ความสมดุลของเครื่องมือระหว่างการตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง

การตัดเฉือนความเร็วสูง (HSM) มีข้อดีหลายประการ แต่เพื่อที่จะลดต้นทุนการตัดและเพิ่มข้อได้เปรียบของการตัดเฉือนความเร็วสูงให้สูงสุด จำเป็นต้องเอาชนะความยากลำบากมากมายในการผลิตจริง ในการตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง เมื่อความเร็วตัดเพิ่มขึ้น แรงตัดจะลดลง การใช้คุณลักษณะนี้ ทำให้สามารถตัดเฉือนชิ้นส่วนที่มีพิกัดความเผื่อมิติและความขรุขระของพื้นผิวน้อยกว่าได้โดยการเพิ่มความเร็วของสปินเดิล

แม้ว่าจะไม่มีคำจำกัดความที่ชัดเจนของการตัดเฉือนความเร็วสูง แต่ความเร็วของแกนหมุนสามารถเข้าถึง 500000r/min ในการทดสอบบางอย่าง และสามารถเข้าถึง 100000r/min ในการผลิตจริง เนื่องจากเมื่อความเร็วของสปินเดิลเกิน 8000r/min ชิ้นส่วนที่หมุนอยู่จะต้องมีความสมดุล ดังนั้นการตัดเฉือนด้วยความเร็วสูงจึงสามารถกำหนดความเร็วได้ไม่น้อยกว่า 8000r/min เมื่อความเร็วของสปินเดิลต่ำกว่า 8000r/min เฉพาะเมื่อการกระจายมวลของแถบเครื่องมือไม่สมดุลอย่างมากเท่านั้น แรงเหวี่ยงหนีศูนย์จะส่งผลเสียต่อการประมวลผล

เนื่องจากจำนวนเครื่องมือกลที่มีความเร็วสปินเดิลสูงกว่า 8000r/นาทียังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความสมดุลของเครื่องมือแบบรวมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับเครื่องมือและตัวจับยึดเครื่องมือ เมื่อแกนกลางทางทฤษฎีของแถบเครื่องมือที่กำลังหมุนไม่อยู่ศูนย์กลางกับแกนการหมุนจริง ความไม่สมดุลจะเกิดขึ้น

มีปัญหามากมายที่ควรพิจารณาเมื่อตัดสินใจว่าจะปรับสมดุลเครื่องมือหรือไม่ และภายใต้สถานการณ์ปกติ ผู้ใช้จำนวนมากมักจะเพิกเฉยต่อปัญหาเหล่านี้ ปัญหาที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือความเสียหายต่อแบริ่งสปินเดิลของเครื่องมือกลเนื่องจากเครื่องมือไม่สมดุลระหว่างการตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง เครื่องมือที่ไม่สมดุลจะเพิ่มภาระพิเศษให้กับสปินเดิล ทำให้เกิดการสึกหรอก่อนเวลาอันควรและแบริ่งของสปินเดิลเสียหาย ซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผลให้สูญเสียการซ่อมแซมและการเปลี่ยนตลับลูกปืนแกนหมุนเท่านั้น แต่ยังส่งผลให้สูญเสียเวลาในการผลิตเนื่องจากการหยุดทำงานอีกด้วย คำแนะนำ: (ข้อดีของศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีแม่พิมพ์กัดความเร็วสูงกำลังเริ่มแสดงให้เห็น)

เครื่องมือที่ไม่สมดุลจะลดประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของเครื่องมือ และยังทำให้เกิดการสะท้าน ซึ่งจะทำให้คุณภาพของพื้นผิวกลึงลดลง

เครื่องมือตัดและหัวจับเครื่องมือ (โดยเฉพาะด้ามเทเปอร์ 7:24) มีปัจจัยความไม่สมดุลที่อาจเกิดขึ้นได้หลายประการ เมื่อความเร็วของสปินเดิลเพิ่มขึ้น แรงเหวี่ยงจะทำให้รูของสปินเดิลขยายออกเล็กน้อย และก้านเทเปอร์ของแถบเครื่องมือไม่สามารถขยายตามสปินเดิลได้ ซึ่งจะลดพื้นที่สัมผัสระหว่างแถบเครื่องมือและสปินเดิล จึงทำให้ความแน่นลดลง ของการเชื่อมต่อ

ปัจจัยความไม่สมดุลบางประการสามารถแก้ไขได้โดยการเปลี่ยนการออกแบบและเลือกที่จับเครื่องมือและเครื่องมืออย่างระมัดระวัง ซึ่งหมายความว่าการออกแบบที่สมมาตรสามารถหลีกเลี่ยงความไม่สมดุลได้ในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม สำหรับตัวจับยึดเครื่องมือแบบปรับได้ที่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและตัวจับยึดเครื่องมือไม่สมมาตร จำเป็นต้องมีระบบการปรับสมดุลของเครื่องมือ เมื่อใช้เครื่องมือที่ประกอบแล้วสำหรับการตัดเฉือนความเร็วสูง ควรพิจารณาปัจจัยการออกแบบของตัวจับยึดเครื่องมือแบบด้ามเทเปอร์อย่างรอบคอบ ปัจจัยที่ปรับสมดุลได้ และการเลือกความแม่นยำและความสมมาตรของเครื่องมือ

ค่าเผื่อขนาดเทเปอร์ของตัวจับยึดเครื่องมือแบบด้ามเทเปอร์มีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือตัดเฉือนความเร็วสูง เกรดความแม่นยำของเทเปอร์มักจะอ้างอิงถึงมาตรฐานสากล ISO1947 พิกัดความเผื่อของเทเปอร์จะใช้เพื่อตรวจสอบพิกัดความเผื่อของรูล็อคของสปินเดิลและเทเปอร์ของแถบเครื่องมือที่ส่งผลต่อความสมดุลและการเบี่ยงเบนหนีศูนย์ของแถบเครื่องมือ โดยทั่วไปเกรดความคลาดเคลื่อนเทเปอร์ของสปินเดิลของเครื่องมือกลจะอยู่ที่ AT2 แต่ AT3 จะดีกว่า

นอกจากความทนทานต่อเทเปอร์แล้ว ยังต้องพิจารณาปัจจัยอื่นๆ ในการประกอบเครื่องมือด้วย ค่าเผื่อแต่ละค่าจะรวมกันเพื่อทำให้เกิดความเยื้องศูนย์กลางของเครื่องมือ ปัจจัยเหล่านี้ได้แก่ การเบี่ยงเบนหนีศูนย์แบบวงกลมของเครื่องมือ ความยาวของระบบตัวจับยึดเครื่องมือ และความสมมาตรของชิ้นส่วนอื่นๆ (เช่น หัวจับ แหวนล็อก ฯลฯ)

ในการตัดเฉือนความเร็วสูง เราต้องคำนึงถึงปัจจัยที่ทำให้เกิดความไม่สมดุลและมาตรการในการลดความไม่สมดุล ผู้ที่มีอิทธิพลมากที่สุดคือผู้ถือเครื่องมือ ในการตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง ควรใช้ตัวจับยึดเครื่องมือที่มีรูปแบบสมดุลหรือตัวจับยึดเครื่องมือแบบปรับสมดุลได้ก่อน การออกแบบที่สมดุลของตัวจับยึดเครื่องมือได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มั่นใจถึงความสมดุลของตัวจับยึดเครื่องมือ แต่ไม่สามารถชดเชยความไม่สมดุลที่เกิดจากชิ้นส่วนอื่นๆ ในระหว่างกระบวนการประกอบได้ ในเวลานี้ สันนิษฐานเพียงว่าความไม่สมดุลที่เกิดจากส่วนอื่นๆ นั้นไม่มีนัยสำคัญ แต่มักไม่สามารถทำได้ในการผลิตจริง ดังนั้น เราขอแนะนำให้วัดความไม่สมดุลเมื่อใช้ตัวจับยึดเครื่องมือนี้ และเท่าที่จะทำได้เพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ภายในช่วงที่มาตรฐานอนุญาต

นอกจากการรับประกันการออกแบบแล้ว ตัวจับยึดเครื่องมือเครื่องชั่งแบบปรับได้ยังสามารถชดเชยความไม่สมดุลที่เกิดจากชิ้นส่วนอื่นๆ ในระหว่างกระบวนการประกอบได้อีกด้วย ผู้ผลิตได้นำวิธีการมากมายมาใช้เพื่อปรับสมดุลตัวจับยึดเครื่องมือ เช่น การใช้สกรู ลูกเหล็ก การปรับแหวน และการปรับบล็อก

ความสามารถของตัวจับยึดเครื่องมือแบบปรับสมดุลเพื่อชดเชยความไม่สมดุลนั้นมีจำกัด ในบางกรณี มวลที่ไม่สมดุลมีมากเกินไปจนไม่สามารถคืนสมดุลของเครื่องมือได้ ส่งผลให้เครื่องมือกลไม่สามารถทำงานตามความเร็วที่ตั้งไว้ได้ ต้องลดความเร็วของเครื่องมือกลลงและประกอบเครื่องมือกลับเข้าไปใหม่

ปัจจัยอื่นๆ ที่จำกัดการตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง ได้แก่ วัสดุชิ้นงาน ส่วนที่ยื่นออกมาของชิ้นงาน ฟิกซ์เจอร์ โปรไฟล์เครื่องมือ ระยะกินลึก ฯลฯ

กระบวนการปรับสมดุลสามารถปรับปรุงการกระจายมวลของเครื่องมือและตัวจับยึดเครื่องมือ เพื่อให้เกิดแรงเหวี่ยงที่ไม่สมดุลน้อยที่สุดเมื่อทั้งสองหมุน อย่างไรก็ตาม กระบวนการปรับสมดุลไม่สามารถเกี่ยวข้องกับปัจจัยที่ไม่สมดุลทั้งหมดได้

มวลที่ไม่สมดุลในระดับใดก็ตามจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน ที่จับเครื่องมือและการติดตั้ง โครงสร้างเครื่องมือกล ฯลฯ จะส่งผลต่อลักษณะของการสั่นสะเทือน

ISO 1940/1 และ ANSI 2.191989 เป็นมาตรฐานที่กำหนดระดับความสมดุล มาตรฐานทั้งสองอยู่บนพื้นฐานการปฏิบัติจริงและใช้ระบบระดับ G เพื่อกำหนดข้อกำหนดด้านความสมดุล ตัวอย่างเช่น ระดับความสมดุล G2.5 หมายความว่าความเร็วการสั่นสะเทือนตามเส้นรอบวงไม่เกิน 2.5 มม./วินาที ระดับเหล่านี้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อมีเครื่องมือกล เครื่องมือ และตัวจับยึดเครื่องมือคุณภาพสูง เมื่อไม่สามารถบรรลุความสมดุลที่ระบุได้ ควรลดความเร็วของสปินเดิลลง

ข่าวอุตสาหกรรมแปรรูปปั๊มโลหะที่เกี่ยวข้องเพิ่มเติม: