Milyen következményekkel jár a szerszám kiegyensúlyozatlansága?
A bizonytalanul futó szerszámokat nem lehet tartósan olyan pontossággal használni, amire a munkájához szüksége van. A fellépő rezgések nemcsak az általános megmunkálási teljesítményt csökkentik, hanem a munkadarabokon olyan hibákat is okoznak, mint például a rezgésnyomok, amelyeket adott esetben utómunkálatokkal kell kijavítani. A szerszámok kiegyensúlyozatlansága így konkrét minőségromláshoz vezet, és veszélyezteti a folyamatok biztonságát.
Ezen felül a kiegyensúlyozatlanságok a főtengely és esetleg a gép élettartamát is csökkentik – ennek költségei gyorsan meghaladják a szerszámok gyakrabban történő kiegyensúlyozásával járó ráfordításokat.
Mit jelent a kiegyensúlyozatlanság?
A „kiegyensúlyozatlanság” kifejezéssel a forgó testek esetében azt az általános jelenséget írják le, hogy tömegük nem forogásszimmetrikusan oszlik el a testen. Ennek során alapvetően háromféle kiegyensúlyozatlanságot különböztetünk meg:
- Statikus kiegyensúlyozatlanság: Ebben az esetben a forgó test súlypontja a forgástengelyen kívül helyezkedik el. Ez már álló helyzetben is mérhető.
- Nyomaték-kiegyensúlyozatlanság: A súlypont a forgástengelyen helyezkedik el, a kiegyensúlyozatlanság csak forgás közben mérhető.
- Dinamikus kiegyensúlyozatlanság: A dinamikus kiegyensúlyozatlanság fogalma egyesíti a másik két kiegyensúlyozatlansági formát, a statikus kiegyensúlyozatlanság és a nyomaték-kiegyensúlyozatlanság tetszőleges kombinációjában. Ez a technikai rotorok esetében a szokásos eset.
A kiegyensúlyozatlanság minden egyes formája a forgó test megfelelő módosításával kiegyenlíthető.
Forgás közben a kiegyensúlyozatlanság annál erősebben érezhető, minél nagyobb a kiegyensúlyozatlanság (lineáris növekedés) és minél gyorsabb a forgómozgás (négyzetes növekedés). Minél gyorsabb a forgómozgás, annál fontosabbá válik a kiegyensúlyozás, annál fontosabb, hogy a maradék kiegyensúlyozatlanságot a lehető legnagyobb mértékben csökkentsük. A kiegyensúlyozást ezért szisztematikusan be kell építeni a munkafolyamatba.
Mi okozza a kiegyensúlyozatlanságot a szerszámgyártás során?
A forgó szerszámrendszerekben a kiegyensúlyozatlanság egy jól ismert és gyakran előforduló jelenség. Kialakulásának számos lehetséges oka lehet, például:
- Egy több alkatrészből álló szerszámot nem szereltek össze helyesen – például ha a szerszámtartó és a szerszám nem áll pontosan egy vonalban, és eltér a forgástengelytől.
- A szerszám tömegeloszlása már a gyártás során is aszimmetrikus volt – ebben az esetben figyelembe kell venni a gyártók gyártási tűréshatárait, és szükség esetén ellenőrizni kell azokat.
- Maga a rotor vagy a szerszámfogató kialakításának köszönhetően aszimmetrikus (pl. rögzítőcsavar egy maróadapterben (Weldon-fogat)).
Még a finoman kiegyensúlyozott szerszámfogadók esetében is előfordulhat, hogy a fogadók és a konkrét szerszám kombinációja miatt ismét kiegyensúlyozatlanság alakul ki. Ennek mérése és szükség esetén kijavítása rendkívül fontos.
Miért olyan fontos a szerszámok kiegyensúlyozása?
A forgó szerszámrendszerekkel végzett nagy sebességű munkadarab-megmunkálás során minden apró pontatlanság, minden precíziós hiba adott körülmények között nagyon gyorsan és nagyon egyértelműen észrevehetővé válik. A szerszám kiegyensúlyozatlansága rezgéseket okozhat, de minden bizonnyal zavaros futást eredményez.
Mindkettő rontja a szerszám munkájának pontosságát, és mindig növeli a hibák és a munkadarab károsodásának kockázatát: romlik a felületi minőség, és selejt keletkezhet. Mivel azonban a folyamatai nagymértékben függnek a helyesen megmunkált végeredményektől, a nem finoman kiegyensúlyozott szerszámok miatt részletesebb minőség-ellenőrzésekre van szükség. Esetleg utómunkálatokra is szükség lehet, mindenesetre a folyamatbiztonság nem garantált.
A kiegyensúlyozás elmulasztása pénzbe kerül
Ez a gyártási folyamat késedelméhez vezethet, ami viszont közvetlenül befolyásolja azt, hogy képesek legyenek-e a megrendelt mennyiséget a szükséges minőségben határidőre leszállítani.
Ehhez hozzáadódik még az a tény, hogy a nem egyenletesen futó szerszámok – különösen a rezgések miatt – csökkenthetik az esztergaorsó élettartamát – ez is egy nem elhanyagolható költségtényező.
A kiegyensúlyozott szerszám tehát jó a munkadarabok és a gépek számára is.
Általános szabály: aki sokat emelget, ritkán bánja meg!
Ezért az alapelv a következő: jobb időben és gyakrabban kiegyensúlyozni, mint végül a költségeket viselni. Általánosságban elmondható, hogy egy szerszámot már akkor is újra kell kiegyensúlyozni, ha megváltozott fordulatszámon használják – hiszen ez a változás is jelentős eltéréseket okozhat a futás simaságában.
A rendszeres kiegyensúlyozás növeli a termelékenységet és a munka minőségét.
A szerszám kiegyensúlyozása: hogyan kell csinálni?
Általánosságban háromféle módszer létezik a kiegyensúlyozatlanság kijavítására vagy megszüntetésére:
- Célzottan tömeget hozzáadni (pl. kiegészítő súlyokkal)
- Tömeg eltávolítása (pl. fúrással vagy csiszolással)
- A tömeg áthelyezése (pl. megfelelő forgógyűrűkkel)
A folyamat szerszámok esetében történő megkönnyítése és pontos végrehajtása érdekében ajánlott egy megfelelő szoftverrel ellátott kiegyensúlyozó gép használata. Itt először a szerszámot egy kiegyensúlyozó orsóba helyezik és forgásba hozzák, hogy megmérjék a fellépő centrifugális erőket.
Automatikusan kiszámított kiegyensúlyozás
Ezekből a mérési adatokból a kiegyensúlyozó rendszer kiszámítja a kiegyensúlyozandó eltérést. Egy fejlett kiegyensúlyozó gépen a szükséges intézkedéseket azonnal végrehajthatják; a finomkiegyensúlyozást addig folytatják, amíg már nem mérhető maradék eltérés, vagy amíg minden érték elfogadható tűréshatáron belül van.
Így a kiegyensúlyozás nem is tart különösebben sokáig, az egyenetlenül elosztott tömeg gyorsan kiegyenlíthető.
Egy nagy pontosságú és nagyrészt automatikus kiegyensúlyozó rendszer azért is hasznos, mert lehetőséget nyújt a szerszámok minden átálláskor történő újbóli és egyúttal gyors kiegyensúlyozására. Így megakadályozható, hogy a megváltozott követelmények, fordulatszámok vagy anyagok miatt minőségromlás következzen be, anélkül, hogy a munka sebessége csökkenne.
Hatékony kiegyensúlyozás a ZOLLER »toolBalancer« segítségével
Finoman kiegyensúlyozott szerszámok nagy fordulatszámú munkavégzéshez is: ehhez a ZOLLER »toolBalancer« a tökéletes kiegyensúlyozó rendszer. Moduláris felépítésének köszönhetően nemcsak az Ön egyedi igényeihez igazítható, hanem bő teret biztosít a jövőbeli fejlesztéseknek is.
A rendkívül pontos kiegyensúlyozó rendszer szerszámtartókhoz, csiszolókorongokhoz és rotorokhoz egyaránt alkalmas, és mérhetően alacsonyabb selejtarányt, gépleállási időt, gyártási költségeket és szállítási időket garantál.
Az előnyök áttekintése:
- Kevesebb kopás és nagyobb megmunkálási teljesítmény a nagy pontosságú kiegyensúlyozott szerszámok révén
- A moduláris felépítés egyedi testreszabást tesz lehetővé
- A rendszer intuitív kezelése elkerüli a felesleges és drága hibákat
- Kényelmes használat érintőképernyővel, billentyűzettel és egérrel
