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數(shù)控刀具安全使用常識
閱讀：2238 發(fā)布時間：2014-1-6
刀具美觀很重要，安全使用更必要，以下是一些刀具使用安全方面的基礎知識：
1．減輕刀具質量，減少刀具構件數(shù)，簡化刀具結構由試驗求得的相同直徑的不同刀具的破裂極限與刀體質量、刀具構件數(shù)和構件接觸面數(shù)之間的關系，經比較發(fā)現(xiàn)，刀具質量越輕，構件數(shù)量和構件接觸面越少，刀具破裂的極限轉速越高。研究發(fā)現(xiàn)，用鈦合金作為刀體材料減輕了構件的質量，可提高刀具的破裂極限和極限轉速。但由于鈦合金對切口的敏感性，不適宜制造刀體，因此有的高速銑刀已采用高強度鋁合金來制造刀體。
在刀體結構上，應注意避免和減小應力集中，刀體上的槽（包括刀座槽、容屑槽、鍵槽）會引起應力集中，降低刀體的強度，因此應盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時，刀體的結構應對稱于回轉軸，使重心通過銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調整結構應盡可能消除游隙，并且要求重復定位性好。高速銑刀已廣泛采用HSK刀柄與機床主軸連接，較大程度地提高了刀具系統(tǒng)的剛度和重復定位精度，有利于刀具破裂極限轉速的提高。此外，機夾式高速銑刀的直徑顯露出直徑變小、刀齒數(shù)減少的發(fā)展趨勢，也有利于刀具強度和剛度的提高。
2．改進刀具的夾緊方式模擬計算和破裂試驗研究表明，高速銑刀刀片的夾緊方法不允許采用通常的摩擦力夾緊，要用帶中心孔的刀片、螺釘夾緊方式，或用特殊設計的刀具結構以防止刀片甩飛。刀座、刀片的夾緊力方向與離心力方向一致，同時要控制好螺釘?shù)念A緊力，防止螺釘因過載而提前受損。對于小直徑的帶柄銑刀，可采用液壓夾頭或熱脹冷縮夾頭實現(xiàn)夾緊的高精度和高剛度。
3．提高刀具的動平衡性提高刀具的動平衡性對提高高速銑刀的安全性有很大的幫助。因為刀具的不平衡量會對主軸系統(tǒng)產生一個附加的徑向載荷，其大小與轉速的平方成正比。設旋轉體質量為m，質心與旋轉體中心的偏心量為e，則由不平衡量引起的慣性離心力F為：F=emω2=U（n/9549）2式中：U為刀具系統(tǒng)不平衡量（g·mm），e為刀具系統(tǒng)質心偏心量（mm），m為刀具系統(tǒng)質量（kg），n為刀具系統(tǒng)轉速（r/min），ω為刀具系統(tǒng)角速度（rad/s）。
由上式可見，提高刀具的動平衡性可顯著減小離心力，提高高速刀具的安全性。因此，按照標準草案要求，用于高速切削的銑刀必須經過動平衡測試，并應達到ISO1940－1規(guī)定的G4.0平衡質量等級以上要求。結語高速銑刀安全性技術是研究高速刀具的一個重要內容，應加強刀具安全性的定量分析，確定影響高速銑刀安全性的微量因素，并從刀具的材料、結構、制造工藝等方面解決好高速銑刀的安全性
1．減輕刀具質量，減少刀具構件數(shù)，簡化刀具結構由試驗求得的相同直徑的不同刀具的破裂極限與刀體質量、刀具構件數(shù)和構件接觸面數(shù)之間的關系，經比較發(fā)現(xiàn)，刀具質量越輕，構件數(shù)量和構件接觸面越少，刀具破裂的極限轉速越高。研究發(fā)現(xiàn)，用鈦合金作為刀體材料減輕了構件的質量，可提高刀具的破裂極限和極限轉速。但由于鈦合金對切口的敏感性，不適宜制造刀體，因此有的高速銑刀已采用高強度鋁合金來制造刀體。
在刀體結構上，應注意避免和減小應力集中，刀體上的槽（包括刀座槽、容屑槽、鍵槽）會引起應力集中，降低刀體的強度，因此應盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時，刀體的結構應對稱于回轉軸，使重心通過銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調整結構應盡可能消除游隙，并且要求重復定位性好。高速銑刀已廣泛采用HSK刀柄與機床主軸連接，較大程度地提高了刀具系統(tǒng)的剛度和重復定位精度，有利于刀具破裂極限轉速的提高。此外，機夾式高速銑刀的直徑顯露出直徑變小、刀齒數(shù)減少的發(fā)展趨勢，也有利于刀具強度和剛度的提高。
2．改進刀具的夾緊方式模擬計算和破裂試驗研究表明，高速銑刀刀片的夾緊方法不允許采用通常的摩擦力夾緊，要用帶中心孔的刀片、螺釘夾緊方式，或用特殊設計的刀具結構以防止刀片甩飛。刀座、刀片的夾緊力方向與離心力方向一致，同時要控制好螺釘?shù)念A緊力，防止螺釘因過載而提前受損。對于小直徑的帶柄銑刀，可采用液壓夾頭或熱脹冷縮夾頭實現(xiàn)夾緊的高精度和高剛度。
3．提高刀具的動平衡性提高刀具的動平衡性對提高高速銑刀的安全性有很大的幫助。因為刀具的不平衡量會對主軸系統(tǒng)產生一個附加的徑向載荷，其大小與轉速的平方成正比。設旋轉體質量為m，質心與旋轉體中心的偏心量為e，則由不平衡量引起的慣性離心力F為：F=emω2=U（n/9549）2式中：U為刀具系統(tǒng)不平衡量（g·mm），e為刀具系統(tǒng)質心偏心量（mm），m為刀具系統(tǒng)質量（kg），n為刀具系統(tǒng)轉速（r/min），ω為刀具系統(tǒng)角速度（rad/s）。
由上式可見，提高刀具的動平衡性可顯著減小離心力，提高高速刀具的安全性。因此，按照標準草案要求，用于高速切削的銑刀必須經過動平衡測試，并應達到ISO1940－1規(guī)定的G4.0平衡質量等級以上要求。結語高速銑刀安全性技術是研究高速刀具的一個重要內容，應加強刀具安全性的定量分析，確定影響高速銑刀安全性的微量因素，并從刀具的材料、結構、制造工藝等方面解決好高速銑刀的安全性