數控沖床刀具系統的動平衡

對于旋轉體的平衡，國際上采用IS0l940-1標準用于評價。設刀具在距離旋轉中心e(mm)處存在等效的不平衡質量meg)，則刀具允許的不平衡盤U(g/mm)可定義為刀具 不平衡質量與其偏心距的乘積，即U=me.設G為允許反映刀具平衡量與旋轉速度n (r/min)之間關系的參數，則 根據牛頓第二定律，由于不平衡量的存在，在旋轉過程中將產生與速度平方成正比的離心力F.對于旋轉體的平衡，國際上采用的標準是IS01940-1或美國標準ANSIS2. 19，用G參數對剛性旋轉體進行分級，G的數字量分級從GO.4到G4000. G后面的數字越小，平衡等級越高。G后面的數字表示每單位旋轉體質量允許的殘余不平衡量，G的單位是g. mm/kg，也等于殘余質量中心以μm表示的偏移量。由式(8-1)可知， Gl近似表示刀具以1OOOOr/min的轉速回轉時，回轉軸與刀具中心軸線的偏心距為1μm。
對不同數控沖床的動平衡要求是：普通數控沖床的旋轉件G6.3；普通刀柄和數控沖床傳動件G2.5；磨床及精密機械旋轉件Gl. 0；精密磨床主軸及部分高速電主軸GO. 4； 6000r/min以上的高速切削刀具和刀柄系統的動平衡等級必須ζG2.5。
圖8-6表示了由于刀具不平衡所引起的離心力與主軸轉速和刀具不平衡量的關系，離心力會使主軸軸承受到方向不斷變化的徑向力作用而加速磨損并引起數控沖床振動，當主軸轉速提高時，慣性離心力將以平方倍數增大。因此，高速旋轉刀具在使用前除進行靜平衡外，還必須進行動平衡。應根據其使用速度范圍進行平衡，以實現最佳的加工效益。對高速切削刀具進行平衡時，首先需對刀具、夾頭、主軸等各個元件單獨進行平衡，然后對刀具與夾頭組合體進行平衡，最后將刀具連同主軸一起進行平衡。
推薦采用微調螺釘進行精細平衡，或直接采用內裝動平衡機構的鍾刀，通過轉動補償環移動內部配重以補償刀具不平衡量。圖8-7為法國EPB公司制造的平衡刀具產品，其內裝了平衡配重機構，并設置了配重刻度，通過轉動配重環，調整其相對位置，即可補償刀具結構不對稱。圖8-8為德國Walter公司采用蝶釘調節不平衡量的高速面鏡刀。