Станки с ЧПУ

и их инструментальная оснастка

Сборка, настройка и балансировка инструмента. (9 из 9).

Ряд исследований, проведенных на балансировочных станках вертикальной и горизонтальной компоновки, дает возможность сделать заключение о характеристике разброса и, тем самым, о воспроизводимости классов точности балансировки.

Компоновки балансировочных станков: а - вертикальный балансировочный станок; б - горизонтальный балансировочный станок; 1 - вспомогательный вал с зажимной системой; 2 — система опор, снабженная измерительными преобразователями; 3 - вылет L в плоскости балансировки; 4 - шпиндель с прецизионными опорами; 5 - опорная стойка с встроенными измерительными преобразователями

Исследовано два типа балансировочных станков: А и В. Станки типа А имеют вертикальную компоновку и специально разработаны для балансировки инструментальных наладок. Установку инструмента в них осуществляют с помощью зажимного патрона посредством адаптера. У станков типа В (с горизонтальной компоновкой) установка балансируемых инструментов происходит посредством вспомогательного вала с тягой. Преимущество станков типа В состоит в возможности использования для балансировки любых роторов, поэтому их можно считать универсальными.

Все станки работают с использованием пьезоэлектрического датчика силы. Программное обеспечение позволяет автоматически выполнять расчет класса точности балансировки, необходимой балансировочной глубины сверления или фрезерования, а также угла поворота балансировочных колец. Точность балансировки на указанных трех моделях оценивалась экспериментально с различными инструментами в значительном диапазоне масс, размеров и длин вылета.

Типы и размеры балансируемого инструмента

Для определения возможного класса точности балансировки производились эксперименты как изготовителями балансировочных машин, так и их потребителями – специалистами машиностроительных предприятий. В соответствии с результатами экспериментов для балансировочных машин вышеуказанных типов получены данные по классам точности балансировки для отдельных инструментов. В результате сравнительных измерений, проведенных в одно плоскости, для машин типов А и В получены различные значения достигнутой точности балансировки.

Исследования показали, что у различных типов балансировочных станков результаты балансировки имеют значительный разброс.

Так, при частоте вращения 15000 мин^-1 у двух из восьми инструментов разброс значений находится ниже класса точности балансировки G6,3, а при частоте 24000 мин^-1 этот разброс больше допускаемого класса точности G6,3. В среднем для всех измеряемых инструментов замеренный класс точности дисбаланса находится выше допускаемого при классе точности балансировки G2,5.

Результаты описанных экспериментов показывают, что задаваемый в технических требованиях на инструменты класс точности балансировки >G2,5 при измерениях не воспроизводятся надежно. Назначаемый класс точности G6,3 не достигается надежно на практике для всех частот вращения. Таким образом, требуемое для обеспечения безопасности машин назначение класса точности балансировки G2,5 теряет смысл и, несмотря на существующие измерения, вследствие получаемого разброса результатов измерений, фактически никогда не реализуется.

Рекомендации для пользователей высокоскоростных станков.

При обработке с очень большим объемом снимаемой стружки, например, при изготовлении из алюминия крупноразмерных авиационных деталей, несмотря на исключительно высокую расходуемую на резание мощность, нагрузка на шпиндельные опоры от сил, возникающих из-за дисбаланса, не является преобладающей. Следовательно, в диапазоне достигаемых при черновой обработке частот вращения 15 000…24000 мин^-1 класс точности балансировки в интервале >G6,3-G8,0 является вполне достаточным.

При чистовой обработке с высокими требованиями к качеству получаемой поверхности и к допускам на размеры, необходимо, по возможности, свести к минимуму деформации, приведенные к вершине инструмента, вызываемые центробежными силами. Класс точности балансировки G6,3 при частоте вращения инструмента 10000 мин^-1 соответствует остаточному эксцентриситету е порядка 6 мкм, а при 20000 мин^-1 – 3 мкм. Поэтому, в этом случае необходимо обеспечивать соблюдение, по меньшей мере, класса точности G6,3. При финишной обработке не исключена необходимость и более высоких классов точности балансировки. В этом случае, балансировку инструментальных наладок после их смены необходимо производить непосредственно в шпинделе станка.

Быстрый переход в разделы

• Особенности технологии обработки на станках с ЧПУ
• Режущий инструмент
• Вспомогательный инструмент
• Системы инструментальной оснастки
• Инструментальные наладки станков с ЧПУ
• Диагностика инструмента как элемента технологической системы
• Комплексное инструментальное обеспечение станков с ЧПУ
• Автоматизированное проэктирование инструментальной оснастки