この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
導入
より高いバランス要件と組み合わせて切削速度を高めると、工具スピンドル システム (工作機械スピンドル、クランプ装置、および工具システム) のバランス条件がより厳しくなります。特に、ISO 1940-1 に準拠したバランシング ツールおよびツール システムは、次に優れたバランシング品質 (G 6.3 の代わりに G 2.5) を追加で選択することによって強化されることがよくあります。これは技術的に必要でないことが多く、コストが高くなるだけでなく、多くの場合実現できません。
アンバランスは機械構造の速度調和励振として作用し、励起される遠心力の量はアンバランスと回転速度から発生します。これに関連して考慮すべきもう 1 つの点は、要求される許容残留アンバランスによって生じる遠心力よりも著しく大きい動的切削力 (たとえば、フライスカッターの断続切削によって生じる) による主軸負荷です。
ISO 1940-1 に記載されている剛性ローター (電気モーターローターなど) のバランス品質要件は、工作機械のスピンドル、クランプ装置、および工具が本質的に異なる特徴を示すため、これらの工具-スピンドルシステムに適切に適用することはできません。
- 工作機械のスピンドル、クランプ装置、工具はさまざまなシステムです (マシニング センターでの工具交換など)
- 半径方向および角度方向のクランプの不正確さにより、スピンドル内で工具交換を繰り返すと、工具とスピンドルのシステムのバランス状態が変化します。
- 個々のコンポーネント (スピンドル、クランプ装置、ツール) のはめあい公差により、バランス調整プロセスに制限が設定されます。
特に、ツール システムと工作機械スピンドル セット間のクランプの不正確さにより、バランス状態の再現性が制限されます。ただし、この文書では、工作機械スピンドルを含む工具スピンドル システムのバランス調整の詳細については規定していません。
これを考慮して、すべての必須パラメータを考慮して回転工具システムのバランス要件を導き出すための手順が開発されました。主な目的は、不平衡に関連する機械の振動やシステム負荷、さらにはプロセスの干渉を制限することです。
上記の状況は、回転ツール システムのバランスの要件を指定するための新しいアプローチを開発する理由になりました。この文書は、PTW「ダルムシュタット工科大学生産管理・技術・工作機械研究所」、GFE「製造技術開発協会 (Gesellschaft für Manufacturing Technology and Development e. V.)」で収集された研究結果に基づいています。シュマルカルデン (ドイツ) での議論と、ドイツの標準作業グループ「回転工具システムのバランスに関する要件」の議論。
研究結果と実際の経験により、この文書は技術的および経済的な観点から適切であることが示されています。
付属書 A には、異なる形状の工具の静的および動的バランスに関するいくつかの例が示されていますが、モジュール式工具システムは付属書 B の例で取り上げられています。付属書 A には、付録 B で説明した 3 つの異なる幾何学的状況に対する動的許容残留アンバランスの計算の導出も含まれています。このドキュメント。
ISO 19499 には、「バランス調整」というテーマの紹介も含まれています。この文書には、ローターのバランス調整を扱う他の規格に関する有用な情報が含まれています。
EN 847 (すべての部品) には、木工用のバランスツールに関する追加仕様が含まれています。
Introduction
Increasing cutting speeds in combination with higher balancing requirements result in tighter balancing conditions for the tool spindle system (machine tool spindle, clamping device and tool system). Especially balancing tools and tool systems according to ISO 1940-1 are often being intensified by additionally choosing the next better balancing quality (e.g. G 2,5 instead of G 6,3). Not only that this is technically often not necessary and leading to high cost, it also cannot be achieved in many cases.
Unbalance acts as speed-harmonic excitation of the machine structure and the amount of the excited centrifugal force arises from the unbalance and the rotational speed. Another point of consideration in connection with this is the spindle load due to dynamic cutting forces (e.g. caused by the interrupted cut of a milling cutter) which are often remarkably higher than the centrifugal forces caused by demanded permissible residual unbalances.
The balancing quality requirements for rigid rotors stated in ISO 1940-1 (e.g. electromotor rotors, etc.) cannot be applied appropriately to these tool-spindle systems because machine tool spindles, clamping devices and tools show essentially different features:
- machine tool spindles, clamping devices and tools are varying systems (e.g. by tool changes in machining centres);
- due to radial and angular clamping inaccuracies, a repeated tool change within the spindle leads to varying balancing conditions for tool-spindle systems;
- fit tolerances of the individual components (spindle, clamping device and tool) set limits to the balancing process.
In particular, clamping inaccuracies between tool system and machine tool spindle set limits to the repeatability of the balancing conditions. This document, however, does not specify details for the balancing of tool-spindle systems that include the machine tool spindles.
In view of this, procedures have been developed to derive the balancing requirements of rotating tool systems taking all essential parameters into account. The main objective is the limitation of unbalance related machine vibrations and system loads, as well as process interferences.
The above circumstances were the reasons to develop a new approach to specify the requirements for the balancing of rotating tool systems. This document is based on research results gathered at the PTW “Institute of Production Management, Technology and Machine Tools of the Technical University Darmstadt”, the GFE “Association for Manufacturing Technology and Development (Gesellschaft für Fertigungstechnologie und Entwicklung e. V.)” in Schmalkalden (Germany) and the discussions of the German standards working group “Requirements for Balancing of Rotating Tool Systems”.
Research results and experiences in practice have shown that this document is suitable from both the technical and economical point of view.
Annex A shows several examples for static and dynamic balancing of differently shaped tools while modular tool systems are addressed by the examples of Annex B. Annex A also includes the derivations of the calculations of the dynamic permissible residual unbalances for the three different geometrical situations mentioned in this document.
An introduction to the subject “balancing” is also included in ISO 19499. This document includes useful information with regard to other standards dealing with the balancing of rotors.
EN 847 (all parts) contains additional specifications for the balancing tools for woodworking.