KS-Vorsatzflansch - Mapal

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Kompetenz Spanntechnik | Technische Informationen, Hinweise
Definition, Berechnung, Einfluss
und Grenzen des Auswuchtens
1. Unwucht und Unwuchtberechnung
Die Unwucht U ist ein Maß, das angibt, welche Masse m
sich auf einem bestimmten Radius r zur Rotationsachse
befindet (siehe Skizze 1). Sie hat die „unhandliche“ Einheit
gmm und berechnet sich nach Formel A:
U = m · r
(Formel A)
Bei einem rotierenden Zerspanungswerkzeug wird die
Unwucht in der Regel auf dessen Masse m WZ bezogen
und mit der exzentrischen Verlagerung e seines Massenschwerpunkts
zur Rotationsachse berechnet:
U = m WZ · e
(Formel B)
Auf einer Wuchtmaschine wird diese Unwucht ermittelt
und die auszugleichende Masse gemäß Formel A automatisch
auf den Radius r umgerechnet, auf dem der
Materialausgleich derart vorgenommen wird, dass das
Werkzeug die Kundenanforderungen erfüllt.
Das zulässige Abstandsmaß e zul ergibt sich aus der
Wuchtgüte G und der geforderten Betriebsdrehzahl n
nach Formel C:
e perm = G · 60
2·π·n
(Formel C)
Fliehkraft Fz Masse m
(Skizze 1)
Fliehkraft F z
Massenschwerpunkt
des Werkzeuges
liegt außerhalb der
Rotationsachse
(Skizze 2)
und ist ein guter Anhaltswert um abzuschätzen, wie
schwierig das Auswuchten sein wird bzw. ob eine Wuchtanforderung
realisierbar ist.
Die dementsprechende zulässige Restunwuchtmasse m R
ergibt sich aus
m R = m TL · e perm
r
Beispielsweise beträgt nach Formel C für eine Werkzeugaufnahme
bei einer geforderten Wuchtgüte G 6.3 und
einer Betriebsdrehzahl n von 10.000 min -1 das zulässige
Abstandsmaß e zul = 6 µm. Für einen Ausgleichsradius
r = 16 mm ergibt sich bei einer Werkzeugmasse von
m WZ = 1 kg aus Formel D dann die zulässige Restunwucht-
masse m R zu 380 mg.
Massenschwerpunkt
liegt auf der
Rotationsachse
F Z ≈ 0
Die Unwucht erzeugt bei sich drehender Spindel eine
Fliehkraft F Z , die, wenn die Unwucht zu groß ist, sich
negativ auf den Bearbeitungsprozess und/oder die
Lebensdauer der Spindellager auswirken kann.
Die Fliehkraft F Z wächst linear mit der Unwucht und
quadratisch mit der Betriebsdrehzahl n gemäß Formel E:
F Z = U ·ω 2 = U · (2·π·n) 2
(Formel D)
(Formel E)
Zur Vermeidung dieser Fliehkräfte werden bei Werkzeugaufnahmen
und Werkzeugen in der Regel Ausgleichsbohrungen
und -flächen angebracht, wodurch der
Massenschwerpunkt wieder in Richtung Rotationsachse
verschoben und die Fliehkraft entsprechend reduziert
wird (siehe Skizze 3).
Die Wuchtgüte G berechnet sich nach:
U 2·π·n
G = e · ω = ·
m 60
(Formel F)
Materialabtrag durch
Ausgleichsbohrung
(Skizze 3)