獲得正確的平衡

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

但是當(dāng)?shù)毒邲](méi)有恰當(dāng)平衡時(shí)他們的徹底認(rèn)真和密切留意細(xì)節(jié)產(chǎn)生浪費(fèi)。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(zhí)行設(shè)計(jì)任務(wù)后會(huì)出現(xiàn)正常磨損。但是，設(shè)計(jì)用來(lái)執(zhí)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(duì)要執(zhí)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(guī)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(shè)計(jì)歡猿?，刀具衫w械牡鶻凇Ｊ率瞪?，你脩┗次碟X詰毒擼還艿鶻諏慷嘈?，你眳Q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(xiǎn)。很多質(zhì)保特別指出質(zhì)量保證僅在有足夠證據(jù)表明機(jī)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(jié)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(jī)上測(cè)定這些變量：不旋轉(zhuǎn)式或重力機(jī)用于丈量單一平面（靜止的）不平衡，而旋轉(zhuǎn)式或離心機(jī)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(cè)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(duì)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(duì)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(yù)鉆孔增加重量。

對(duì)于刀具，當(dāng)你測(cè)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(diào)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(qiáng)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(xiàn)實(shí)應(yīng)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(yùn)時(shí)達(dá)到。因此，精度等級(jí)必須設(shè)置成答應(yīng)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)生滿足的結(jié)果，但確定你實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)適合要平衡的刀具。例如，和剛性負(fù)載螺旋槳相比，機(jī)床將很明顯地使用不同的數(shù)值。

刀具選用和維護(hù)

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(yù)平衡或預(yù)加工到最小不平衡的刀柄來(lái)節(jié)約時(shí)間和削減本錢(qián)。

更進(jìn)一步你可以通過(guò)常規(guī)的維護(hù)和仔細(xì)的處理來(lái)減少必須平衡的數(shù)目。刀柄的任何表面損壞將影響平衡和同心度。為什么？當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度爬升時(shí)刀柄缺陷的影響被放大。假如你的儀器測(cè)到每分鐘1000轉(zhuǎn)時(shí)可忽略的力，當(dāng)轉(zhuǎn)速為每分鐘10000轉(zhuǎn)時(shí)力增加100倍，每分鐘20000轉(zhuǎn)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上回轉(zhuǎn)，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(xù)的很大的徑向力回導(dǎo)致軸承的早期失效和昂貴的機(jī)床維修用度。

還有，要記住任何的調(diào)節(jié)（安裝或往除刀具組件，旋緊螺母或任何細(xì)微的扭轉(zhuǎn)或熔補(bǔ)）都需要某種程度的平衡。即使調(diào)節(jié)干擾刀具的平衡量?jī)H有幾克X毫米，這個(gè)不平衡量轉(zhuǎn)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)圓度或直線度的丟失）。

精度恰當(dāng)=更好的平衡

除了正確的維護(hù)和處理高質(zhì)量的刀柄，刀具組件正確地裝到機(jī)床主軸是重要的。為獲得牢固穩(wěn)定的連接刀柄匹配主軸錐孔應(yīng)盡可能精確。刀柄配合得好和差的區(qū)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(dāng)你以為今天出售的很多加工中心配備有最高轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)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(zhǔn)。它們必定是牢固的、對(duì)中心的、適當(dāng)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(dāng)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(yīng)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(zhǎng)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(dāng)?shù)钠胶鈱⒀娱L(zhǎng)你刀具和主軸的壽命并將增加可用時(shí)間，而且為客戶生產(chǎn)出精確的高質(zhì)量的零件。

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