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機床主軸不平衡計算器
依據 ISO 21940 計算主軸與刀柄允許的不平衡量、偏心量(nm)、離心力及等效刀具撓度。
ISO 21940-11
HSK / BT / CAT
G0.4 – G2.5
結果
許用不平衡量
—
偏心
—
離心力
—
等效刀具撓度估算
—
角速度 ω
—
允許之主軸不平衡量(ISO 21940)
- G — 平衡品質等級 (mm/s)
- m — 主軸與刀柄組件質量(kg)
- ω = 2π·n/60 — 角速度 (rad/s)
偏心量(單位不平衡量)
對於高速主軸,偏心量通常以奈米表示(1 μm = 1000 nm)。
離心力與刀具撓度
不平衡產生的離心力作用於主軸軸承,導致刀具尖端產生撓度。撓度估算採用簡化的主軸剛性模型(HSK-63 典型值約為 20 N/μm)。
機床平衡等級
| 等級 | 應用 | 典型轉速 |
|---|---|---|
| G0.4 | 超高精度研磨、光學 | > 60,000 RPM |
| G1.0 | 研磨機、高速銑削 | 15,000–40,000 RPM |
| G2.5 | 一般加工機床、車床 | 5,000–24,000 RPM |
實務範例
範例 — 24,000 RPM 下的 HSK-63 刀柄
已知: 質量 = 2 kg,轉速 = 24,000 RPM,等級 = G2.5
ω = 2π × 24000 / 60 = 2,513.3 rad/s
U每 = 2.5 × 2 × 1000 / 2513.3 = 1.99 g·mm
e每 = 2.5 × 1000 / 2513.3 = 0.995 μm = 995 nm
F = 1.99 / 1e6 × 2513.3² = 12.6 N
⚠️ 注意: 刀具撓度估算採用簡化的剛性模型。實際撓度取決於軸承預壓、主軸設計、刀具懸伸量及夾持方式。僅供粗略參考。
Vibromera — 便攜式動平衡校正與振動分析
用於機床主軸與旋轉組件的專業現場動平衡儀器。於現場達成 ISO 21940-11 合規。
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