Пришло время серьезно отнестись к балансировке инструментов

Могу поспорить, ты отбалансируешь свои шины. И большинство ваших друзей, вероятно, тоже так делают. Так почему же так много цехов запускают производство без балансировки режущего инструмента и шлифовальных кругов?

Причина не должна заключаться в том, что они работают на низких скоростях. Ведь при движении по шоссе шины вашего автомобиля вращаются всего лишь со скоростью 700-900 об/мин. Скорее всего, это потому, что слишком многие специалисты в сфере производства недооценивают потенциальные выгоды от балансировки своих инструментов. А в некоторых случаях улучшения делают балансировку легкой задачей.

Так зачем балансировать? И как?

По словам Брендта Холдена, президента Haimer USA из Вилла Парк, штат Иллинойс, все виды обработки выигрывают от сбалансированного инструмента, потому что только так вы можете оптимизировать качество поверхности и срок службы шпинделя. И наоборот, заметил он, операторы часто замедляют работу станка, чтобы решить проблемы с качеством поверхности или точностью, тогда как реальная трудность заключается в несбалансированном инструменте.

Фактически, по словам Холдена, некоторые из самых больших успехов Хаймера связаны с цехами, работающими с расточными головками на относительно низких скоростях. Он вспомнил один такой пример, когда заказчик снизил скорость до 300 об/мин, поскольку в противном случае движение расточной головки приводило к образованию отверстий слишком большого размера. Просто сбалансировав инструмент, компания смогла получить необходимую точность и «запустить инструмент на скорости 1200 об/мин с четырехкратной скоростью подачи», добавил Холден.

«Хотя случаи зависят от применения, существуют ситуации и факторы, которые требуют балансировки», — отметил Дитер Маркс, основатель и управляющий директор MPM Micro Präzision Marx GmbH, Эрланген, Германия. Например, утверждал он, абсолютно каждый инструмент, работающий со скоростью более 4000 об/мин, должен быть сбалансирован, как и любой инструмент из поликристаллического алмаза (PCD). Между тем, однозубые и одноточечные инструменты (включая множество расточных головок) по своей сути несбалансированы, поэтому, по мнению Маркса, они почти всегда «обязательны».

Сложные инструменты для портирования и инструменты с несколькими пластинами под нечетными углами также являются очевидными кандидатами на балансировку.

Асимметричные инструменты также требуют балансировки, по крайней мере, для работы на более высоких скоростях, добавил Саймон Маннс, вице-президент подразделения заточки инструментов United Grinding North America, Майамисбург, Огайо. Сюда входят инструменты с переменными спиралями и неравномерной индексацией (функции, которые сами по себе были добавлены для борьбы с гармониками, возникающими при работе на более высоких скоростях).

Маннс отметил, что инструменты с нечетным числом канавок не симметричны, даже если их индексы одинаковы. «Это порез. Если это инструмент с тремя канавками, обычно у него один длинный и два коротких зубца. На длинном зубе рана тяжелее, чем на коротком. И это создает дисбаланс на конце инструмента».

Размер и скорость имеют значение, продолжил Маннс. «Когда вы получаете инструмент размером в полдюйма, пять восьмых или три четверти дюйма, возникает значительная разница в материале, который вы удалили на конце для запила».

Любопытно, но Холден рассказал, что ему приходилось сталкиваться со случаями, казалось бы, симметричных двухзубых цельнотвердосплавных концевых фрез большого диаметра, которые были значительно разбалансированы. Он объяснил это тем, что производитель инструментов сосредоточился на достижении идеальной режущей кромки, пренебрегая при этом шлифовкой идентичных канавок.

Балансировка также может быть решением, казалось бы, несвязанной проблемы. Холден рассказал о случае с автомобильной компанией, которая закупила строго предварительно сбалансированные державки для производства двигателей. «В их печати говорилось, что инструмент в сборе должен быть сбалансирован до уровня качества G2,5 при 15 000 об/мин. Но у них не было возможности проверить».

У компании не было станков, работающих со скоростью более 8000 об/мин, однако уровень незапланированной смены инструмента во время производства составлял 57 процентов.

Затем автопроизводитель купил балансировочный станок Haimer для проверки поступающих инструментов и отбраковал любую сборку инструментов, которая не соответствовала спецификациям. В результате время незапланированной замены инструмента сократилось всего до 7 процентов, сказал Холден, отметив, что компания сэкономила 250 000 долларов США за шестимесячный испытательный период.

«Они купили балансировочный станок как измеритель годности/не годности, чтобы привлечь к ответственности своих поставщиков режущего инструмента, и он решил внутренние проблемы, о существовании которых они даже не подозревали», — добавил он.