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什么叫动平衡等级(高速切削 - 动平衡)

100次浏览     发布时间:2024-09-02 08:08:40    


高速切削不是高转速切削,但是,很多高速切削是处于高转速状态,既然是高转速,就会涉及动平衡问题。


高速刀具为啥需要动平衡调整?

很简单,刀具在高速旋转时,会因不平衡的质量,产生不平衡的离心力,从而影响机床主轴的高速运转。



由上图中的不平衡离心力(F)计算公式可知,影响高速运转的主要因素有,残余不平衡量(U)及角速度(ω)或转速(n)。

残余不平衡量(U),可以理解成在完全动平衡的理想体上,增加了一个距离回转中心为 r ,质量为 m 的一个不平衡质量。

这个残余不平衡量(U)的数值及方向,可以在动平衡机上测得。

残余不平衡量(U)除以刀具总质量(M),即可得到单位残余不平衡量(e),这个 e 的单位是 g.mm/kg,其实就是 μm,也可以理解成刀具重心偏离回转中心线的距离。

e 值越小,重心越接近刀具回转中心线,动平衡性能越好。


为了评价动平衡性能,有个国际标准的动平衡等级(G)作为评价指标,适用于所有行业,比如:

  • G40:汽车车轮动平衡、发动机曲轴;
  • G16:粉碎机、农用机械零件;
  • G6.3:飞机发动机涡轮转子、小型电机转子;
  • G2.5:计算机磁盘、高速机床主轴;
  • G1:普通磨床主轴;
  • G0.4:高精度磨床、陀螺仪。


目前主流高速机床的动平衡等级要求G2.5。


可以通过上面的公式,根据刀具的单位残余不平衡量(e)以及角速度(ω)或转速(n)计算G值。

也可以通过下表查询,使用动平衡机测出残余不平衡量(U),根据刀具总重量计算出单位残余不平衡量(e),对应下表中机床要求的G2.5斜线,查询允许的最高转速。



当然,这还只是动平衡调整的初级阶段,上面介绍的动平衡计算,只是静态动平衡(在单一修正平面上做的动平衡修正)计算,仅适用于圆盘类旋转,对于圆柱类旋转的动平衡问题,修正平面应该增加到2个,所谓的动态动平衡,也就是说,有点复杂了,,