獲得正確的平衡

設計工程師有吃力不討好的工作。他們永無(wú)止境地花費精力往約束公差和進(jìn)步精度來(lái)同失效和停機作斗爭。他們連年累月地進(jìn)步設計精度到1微米左右。他們是完美留意者。

但是當刀具沒(méi)有恰當平衡時(shí)他們的徹底認真和密切留意細節產(chǎn)生浪費。使用不平衡的刀具加工零件和射擊自己的腳相近似。刀具在執行設計任務(wù)后會(huì )出現正常磨損。但是，設計用來(lái)執行那個(gè)任務(wù)的刀具假定是經(jīng)過(guò)很好的平衡。假如你使用一個(gè)未平衡的刀具做這個(gè)活，你正引進(jìn)新的磨損水平，不僅是刀具和主軸而且對要執行的零件。不平衡能產(chǎn)生幾個(gè)影響：它能引進(jìn)主軸及其部件額外的振動(dòng)，它會(huì )不規則地磨損刀具，它能減少刀具的壽命并降低完成產(chǎn)品的質(zhì)量。

校正不平衡

刀柄不平衡的主要原因是：刀體里有缺陷，刀具設計歡猿疲毒呱纖械牡鶻凇Ｊ率瞪希忝懇淮蔚鶻詰毒擼還艿鶻諏慷嘈。惚匭朐謔褂彌霸僮鲆淮紋膠狻?

正確平衡的刀具能明顯減輕噪音和振動(dòng)，這使得刀具壽命增加而且零件精度一致性更好。離心力以速度平方成正比的關(guān)系放大不平衡引起的振動(dòng)。由此造成的振動(dòng)增加使軸承、軸瓦、軸、主軸和齒輪壽命最小化。另外，假如你不往平衡刀具，會(huì )冒主軸制造商質(zhì)保作廢的風(fēng)險。很多質(zhì)保特別指出質(zhì)量保證僅在有足夠證據表明機床上使用的刀具正確平衡時(shí)才有效。在這個(gè)方面，刀具平衡能引起巨大的節約。

在平衡刀具之前，你需要丈量不平衡量的大小和每個(gè)選擇的校正平面的角度位置。在兩種通用型式的平衡機上測定這些變量：不旋轉式或重力機用于丈量單一平面（靜止的）不平衡，而旋轉式或離心機用于丈量單一平面和/或兩平面（動(dòng)態(tài)）不平衡。

在正確的平面測定不平衡量的大小和角度后，你能通過(guò)從工件增加材料或往除材料的辦法進(jìn)行校正。對于不是刀具的組件，最廣泛使用的材料添加方法是在組件上焊配重。對于稍微的不平衡量的組件的其它辦法有在組件體上增加焊料或在預鉆孔增加重量。

對于刀具，當你測定的不平衡確定必須往除材料才能獲得正確的平衡，最輕易和最有效的方法是鉆削。這是一種快速的調整，而且材料往除量能精確控制。另外一個(gè)選擇是銑削，它是平衡薄壁刀具或強制需要淺切削場(chǎng)合最有效。

理論上，完美的平衡在平衡刀具時(shí)是可以獲得的。在現實(shí)應用里，由于本錢(qián)的考慮和刀具的限制，完美的平衡僅在十分幸運時(shí)達到。因此，精度等級必須設置成答應一定量的把有害影響控制在一個(gè)可接受水平的殘余不平衡。在ISO1940里給出的精度通常產(chǎn)生滿(mǎn)足的結果，但確定你實(shí)施的標準適合要平衡的刀具。例如，和剛性負載螺旋槳相比，機床將很明顯地使用不同的數值。

刀具選用和維護

刀具平衡不只是丈量不平衡量和增加或往除重量。刀具選用至關(guān)重要。短的分量輕的刀具輕易平衡到很好的精度，而大型的重的刀具要困難得多并有產(chǎn)生很大振動(dòng)的傾向。你也能通過(guò)選擇已做過(guò)預平衡或預加工到最小不平衡的刀柄來(lái)節約時(shí)間和削減本錢(qián)。

更進(jìn)一步你可以通過(guò)常規的維護和仔細的處理來(lái)減少必須平衡的數目。刀柄的任何表面損壞將影響平衡和同心度。為什么？當旋轉速度爬升時(shí)刀柄缺陷的影響被放大。假如你的儀器測到每分鐘1000轉時(shí)可忽略的力，當轉速為每分鐘10000轉時(shí)力增加100倍，每分鐘20000轉時(shí)為400倍。

極好的同心度還在高速主軸下更重要，由于假如刀具不在主軸中心線(xiàn)上回轉，它變成額外不平衡的首要因素。但是不平衡刀柄的影響在較低速度下也是明顯的。小的不平衡能引起你的加工中心主軸軸承損壞的很高的力，而且連續的很大的徑向力回導致軸承的早期失效和昂貴的機床維修用度。

還有，要記住任何的調節（安裝或往除刀具組件，旋緊螺母或任何細微的扭轉或熔補）都需要某種程度的平衡。即使調節干擾刀具的平衡量?jì)H有幾克X毫米，這個(gè)不平衡量轉化成振動(dòng)的增加，引起刀具磨損加快、表面光潔度惡化和零件形位精度的下降（如鏜孔時(shí)圓度或直線(xiàn)度的丟失）。

精度恰當=更好的平衡

除了正確的維護和處理高質(zhì)量的刀柄，刀具組件正確地裝到機床主軸是重要的。為獲得牢固穩定的連接刀柄匹配主軸錐孔應盡可能精確。刀柄配合得好和差的區別在高速下尤其明顯。你可能擁有世界上平衡得最好的刀具，但假如它沒(méi)有正確連到主軸上，那你是自找麻煩。

當你以為今天出售的很多加工中心配備有最高轉速10000轉或以上的主軸，你不得不推論出刀柄的質(zhì)量必須和主軸的性能同等水準。它們必定是牢固的、對中心的、適當平衡的，而且沒(méi)有表面損傷和污染。假如不是這樣，肯定發(fā)生振動(dòng)，那將產(chǎn)生振顫并降低刀具壽命和表面光潔度。

不是所有的刀具都需要平衡是正確的，尤其當處理過(guò)程引起本錢(qián)增加和額外的步驟時(shí)。是否要做刀具平衡應視具體情況。在高速下平衡效果最突出，但是在任何速度下平衡刀具產(chǎn)生更好的形位精度、進(jìn)步表面光潔度和延長(cháng)刀具壽命。

平衡的刀具產(chǎn)出最佳的零件

固然它需要一些額外的時(shí)間和照料，恰當的平衡將延長(cháng)你刀具和主軸的壽命并將增加可用時(shí)間，而且為客戶(hù)生產(chǎn)出精確的高質(zhì)量的零件。

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