如何控制CNC加工中心切削過程中的彈刀？

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問題：彈刀過切

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在加工中，經常會在轉角位出現彈刀而導致過切的現象，如果采用合理的刀具和加工方法，是可以將彈刀的機會降低的。

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彈刀位與加工過切

如下圖所示，A圖是刀具在加工較平坦位置時的狀態，當加工到B位急停，準備反向加工時，由于慣性作用，刀具會產生變形，從而造成在B位較直身位處彈刀過切。

彈刀圖示

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刀具變形量的關系式：

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由上面公式中，我們可知，影響刀具變形的主要因素有三個：

L - 裝刀長度

D - 刀具直徑

P - 刀具所受的作用力

L - 裝刀長度

由公式可知，刀具的變形量與裝刀長度是3次方的關系，同樣直徑的刀具，當長刀增加一倍，其變形量將會增大3倍。

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在加工時，盡可能縮短裝刀長度，以減低彈刀風險。

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D - 刀具直徑

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由公式可知，刀具的變形量與刀具直徑是4次方的關系，同樣長度的刀具，當刀具直徑減少一倍，其變形量將會增大4倍。

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在加工時，可以的話，盡可能選擇大直徑刀具或采用加壯刀具來加工，以減低彈刀風險。(如下右圖所示：A采用熱索和錐頸刀，B采用加壯刀柄的刀具來加工)

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P - 刀具所受的作用力

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由公式可知，刀具的變形量與其在加工中所受的作用力是正比關系，減少刀具所受的作用力則可減低彈刀的機會，可以通過以下方法減少加工中刀具所受的作用力。

減少作用力分析：

切削是一個剪切變形的過程，每種材料都有自己的強度(σ)，要使材料分離，外來的強度必須大于材料本身強度。

σ = F / S

σ : 材料的強度

F：作用力

S : 接觸面積

從上公式中可知，刀具受的作用力(F)與其與工件的接觸面積(S)成正比關系。要減少刀具所受的作用力就要減少刀具與工件的接觸面積。
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減少作用力例子1：

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使用刀路轉角功能或加大R位的方法來減少刀具在轉角位的負荷，從而降低彈刀的機率。

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減少作用力例子2：

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在加工較深位置時，可采用較小的進給量和細R角的刀具，以減少加工中刀具所受的作用力，以減低彈刀的風險。

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下圖是使用D50R6刀和D50R0.8刀在加工同樣深度時,與模料接觸位的比較可知，采用細R角刀具加工深型工件比大R角刀具更能減少切削力。

總結：

綜合地運用影響刀具變形的三個有關因素(裝刀長度、刀具直徑、切削力)，可以降低彈刀機率，提高加工時間，得到較好的加工精度和表面粗糙度。

遠祥

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