淺析造成刀片不平衡的原因

　刀柄、動平衡機，熱縮機及附件的制造商HAIMER GMBH 公司，SK2刀片在自己的生產(chǎn)現(xiàn)場進行了一項關于采用刀柄動平衡機好處的內(nèi)部案例研究。該公司發(fā)現(xiàn)，根據(jù)加工中心不同翻班.每臺加工中心每年能節(jié)約成本2萬至4萬美元。通過平衡插入的刀具與刀柄，主軸使用壽命可以延長一倍，切削量增加了10%，刀具壽命亦延長了10%此外.表面質量與精度得到改善，顫振與廢品減少。同時.試驗表明.在任何轉速(r/min)范圍內(nèi)，平衡工具都產(chǎn)生積極的結果，在高速機床，尤其是主軸速度大于8000r/min的高速機床從平衡刀具中獲得的益處最多。
　　美國Hoffman公司的產(chǎn)品經(jīng)理Michael Layne先生在一份白皮書中稱：“一個不平衡僅1.0gm-mm的平衡良好的)刀柄，在轉速15,000r/min時，將產(chǎn)生0.56磅(約2.49牛頓，切削技術網(wǎng)站注)的徑向力。當研究刀柄及其平衡要求時，我們發(fā)現(xiàn)，CAT-50刀柄的平均初始不平衡是250gm-mm。在轉速15,000r/min時，250gm-mm的不平衡將產(chǎn)生高達140磅(約623牛頓，切削技術網(wǎng)站注)的連續(xù)徑向力!”。這份白皮書的名稱是《檢測與校正高速加工中刀柄的不平衡》，是Layne為其公司——美國的精密動平衡機制造商Hoffman公司所撰寫的。
　　Layne說，因切削刀具的運動，刀具不平衡會導致頗振與形成表面波紋。高頻顫振亦會導致表面拋光差.不平衡還會異致無法保持緊公差.從而使廢品率增加。
　　在機床上，不平衡會導致主軸軸承過早失效，造成代價巨大的停工。幾家主要的刀柄制造商的近期研究表明，采用平衡的刀柄與刀具，刀具的壽命可延長50%之多。刀具、刀柄及止動旋鈕(若適用) 應該作為一個組件來平衡。然而并非所有刀具都需要平衡。應該對一個過程中的每種刀具都進行評估，確定應用是否需要調整緊公差平衡。應該考慮刀具轉速(r/min) ，刀具重量，刀具操作及施加在主軸上的應力。 　　造成不平衡的原因可能來自固有因素.包括刀柄的特征，也可能來自隨機原因，如夾頭的位置或夾頭螺釘?shù)奈恢?，或切削刀具，或在立銑刀刀柄上使用的緊定螺釘。來自固有因素的不平衡通常由刀柄制造商通過設計與預平衡來解決.隨機原因可能在每次更換切削刀具或當夾頭松開與重緊時都會發(fā)生變化.沒有活動部件的刀柄.如熱縮式刀柄，當其預平衡后，往往不容易失去其平衡狀態(tài)。液壓夾盤亦易于平衡，在使用中很容易重新獲得平衡。
　　不論所采用的主軸速度及刀柄類型，采用平衡刀柄與刀具的內(nèi)部項目，可降低成本和可保持緊公差及附帶的其它益處，很快就可以獲得投資回報。