加强刀具的定量分析从各方面解决好高速铣刀的安全性

研究发现，用钛合金作为刀体材料减轻了构件的质量，可进步刀具的破裂极限和极限转速。机夹式高速铣刀的直径显露出直径变小、刀齿数减少的发展趋势，也有利于刀具强度和刚度的进步。

研究发现，用钛合金作为刀体材料减轻了构件的质量，可进步刀具的破裂极限和极限转速。但因为钛合金对切口的敏感性，不相宜制造刀体，因此有的高速铣刀已采用高强度铝合金来制造刀体。

1.减轻刀具质量，减少刀具构件数，简化刀具结构在刀体结构上，应留意避免和减小应力集中，刀体上的槽（包括刀座槽、容屑槽、键槽）会引起应力集中，降低刀体的强度，因此应尽量避免通槽和槽底带尖角。同时，刀体的结构应对称于回转轴，使重心通过铣刀的轴线。刀片和刀座的夹紧、调整结构应尽可能消除游隙，并且要求重复定位性好。高速铣刀已广泛采用HSK刀柄与机床主轴连接，较大程度地进步了刀具系统的刚度和重复定位精度，有利于刀具破裂极限转速的进步。此外，机夹式高速铣刀的直径显露出直径变小、刀齿数减少的发展趋势，也有利于刀具强度和刚度的进步。

2.改进刀具的夹紧方式模拟计算和破裂试验研究表明，高速铣刀刀片的夹紧方法不答应采用通常的摩擦力夹紧，要用带中央孔的刀片、螺钉夹紧方式，或用特殊设计的刀具结构以防止刀片甩飞。刀座、刀片的夹紧力方向最好与离心力方向一致，同时要控制好螺钉的预紧力，防止螺钉因过载而提前受损。对于小直径的带柄铣刀，可采用液压夹头或热胀冷缩夹头实现夹紧的高精度和高刚度。

3.进步刀具的动平衡性进步刀具的动平衡性对进步高速铣刀的安全性有很大的匡助。由于刀具的不平衡量会对主轴系统产生一个附加的径向载荷，其大小与转速的平方成正比。设旋转体质量为m，质心与旋转体中央的偏心量为e，则由不平衡量引起的惯性离心力F为：

F=emω^{2=U（n/9549）²}

式中：U为刀具系统不平衡量（g·mm），e为刀具系统质心偏心量（mm），m为刀具系统质量（kg），n为刀具系统转速（r/min），ω为刀具系统角速度（rad/s）。由上式可见，进步刀具的动平衡性可显着减小离心力，进步高速刀具的安全性。因此，按照尺度草案要求，用于高速切削的铣刀必需经由动平衡测试，并应达到ISO1940－1划定的G4.0平衡质量等级以上要求。

高速铣刀安全性技术是研究高速刀具的一个重要内容，应加强刀具安全性的定量分析，精确确定影响高速铣刀安全性的微量因素，并从刀具的材料、结构、制造工艺等方面解决好高速铣刀的安全性。

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