設(shè)計工程師有吃力不討好的工作。他們永無止境地花費精力去約束公差和提高精度來同失效和停機作斗爭。他們連年累月地提高設(shè)計精度到1微米左右。他們是注意者。 但是當(dāng)?shù)毒邲]有恰當(dāng)平衡時他們的*認(rèn)真和密切注意細(xì)節(jié)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(zhí)行設(shè)計任務(wù)后會出現(xiàn)正常磨損。但是，設(shè)計用來執(zhí)行那個任務(wù)的刀具假定是經(jīng)過很好的平衡。如果你使用一個未平衡的刀具做這個活，你正引入新的磨損水平，不僅是刀具和主軸而且對要執(zhí)行的零件。不平衡能產(chǎn)生幾個影響：它能引入主軸及其部件額外的振動，它會不規(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

正確平衡的刀具能顯著減輕噪音和振動，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。由此造成的振動增加使軸承、軸瓦、軸、主軸和齒輪壽命zui小化。另外，如果你不去平衡刀具，會冒主軸制造商質(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(jù)表明機床上使用的刀具正確平衡時才有效。在這個方面，刀具平衡能引起巨大的節(jié)約。 在平衡刀具之前，你需要測量不平衡量的大小和每個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(zhuǎn)式或重力機用于測量單一平面(靜止的)不平衡，而旋轉(zhuǎn)式或離心機用于測量單一平面和/或兩平面(動態(tài))不平衡。 在正確的平面測定不平衡量的大小和角度后，你能通過從工件增加材料或去除材料的辦法進(jìn)行校正。對于不是刀具的組件，zui廣泛使用的材料添加方法是在組件上焊配重。對于輕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。 對于刀具，當(dāng)你測定的不平衡確定必須去除材料才能獲得正確的平衡，zui容易和zui有效的方法是鉆削。這是一種快速的調(diào)整，而且材料去除量能控制。另外一個選擇是銑削，它是平衡薄壁刀具或強制需要淺切削場合zui有效。 理論上，的平衡在平衡刀具時是可以獲得的。在現(xiàn)實應(yīng)用里，因為成本的考慮和刀具的限制，的平衡僅在十分幸運時達(dá)到。因此，精度等級必須設(shè)置成允許一定量的把有害影響控制在一個可接受水平的殘余不平衡。在ISO1940里給出的精度通常產(chǎn)生滿意的結(jié)果，但確定你實施的標(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)

刀具平衡不只是測量不平衡量和增加或去除重量。刀具選用至關(guān)重要。短的分量輕的刀具容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)生很大振動的傾向。你也能通過選擇已做過預(yù)平衡或預(yù)加工到zui小不平衡的刀柄來節(jié)約時間和削減成本。 更進(jìn)一步你可以通過常規(guī)的維護(hù)和仔細(xì)的處理來減少必須平衡的數(shù)量。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)速度爬升時刀柄缺陷的影響被放大。假如你的儀器測到每分鐘1000轉(zhuǎn)時可忽略的力，當(dāng)轉(zhuǎn)速為每分鐘10000轉(zhuǎn)時力增加100倍，每分鐘20000轉(zhuǎn)時為400倍。 *的同心度還在高速主軸下更重要，因為如果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床維修費用。 還有，要記住任何的調(diào)節(jié)(安裝或去除刀具組件，旋緊螺母或任何細(xì)微的扭轉(zhuǎn)或熔補)都需要某種程度的平衡。即使調(diào)節(jié)干擾刀具的平衡量僅有幾克X毫米，這個不平衡量轉(zhuǎn)化成振動的增加，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。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的刀具，但如果它沒有正確連到主軸上，那你是自找麻煩。 當(dāng)你認(rèn)為今天出售的很多加工中心配備有zui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、對中心的、適當(dāng)平衡的，而且沒有表面損傷和污染。如果不是這樣，肯定發(fā)生振動，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)處理過程引起成本增加和額外的步驟時。是否要做刀具平衡應(yīng)視具體情況。在高速下平衡效果zui突出，但是在任何速度下平衡刀具產(chǎn)生更好的形位精度、提高表面光潔度和延長刀具壽命。
平衡的刀具產(chǎn)出*的零件

雖然它需要一些額外的時間和照料，恰當(dāng)?shù)钠胶鈱⒀娱L你刀具和主軸的壽命并將增加可用時間，而且為客戶生產(chǎn)出的高質(zhì)量的零件。