機(jī)床用戶經(jīng)常聽說碉输，必須對自己使用的刀柄進(jìn)行平衡显钙，但他們不清楚這種說法是否正確钮咱。如果不對刀柄進(jìn)行平衡，會(huì)損壞機(jī)床或工件嗎悦要？正確的問題不是“應(yīng)該對刀具和刀柄進(jìn)行平衡嗎筝闹？”而是“何時(shí)應(yīng)對刀具和刀柄進(jìn)行平衡？”

　　讓我們首先解釋一下不平衡性腥光。在機(jī)床主軸中关顷，存在許多回轉(zhuǎn)部件，包括主軸本身，如果電動(dòng)機(jī)沒有與主軸集成到一起议双，就還包括電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子痘番、齒輪或滑輪等。在銑削加工中平痰，則有刀柄汞舱、刀具、拉桿(拉釘)宗雇、夾頭和一組貝勒維爾墊圈昂芜。在車削加工中，工件也是回轉(zhuǎn)部件赔蒲，可能還包括夾持裝置(如卡盤爪)泌神。

　　所有這些部件都是人類制造和裝配的，因此并非盡善盡美库樊。裝配后的回轉(zhuǎn)體的質(zhì)量中心與回轉(zhuǎn)中心(由支撐回轉(zhuǎn)體的主軸軸承所確定)并不是同一個(gè)中心棠裹。產(chǎn)生的凈影響就相當(dāng)于附加了一個(gè)偏離主軸中心的質(zhì)量一樣。不平衡質(zhì)量的大小以及它與回轉(zhuǎn)中心的距離發(fā)揮著同樣的作用数壤，因此通常將它們歸類到一起效迹。不平衡量可用克×毫米(gmm)或盎司×英寸(oz.in.)來表示。

　　在大多數(shù)情況下投墩，用戶都不具備調(diào)整主軸平衡的能力辛啰。如果有這種能力，則需要同時(shí)調(diào)整刀柄和主軸的平衡彰畅。允許的不平衡量U用下式計(jì)算：

　　U(gmm)=(G×9,549×W)/rpm

　　式中迂奋，G為平衡等級，9,549是與單位一致的參數(shù)誉缚，W為回轉(zhuǎn)物體的質(zhì)量(公斤)嘱垛，rpm為主軸轉(zhuǎn)速。

　　平衡等級G取決于加工要求疫遵。例如那惜，一般來說，通用機(jī)床的平衡等級為G6.3梧油，高速加工機(jī)床為G2.5苫耸，精密加工機(jī)床為G1.0。允許的不平衡量U主要取決于被平衡物體的質(zhì)量儡陨，對于刀具褪子、刀具與刀柄，以及裝配好的整個(gè)主軸骗村，U值的計(jì)算結(jié)果都不相同嫌褪。

　　對于不同的加工機(jī)床而言呀枢，一個(gè)更重要的考慮因素是：由回轉(zhuǎn)不平衡量產(chǎn)生的力是否占到了由切削加工產(chǎn)生的力中可觀的一部分。所有的力笼痛，無論是切削力還是不平衡力裙秋，都必須由軸承以及刀具與主軸之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)來承受。在粗加工中缨伊，切削力可能會(huì)高達(dá)幾百牛頓摘刑，幾牛頓的不平衡力就無關(guān)緊要。但是倘核，在精加工中泣侮，切削力僅為幾分之一牛頓怎窿，同樣的不平衡力就是一個(gè)大問題侧缔。因此，不平衡力應(yīng)該如何計(jì)算呢喻透？不平衡力F的計(jì)算公式為：

　　F=meω2

　　式中寒淌，m為不平衡質(zhì)量，e是偏心量(不平衡質(zhì)量到回轉(zhuǎn)中心的距離)晶乘，ω為主軸轉(zhuǎn)速蚜遥。

　　不平衡力F隨著主軸轉(zhuǎn)速ω的平方而增大。如果主軸轉(zhuǎn)速提高一倍翠笛，由回轉(zhuǎn)不平衡量產(chǎn)生的不平衡力就會(huì)增大4倍由饵。例如，刀具和刀柄的不平衡量為5gmm桦徘，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為5,000rpm時(shí)故咽，所產(chǎn)生的不平衡力為1.37牛頓。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為40,000rpm時(shí)橄文，同樣的刀具和刀柄產(chǎn)生的不平衡力為87.7牛頓化刻。

　　通過平衡減小不平衡力可獲益良多，但平衡操作也需要付出成本上陕。車間或者需要購買一臺平衡機(jī)桩砰，或者需要為外協(xié)平衡服務(wù)付費(fèi)∈筒荆可平衡刀柄上通常有一個(gè)或多個(gè)配重環(huán)亚隅，通過調(diào)整其位置，就可以改變平衡狀態(tài)庶溶。與普通刀柄相比煮纵，這種刀柄的價(jià)格更貴，并且刀柄上需要有額外的長度來容納配重環(huán)渐尿，而增加刀柄的長度會(huì)減小其剛度醉途，通常還會(huì)降低其可達(dá)到的金屬去除率矾瑰。

　　確定是否需要對刀柄進(jìn)行平衡的一種有效策略是將不平衡力與切削力進(jìn)行比較。如果不平衡力達(dá)到切削力的5%以上隘擎，就值得改進(jìn)其平衡狀態(tài)殴穴。一般來說，對于主軸轉(zhuǎn)速較低的機(jī)床货葬，平衡的重要性相對較小掷膛，而高速切削機(jī)床的平衡問題則重要得多。即使使用高速機(jī)床共撰，許多車間也可以采用預(yù)平衡刀柄和預(yù)平衡刀具來解決平衡問題服移。不過，對于非常精密和轉(zhuǎn)速很高的加工鞋夹，仍然需要對裝配好的刀柄和刀具進(jìn)行平衡操作驶恨。

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