Produttore di soluzioni uniche per tutti i tipi di prodotti per stampaggio e prodotti torniti CNC.
Bilanciamento dell'utensile durante la lavorazione ad alta velocità
La lavorazione ad alta velocità (HSM) presenta molti vantaggi, ma per ridurre i costi di taglio e massimizzare i vantaggi della lavorazione ad alta velocità, è necessario superare molte difficoltà nella produzione effettiva. Nella lavorazione ad alta velocità, quando la velocità di taglio aumenta, la forza di taglio diminuisce. Utilizzando questa funzione, è possibile lavorare pezzi con tolleranze dimensionali e rugosità superficiale più piccole aumentando la velocità del mandrino.
Sebbene non esista una definizione chiara di lavorazione ad alta velocità, la velocità del mandrino può raggiungere i 500.000 giri/min in alcuni test e i 100.000 giri/min nella produzione effettiva. Perché quando la velocità del mandrino supera gli 8000 giri/min, le parti rotanti devono essere bilanciate, quindi la lavorazione ad alta velocità può essere definita come una velocità non inferiore a 8000 giri/min. Quando la velocità del mandrino è inferiore a 8000 giri/min, solo quando la distribuzione della massa della barra degli strumenti è molto sbilanciata, la forza centrifuga avrà un effetto negativo sulla lavorazione.
Poiché il numero di macchine utensili con velocità del mandrino superiori a 8000 giri/min continua ad aumentare, l'equilibrio degli utensili combinati diventa estremamente importante, che coinvolge utensili e portautensili. Quando l'asse centrale teorico della barra degli strumenti rotante non è concentrico con l'asse di rotazione effettivo, si verificherà uno squilibrio.
Ci sono molti problemi da considerare quando si decide se bilanciare lo strumento e in circostanze normali molti utenti tendono a ignorarli. Uno dei problemi più critici è il danneggiamento dei cuscinetti del mandrino della macchina utensile a causa dello squilibrio dell'utensile durante la lavorazione ad alta velocità. Un utensile sbilanciato aggiungerà un carico aggiuntivo al mandrino, provocando un'usura prematura e il guasto del cuscinetto del mandrino. Ciò si traduce non solo in sprechi per la riparazione e la sostituzione dei cuscinetti del mandrino, ma anche in perdite di tempo di produzione dovute a tempi di inattività. Guida: (I vantaggi del centro di lavoro CNC per stampi di fresatura ad alta velocità stanno iniziando a mostrare)
Un utensile sbilanciato ridurrà le prestazioni e la durata dell'utensile e causerà anche vibrazioni, che deterioreranno la qualità della superficie lavorata.
Gli utensili da taglio e i mandrini per utensili (in particolare gli steli conici 7:24) presentano molti potenziali fattori di squilibrio. Quando la velocità del mandrino aumenta, la forza centrifuga farà sì che il foro del mandrino si espanda leggermente e il gambo conico della barra degli strumenti non può espandersi con il mandrino, il che ridurrà l'area di contatto tra la barra degli strumenti e il mandrino, riducendo così la fermezza della connessione.
Alcuni fattori di squilibrio possono essere corretti modificando il design e selezionando attentamente il portautensile e l'utensile. Ciò significa che il design simmetrico può evitare in una certa misura lo squilibrio. Tuttavia, per i portautensili regolabili con parti mobili e per i portautensili asimmetrici, è necessario un sistema di regolazione del bilanciamento dell'utensile. Quando l'utensile assemblato viene utilizzato per la lavorazione ad alta velocità, è necessario prestare particolare attenzione ai fattori di progettazione del portautensile a codolo conico, ai fattori di regolazione del bilanciamento e alla selezione della precisione e della simmetria dell'utensile.
La tolleranza della dimensione del cono del portautensili con codolo conico ha una grande influenza sulle prestazioni degli utensili di lavorazione ad alta velocità. Il grado di precisione della conicità può solitamente fare riferimento allo standard internazionale ISO1947. La tolleranza della conicità viene utilizzata per verificare la tolleranza del foro di bloccaggio del mandrino e la conicità della barra degli strumenti che influisce sull'equilibrio e sull'eccentricità della barra degli strumenti. Il grado di tolleranza della conicità del mandrino della macchina utensile è generalmente AT2, ma AT3 è migliore.
Oltre alla tolleranza della conicità, è necessario considerare altri fattori nell'assemblaggio dell'utensile. Ogni tolleranza si sommerà per causare l'eccentricità dell'utensile. Questi fattori includono la concentricità circolare dell'utensile, la lunghezza del sistema portautensile e la simmetria di altre parti (come mandrini, anelli elastici, ecc.).
Nella lavorazione ad alta velocità, dobbiamo essere consapevoli dei fattori che causano lo squilibrio e delle misure per ridurre lo squilibrio. Il più influente è il portautensili. Nella lavorazione ad alta velocità, è necessario utilizzare per primi il portautensile dal design bilanciato o il portautensile bilanciato regolabile. Il design equilibrato del portautensile è progettato per garantire l'equilibrio del portautensile, ma non può compensare lo squilibrio causato da altre parti durante il processo di assemblaggio. Al momento si presume solo che lo squilibrio causato da altre parti sia trascurabile, ma spesso non è realizzabile nella produzione effettiva. Pertanto, si consiglia di misurare lo squilibrio quando si utilizza questo portautensile e, per quanto possibile, di assicurarsi che rientri nell'intervallo consentito dallo standard.
Oltre alla garanzia di progettazione, il portautensili a bilanciamento regolabile può anche compensare lo squilibrio causato da altre parti durante il processo di assemblaggio. I produttori hanno adottato molti metodi per bilanciare i portautensili, come l'utilizzo di viti, sfere di acciaio, anelli di regolazione e blocchi di regolazione.
La capacità del portautensile a bilanciamento regolabile di compensare lo squilibrio è limitata. In alcuni casi, la massa sbilanciata è troppo grande per ripristinare l'equilibrio dell'utensile, con il risultato che la macchina utensile non è in grado di funzionare alla velocità impostata. Necessità di ridurre la velocità della macchina utensile e rimontare l'utensile.
Altri fattori che limitano la lavorazione ad alta velocità includono il materiale del pezzo, la sporgenza del pezzo, l'attrezzatura, il profilo dell'utensile, la profondità di taglio, ecc.
Il processo di bilanciamento può migliorare la distribuzione della massa dell'utensile e del portautensile, in modo che venga generata la più piccola forza centrifuga sbilanciata quando i due ruotano. Tuttavia, il processo di bilanciamento non può coinvolgere tutti i fattori di squilibrio.
Qualsiasi grado di massa sbilanciata causerà vibrazioni. Portautensile e sua installazione, struttura della macchina utensile, ecc. influenzerà le caratteristiche della vibrazione.
ISO 1940/1 e ANSI 2.191989 sono gli standard che definiscono il grado di equilibrio. Entrambi gli standard hanno una base pratica e applicano il sistema di livello G per stabilire i requisiti di equilibrio. Ad esempio, il grado di equilibrio G2.5 significa che la velocità di vibrazione circonferenziale non supera i 2,5 mm/s. Questi livelli continuano ad aumentare con l’avvento di macchine utensili, utensili e portautensili di alta qualità. Quando non è possibile raggiungere il bilanciamento specificato, la velocità del mandrino deve essere ridotta.
Altre notizie correlate al settore della lavorazione dello stampaggio dei metalli: