在高速旋轉情況下,隨著刀具外徑增加、質量加大,刀具系統的不平衡量會隨之放大,并產生較大的離心力,引起機床和刀具的振動,產生不均勻的切削力。這樣不僅影響被加工工件的加工精度和表面質量,還會影響機床主軸軸承和刀具的不規則磨損,迅速降低其使用壽命。液壓漲套的使用,可以消除軸孔間隙,在加工時保證刀具動平衡的精度。
刀具在做動平衡時也必須消除軸孔的間隙,否則刀具在使用時其動平衡精度會大打折扣。國內還沒有專門對這種大直徑、帶孔、多齒PCD 盤式銑刀的動平衡機生產。通過與專業廠家的合作,定制生產了一種專用動平衡機(見圖),可以較好地解決孔軸間隙問題,并支持在線檢測和在線去重的功能。
以一把型刀的動平衡來為例,刀具質量w =7kg,工作轉速n=8000r/min,刀具外圓φ260mm。要求的平衡精度為G2.5,在半徑r=100mm 的位置鉆孔進行動平衡,采用單面平衡。按照刀具實際使用的裝夾方向來進行裝夾。在動平衡機軟件界面輸入去重半徑和許用剩余不平衡量,通過軟件做了夾具補償之后,進行在線檢測。
由以上給出的參數可以算出轉子的允許不平衡度為
采用單面平衡,則允許的剩余不平衡量U/每面為
因此在平衡環面上,不平衡量在0.208g 以下就可以滿足G2.5 的要求。而在實際動平衡中,要求在0.2g 以下即滿足要求。
在該平衡精度下,可以計算出刀具實際加工過程中的離心力F 為
查閱相關資料,該離心力沒有超過地板開槽線機床主軸軸承的許用載荷。經實踐證明,該刀具動平衡精度能夠滿足高速地板生產線加工的要求。