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機率性力峰:為什麼一刀多數能安全通過、偶爾才崩刀

力矩標靶圖與對應的一整轉立體接觸實景 左 —— 力矩標靶圖。把一整轉裡 (Mx, My) 力矩向量的端點畫成封閉軌跡,顏色代表軸向力矩 Mz,同心圈是力矩量值(Nm)。整轉的大部分時間,軌跡縮在圓心附近 —— 切刃與工件的接觸長度 小、力矩小。只有窄窄的一瓣甩向外圈:那就是接觸長度暴增、產生足以崩刀的大力的角度。 右 —— 同一個高負載相位下的立體接觸實景,可看到切刃深咬工件。

機制

切刃與工件的接觸長度,在多數主軸轉角都很小,只有在某個窄角度窗內才暴增。大力 —— 也就是崩刀風險 —— 只存在於那個窄窗之內。

刀具的切刃是離散的。某支切刃到底有沒有剛好落進那個高接觸的窄窗,是相位機率問題, 而非必然:

  • 高機率 —— 切刃落在寬廣的低接觸區、跨步越過那個窄窗,這一刀順利通過。
  • 低機率 —— 某支切刃剛好落進窄窗、吃到完整接觸長度、承受大力,切刃就可能崩裂。

這就是為什麼一刀即使存在明顯的高接觸窄窗,多數時候仍能通過、只有偶爾崩刀;也是為什麼 幾何看似相同的相鄰刀次,會一次通過、一次崩裂。這與 CAM 浮點漂移 中〈機率性閃避力峰〉一節記載的是同一個效應。

延伸閱讀

  • CAM 浮點漂移 —— 由次微米貼底接觸觸發、同一個機率性力峰效應的具體案例。