Na czym polega wyważanie oprawek? Klasy wyważenia oprawek

Wyważanie oprawek w CNC polega na równoważeniu masy oprawki w celu zapewnienia stabilności mocowania narzędzi i dokładności obróbki skrawaniem. Oprawki służą do trzymania narzędzi skrawających takich jak frezy, wiertła, gwintowniki na obrabiarkach CNC. Wyważanie oprawek jest szczególnie ważne przy wysokich prędkościach obrotowych i w przypadku precyzyjnych operacji skrawania. Poprawne wyważenie oprawek zapobiega drganiom narzędzi, poprawia jakość obróbki, pozwala wydłużyć żywotność narzędzi oraz zwiększyć wydajność obrabiarki CNC.

W jakim celu wyważa się oprawki?

Podczas obróbki skrawaniem oprawki obracają się z dużą siłą prędkości, co może powodować drgania i nierównowagę. Nierównowaga mas oprawki może doprowadzić do wibracji, co negatywnie wpływa na jakość obrabianego przedmiotu. Konsekwencją takich działań jest skrócona żywotność narzędzi, która  prowadzi do uszkodzeń maszyn lub przestojów. Wyważanie oprawek w klasach dotyczy dostosowania wymiarów oprawki do wałka. Dzięki temu zapewniona jest odpowiednia tolerancja i dopasowanie między tymi elementami mechanicznymi.

Istnieją różne metody wyważania oprawek w CNC, takie jak dodawanie masy wyważającej w odpowiednich częściach oprawki lub usuwanie nadmiaru materiału z części oprawki, który jest zbyt ciężki.

Oprawki narzędziowe CNC są wyważane w klasach ze względu na: 

• Precyzja obróbki - Wyważenie oprawki narzędziowej jest istotne dla utrzymania wysokiej precyzji obróbki skrawaniem. Niezrównoważona oprawka może wpływać na równomierność skrawaniem. To z kolei prowadzi do powstawania nierówności i pogorszenia jakości wykończenia obrabianego materiału. Wyważenie pozwala na minimalizację niepożądanych drgań i wibracji, co pozwala na lepszą jakość i dokładność obróbki.
• Trwałość narzędzia - Wyważenie oprawki pozwala równomiernie rozłożenie obciążenia na narzędzie, co przyczynia się do zwiększenia jego trwałości. 
• Bezpieczeństwo pracy - Niezrównoważona oprawka narzędziowa może prowadzić do poważnych wypadków w miejscu pracy. Silne drgania i wibracje mogą spowodować uszkodzenie maszyny, narzędzi, a nawet grozić uszczerbkiem na zdrowiu operatora. Wyważenie oprawki pomaga zminimalizować te ryzyka, zapewniając bardziej stabilne i bezpieczne warunki pracy.

Standard klas wyważania oprawek

Klasy wyważania oprawek narzędziowych w CNC oznaczają specyfikacje dotyczące tolerancji niezrównoważenia, które są akceptowalne dla danej klasy oprawki.

Wyróżniamy następujący podział klas wyważania oprawek:

• Nie wyważone
• Standardowa klasa wyważania:
  • G 6.3 12 000 obr/min,
  • 3 15 000 obr/min.
• Wysoka klasa wyważania:
  • G 2.5 18 000 obr/min,
  • 5 20 000 obr/min,
  • G2,5 25 000 obr/min.

W przypadku wyważania oprawek narzędziowych stosuje się oznaczenia klas, takie jak G, jako wskaźnik tolerancji. Klasy wyważania obejmują zazwyczaj oznaczenia G2.5, G6.3, G16, G40, G80 itp., gdzie liczby te reprezentują wartości tolerancji wyrażone w gramach-milimetra (g·mm) lub miligramach-metra (mg·m).

Klasa G.25 oznacza tolerancję wyważania dynamicznego wynoszącą 2,5 gmm.

Klasa G6.3 oznacza tolerancję wyważania dynamicznego wynoszącą 6,3 gmm.

Klasa G16 oznacza tolerancje wyważenia dynamicznego wynoszącą 16gmm.

Przykładowo, klasa G2.5 oznacza, że niezrównoważenie oprawki narzędziowej nie powinno przekraczać 2.5 gmm. Jest to wyższa klasa, która wymaga większej precyzji i niższego poziomu niezrównoważenia w porównaniu do niższych klas, takich jak G6.3 lub G16.

Ważnym parametrem opisującym oprawki narzędziowe jest ich wyważenie.

Wybór odpowiedniej klasy wyważania oprawki zależy od wielu czynników, takich jak prędkość obrotowa, długość narzędzia, rodzaj obrabianego materiału i wymagania precyzji. Im wyższa klasa, tym mniejsze dopuszczone niezrównoważenie, co przekłada się na wyższą precyzję obróbki, ale może być również związane z wyższymi kosztami produkcji.

Najczęściej stosowane są dwie klasy wyważania oprawek, ale możliwe jest specjalne wyważenie, które stosuje się w wysokoobrotowych wrzecionach.

Wyważanie podstawowe G6.3 dopuszczalnych obroty do 15 000 obr/min.

Wyważanie dokładne G2.5 dopuszczalnych obroty do 20 000 / 25 000 obr/min.

Wysokie wyważenie G2.5 dopuszczalnych obroty 30 000 / 40 000 obr/min.

W zależności od producenta klasy te mogą się nieco różnić, np. można spotkać oprawkę wyważoną w klasie G 6.3, ale do obrotów 12 000.

Im wyższe obroty, tym mniejsze bicie

W uproszczeniu dobrze dobrana i wyważona oprawka musi trzymać narzędzie w taki sposób, aby nie było żadnych luzów pomiędzy samą oprawką a umieszczonym w niej narzędziu. W sytuacji, kiedy bicie jest dwa razy wyższe od dopuszczalnych obrotów, to może oznaczać, że oprawka uległa eksploatacji, powstały w niej luzy, lub jest błędnie wyważona.

Przykładowa specyfikacja wyważania oprawek

W pewnych przypadkach wyważanie oprawek CNC może mieć wpływ na tolerancję wałku otworu. Tolerancja wałka otworu określa zakres dopuszczalnych odchyleń wymiarów otworu, aby umożliwić prawidłowe umieszczenie wałka. Jeśli oprawka jest nieprawidłowo wyważona, może powodować drgania lub nierównomierną obróbkę, co z kolei może wpływać na dokładność wymiarów otworu. Jeśli wymagane jest szczególne odchylenie wymiarów otworu, może być konieczne dostosowanie procesu wyważania oprawek, aby zapewnić spełnienie odpowiedniej tolerancji.

Wykonując różne tolerancje dla poszczególnych rodzajów oprawek, przygotowaliśmy przykłady, w jakich klasach i jakiej tolerancji została wyważona dana oprawka:

Oprawka hydrauliczna:

• BT 30/40/50
• SK 30/40/50 Wyważanie w klasie G2.5 przy dopuszczalnych obrotach 25 000 obr/min
• Wyważenie w klasie G6.3 W tolerancji SK przy dopuszczalnych obrotach 63 000 obr/min
• HSK 32/40/50/63

Oprawka termokurczliwa:

• BT 30/40/50
• SK 30/40/50/100 Wyważanie w klasie G2.5 przy dopuszczalnych obrotach 25 000 obr/min. Wyważenie w klasie G6.3 przy dopuszczalnych obrotach 63 000 obr/min.
• HSK 40/50/63/100
• Wyważenie w klasie G6.3 przy dopuszczalnych obrotach 63 000 obr/min

Oprawka do wysoko- wydajnej obróbki:

• BT 30/40/50
• SK 30/40/50 Wyważanie w klasie G6.3 przy dopuszczalnych obrotach 20 000 obr/min
• HSK 40/50/63/100

Oprawka ER i inne dla tolerancji:

• BT 30/40/50 Wyważanie w klasie G6.3 przy dopuszczalnych obrotach 12 000 obr/min
• SK 30/40/50 Wyważanie w klasie G6.3 przy dopuszczalnych obrotach 12 000 obr/min
• HSK 40/50/63/100 Wyważanie w klasie G6.3 przy dopuszczalnych obrotach 15 000 obr/min

Ważne jest, aby zastosować odpowiednią klasę wyważania oprawek narzędziowych, zgodnie z wymaganiami procesu obróbki, aby zapewnić optymalne rezultaty, trwałość narzędzia i bezpieczeństwo pracy.

Szukasz oprawek napędzanych?