刀具动平衡技术的发展现状（三）

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　　综合考虑高速旋转刀具的安全要求和使用的方便性，工作组提出一个折衷的刀具系统平衡等级要求，即选取G16作为统一的上限值，这样除无法满足一个G9值外，可满足计算所得全部G值覆盖的加工条件范围(即转速为l0000～40000r/min，刀具系统重量为0.5～12kg，振动速度为2mm/s)。

　　(3)确定刀具系统合理不平衡量的下限值为刀具系统安装在机床主轴上时存在的偏心量(单位为)，根据现有机床制造水平，该值通常为2～5μm(根据每台机床的具体情况而略有不同)。以安装偏心量作为下限值，表明将刀具系统的允许残留偏心量eper(μm)平衡到小于2～5μm并无意义。当转速在40000r/min以下时，上限值G16所对应的允许残留偏心量eper值(μm)(或单位重量允许残留不平衡量，gmm／kg)均大于刀具系统的换刀重复定位精度值(仅当转速等于40000r／min时，eper=4μm)。因此.规定上限值为G16、下限值为2～5μm(或gmm／kg)既可防止不平衡量过大对机床主轴的不利影响，又具有技术、经济合理性。此外，G16的规定还满足了高速旋转刀具安全标准(E DIN EN ISO15641)中规定刀具平衡等级应优于G40的要求。

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　　该指导性规范还要求刀具的内冷却孔必须对称分布.否则可灌满冷却液封死洞口后再进行动平衡；并提出必要时可将刀具和机床主轴作为一个系统进行平衡.即首先分别对主轴和刀具(或工具系统)进行平衡.然后将刀具装入主轴后再对系统整体进行平衡。

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　　4.关于刀具平衡质量等级的讨论

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　　虽然德国已出台了有关刀具系统平衡质量的指导性文件以及统一的G16平衡质量等级规定.但仍存在不少关于刀具系统平衡质量等级的争议与讨论。归纳起来主要有以下两方面的问题：

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　　(1)G16的平衡质量等级规定给人一种“要求降低”的感觉，一般用户已习惯了较高的平衡质量等级，仍要求刀具制造商提供G2.5(最大使用转速20000r／min)的刀具。另一方面，刀具制造商从市场竞争的需要出发.也尽可能使产品的平衡质量等级优于G16。因此，在现阶段，工具制造商(包括刀具、刀柄、夹头制造商)除满足用户提出的特殊使用条件及平衡要求外，都是根据各自的产品特点及制造水平自行规定产品出厂的平衡质量等级。一些大型用户企业如Bosch Technology公司、Daimler Chrysler Aerospace公司等则根据刀具的使用条件规定企业内部的平衡质量等级。

　　(2)德国Ulm高等专科学校的Uwe.Kolb等人通过试验发现，在三台平衡机上由不同操作者对同一把重量为0.87kg、使用HSK63刀柄的整体刀具进行多次测量，得出的不平衡量最小为4.76Ogmm，最大为10.55Ogmm，可以计算出，在使用转速=15000r／min时，前者相当于G9，后者则相当于G19，G值的分散范围接近l0。对8种常用刀具一刀柄组合系统进行的类似试验进一步证明了这种分散性，试验结果表明，所有测量数据都达不到G2.5，甚至G6.3也不是在所有转速下均能达到。研究人员指出，这种不平衡量的不确定性与缺乏统一的测量仪器和测试方法有关。目前，用于测量不平衡量的动平衡机既有专业厂家生产的通用型(一般为卧式)，也有专为刀具动平衡而开发的专用型(一般为立式)。试验结果表明，不同的操作者使用不同类型的动平衡机对相同刀具测得的不平衡量数据并不一致。这也是目前用户难以重复测出刀具制造商测定的不平衡量的主要原因。

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