跳轉到

評估製程可加工性

可加工性時序圖可用來評估加工中的斷刀風險。

斷刀會發生於屈服應力比(Yielding Stress Ratio) MachiningStep.YieldingStressRatio (API)、主軸最大扭矩比(Max Spindle Torque Ratio) MachiningStep.MaxSpindleTorqueRatio (API)、主軸最大功率比(Max Spindle Power Ratio) MachiningStep.MaxSpindlePowerRatio (API) 其中任一項超過100%且持續時間大於一步仿真。 如果超過甚多，概括地說是200%以上，則時間不用持續也會斷刀。

注意：預設仿真為每轉銑削模式，仿真一步為主軸一轉。

屈服應力比是這一步的切削力在刀身造成的最大主應力，除以刀具刃部材料的抗拉強度。HiNC 把刀具當成圓截面的樑：沿刃部與外露的刀柄逐一取截面，算出這一步的切削力對該截面的彎矩，以及它在該截面直徑上造成的應力，並略過刀尖區（離刀尖比自身半徑還近的截面）；其中最大的應力就是分子。因此仿真步的絕對力 MachiningStep.MaxAbsForce_N (API) 並不是分子：同樣的力，刀越細或伸出越長，比值就越高，這正是比值比力的上限更能反映刀具實際安全邊際的原因。沒有任何截面可以計算時（不是銑刀，或沒有刃部材料），比值不會算出來，而不是回報為零。優化時的目標力 OptPreferedForce_N (API) 即為優化後期望的 MaxAbsForce_N。

小刀具斷刀通常是刀具承受力不夠，斷刀會基於屈服應力比。

中小刀具斷刀通常是主軸能力不足，斷刀會基於主軸最大扭矩比、主軸最大功率比。 當切削阻力超過主軸能力時，機床進給不變但是主軸轉速持續降低，使得每刃進給持續增大，所以切削力會飆高至斷刀或停機。 關於背後的邊界曲線，以及各比值的分母如何在當前轉速下計算而來，請見主軸能力 (Spindle Capability)。

斷刀解決方案

更改加工路徑降低切寬深 或 以HiNC優化功能調整進給率，將屈服應力比、主軸最大扭矩比、主軸最大功率比降至100%以下。

曲線與傾斜切削上的漣波（網格量化）

在名義上嚙合固定、但路徑呈曲線或傾斜的切削 —— 圓弧或螺旋銑孔、斜坡下刀（ramping）、五軸運動 —— 上，屈服應力比（以及它背後的 MachiningStep.MaxAbsForce_N (API)）即使理論嚙合是穩定的，也可能出現步與步之間的小幅漣波。這是離散化假象，不是臭蟲。

成因。 工件是以軸對齊的立方體體素網格來表示的（見工件實體解析度）。正交的立方體無法平滑地表示圓或斜面，因此移除體積與接觸嚙合面積會一步一步地對著網格量化。這種量化就表現為每步力峰的漣波，因而也表現在比值上。

有幫助的做法。 更細的 MachiningResolution_mm 會讓量化步距變小，漣波振幅因此縮小 —— 代價是幾何移除變慢（見仿真 CPU 使用率）。

_沒有_幫助的做法。 改用固定步進／掃掠式運動解析度（FixedPace）並不會消除這種漣波。漣波來自空間上的立方網格，而非步與步之間的間距，所以改變步距基本上不會改變它。

要得到平滑曲線。 沒有內建的濾波器可以平滑步序列曲線。若報告需要平滑曲線，請自行對匯出的 CSV（WriteStepFiles (API)）做後處理 —— 例如移動平均。注意屈服應力比只以每轉的峰值力來定義（沒有平均版本）；當你要讀的是趨勢而非斷刀力峰時，平均力欄位（Avg…）本質上就比較平滑。

刀刃熱塑性變形

如果熱屈服比(Thermal Yield Ratio) MachiningStep.ThermalYieldRatio (API) 超過100%，則會發生刀刃熱塑性變形，加速磨耗。 與屈服應力比、主軸最大扭矩比、主軸最大功率比不同，它是長期指標，超過100%也不會造成立即性影響。

刀刃熱塑性變形解決方案

在解決斷刀問題的前提下，降低轉速，讓刀刃有充足時間散熱。

注意冷卻液是否對準刀刃影響甚大。冷卻液沒有對準刀刃，相當於降低熱散係數。

刀具廠商通常會提供加工條件，而依照該加工條件模擬所得的熱屈服比通常都超過100%，因為刀具材料的製程配方與 HiNC 依保守原則訂定的預設值有差異。 如果認為超過100%的熱屈服比的加工條件才是合理的，可以調整刀具材料的熱傳性質，使得計算出的熱屈服比貼近100%。

延伸閱讀