Лабораторная работа: «Балансировка инструментальных наладок на машине HAIMER TD2002»

Цель работы: приобретение знаний и навыков балансировки инструмента.

Общие теоретические сведения

1.Вибрации

Различают три основныхгруппы вибраций (в зависимости от источника):

1. Вибрации сочлененной технической системы«Станок-инструмент-деталь»( вибрации связаны с наличием соединений между элементами этой системы и стыков в самом станке);

2. Термомеханические вибрации, возникающие в зоне резания и связанные с деформацией заготовки, стружки и режущей части инструмента.

3. Регенеративные вибрации. Каждый зуб фрезы, совершая колебания, оставляет за собой волнистую поверхность заготовки, и в результате каждый последующий зуб срезает слой заготовки переменной толщины (Рис.1), что в свою очередь приводит к осцилляции (периодическому изменению) силы резания и появлению вибраций.

Автоколебания, возникающие из-за регенерации поверхности, оказывают наибольшее влияние в сравнении с остальными двумя группами.

Рисунок.1 -Регенеративные вибрации при фрезеровании

2.Дисбаланс

Дисбаланс возникает, когда осевая линия массы не совпадает с осью вращения инструмента. Несбалансированный инструмент генерирует вибрации, что неблагоприятным образом сказывается на картине резания в целом. Во избежание потери точности и качества обрабатываемой поверхности необходимо понизить вибрации до уровня, удовлетворяющего режиму резания.

Для этого необходимо провести балансировку инструмента, качество которой определяется величиной G, точностью балансировки. Величина Gдействительна только для конкретной рабочей скорости вращения, так как значение вибрации не является величиной постоянной, в отличие от количества дисбаланса.

Из качества балансировки, рабочей скорости вращения и массы ротора рассчитывается допустимый остаточный дисбаланс (Рис. 2).

Допустимый дисбаланс– количество дисбаланса, удовлетворяющего классу балансировки.

Остаточный дисбаланс – количество дисбаланса после компенсации несимметричного распределения масс ротора.

Рисунок2 - Допустимый остаточный дисбаланс

Класс качества G(наклонные линии на логарифмической сетке) связывает максимальную рабочую скорость с допустимым удельным дисбалансом. Для конкретного классаG, с возрастанием скорости ротора требования к становятся жестче, т.е. допустимое количество дисбаланса уменьшается при увеличении скорости. Классы качества балансировки разделены между собой коэффициентом 2,5.

ISO 1940-1

Нормируемым параметром в данном стандарте является непосредственно величина дисбаланса U, г×мм. Величина дисбаланса не сопоставляется с классами балансировки по ISO 1940-1, поскольку масса инструмента не оказывает влияние на динамические нагрузки несбалансированной инструментальной наладки.

Стандарт ISO 1940-1 регламентирует то, должен ли инструмент подвергаться балансировке в одной, либо в нескольких плоскостях. Во-первых, способ балансировки зависит от условий, в которых работает данный инструмент: если окружная скорость < 1000 м/мин, то достаточно будет статической балансировки инструментальной наладки в одной плоскости. Во-вторых, имеет значение длина инструмента от торца шпинделя: если она превышает 2,2 базовых диаметра инструментального конуса 𝐿 ≥ ∙2,2, то необходимо производить динамическую балансировку в двух плоскостях. Так для HSK63 условие выглядит следующим образом: