,3² = 12,6 N

⚠️ Lưu ý: Ước tính độ lệch của dụng cụ sử dụng mô hình độ cứng đơn giản. Độ lệch thực tế phụ thuộc vào tải trọng trước của ổ trục, thiết kế trục chính, độ nhô ra của dụng cụ và lực kẹp. Chỉ nên sử dụng giá trị này như một hướng dẫn sơ bộ.