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发布时间:2009年11月24日 浏览次数:

,但相交于旋转体重心,不平衡所产生的离心力作用于两端支承是相等而180°反向的(图2)。

?

动力不平衡 (双平面)表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合,而且既不平行也不相交,因此不平衡将发生在两个平面上,可以认为动力不平衡是静力不平衡和偶力不平衡的组合,不平衡所产生的离心力作用于两端支承,既不相等且向量角度也不相同(图3)。

图1?
图2?
图3

3.解决不平衡的方法
机床用的刀具系统是通过锥柄与机床主轴由卡爪自动拉紧,一般短刀柄组成的短刀具系统可视为静力单平面不平衡,长刀柄组成的长刀具系统肯定是动力双平面不平衡(图4)。
特别是精镗刀,由于镗刀杆及滑块的偏移更是动力双平面不平衡。

(a)?
(b)
?
图4


(a)?

(b)?
图5


对于短刀柄来说,国外的一些厂家,采用在刀柄的某个方向与部位铣去一些金属以达到刀柄本身的静力单平面平衡,可以将普通刀柄的不平衡值从250gmm下降至50gmm甚至更低,这在500r/min以下是可以的,但加上刀具以后或在更高转速的情况下,显然不够了。因此国外的一些厂家在刀柄上增加了两个偏心环或平衡块,进行动平衡,可以调到5gmm或3gmm。意大利D'ANDREA公司利用平衡环上的两个平衡块,通过小型刀具动平衡仪,根据软件所指示的数据,可以迅速地调到1gmm,其结构见图5a,图5b为调整原理,T2及T3为平衡块的离心力,C为T2及T3的合力,可抵消刀具系统的离心力U。

上面谈到的是刀柄式刀具系统本身由于不对称或质量分布不均所产生的不平衡,可以采用静平衡或动平衡的办法达到要求的平衡效果,但主轴与刀柄是锥面接触,其公差带将直接影响刀具系统质量轴线的偏移,将扩大刀具系统的不平衡值或者使之处于不稳定状态(图6)。因此,必须提高锥度精度,一般厂目前仍使用AT5标准,即锥度公差为5μm,而D'ANDREA公司已采用AT3标准,即3μm。这将大大提高刀具系统与主轴的安装精度及稳定性,但在高速旋转下,这微小的偏差也会因离心力的作用而扩大化,加上主轴本身的变形,常规的ISO7388锥柄已经不能满足高速或超高速的需要,一般上限为8,000r/min,最大不应超过10,000r/min。自1993年德国开发了短锥的HSK锥柄,它的静刚度和动刚度以及接合精度均优于ISO7388锥柄,是最适合于高速及超高速旋转的刀柄系统(图7)。

图6?
图7

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