目前，安全性技術(shù)已被世界上著名的工具制造廠家所采用，高速銑削是金屬切削技術(shù)長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，也是切削加工提高效率、降低成本的主要措施。下面主要介紹關(guān)于高速銑削的使用場(chǎng)合、刀具安全選用的現(xiàn)狀以及其相關(guān)措施。
一、高速銑削的應(yīng)用場(chǎng)合
首先我要介紹一下高速銑削的應(yīng)用場(chǎng)合，高速銑削工藝在汽車(chē)、飛機(jī)和模具制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。由于銑刀高速旋轉(zhuǎn)時(shí)刀具各部分承受的離，心力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)切削力本身的作用而成為刀具的主要載荷,而離心力達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)造成刀具變形，甚至破裂,因此研究高速銑刀的安全性技術(shù)對(duì)發(fā)展，高速銑削技術(shù)有著極其重要的意義。
二、高速銑削刀具安全選用的現(xiàn)狀
提高切削速度是金屬切削技術(shù)長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，也是切削加工提高效率、降低成本的主要措施。機(jī)械加工歷史證明，切削速度的提高為機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，切削速度的提高還反映著機(jī)械制造整體技術(shù)水平的進(jìn)步。從八十年代中期開(kāi)始，制造技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)全面發(fā)展的新時(shí)期，其特點(diǎn)是以提高切削速度和進(jìn)給速度為目標(biāo)，主要內(nèi)容包括高速主軸單元、快速進(jìn)給和高加（減）速度的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高性能的快速 CNC CNC HSC 高速切削的核心是高的切削速度，由于刀具材料、工件材料和加工工藝的多樣性，對(duì)高速切削不可能用一個(gè)確定的速度指標(biāo)來(lái)定義。對(duì)于銑刀等回轉(zhuǎn)刀具，通常以刀具或主軸的轉(zhuǎn)速作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的刀具直徑，現(xiàn)階段一般把轉(zhuǎn)。
三、怎樣提高高速銑刀安全性的措施
結(jié)合高速銑刀安全性標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)有限元計(jì)算模型的分析，為適應(yīng)安全性要求，可采取以下措施：
（1）減輕刀具質(zhì)量，減少刀具構(gòu)件數(shù)，簡(jiǎn)化刀具結(jié)構(gòu)
由試驗(yàn)求得的相同直徑的不同刀具的破裂極限與刀體質(zhì)量、刀具構(gòu)件數(shù)和構(gòu)件接觸面數(shù)之間的關(guān)系，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，刀具質(zhì)量越輕，構(gòu)件數(shù)量和構(gòu)件接觸面越少，刀具破裂的極限轉(zhuǎn)速越高。研究發(fā)現(xiàn)，用鈦合金作為刀體材料減輕了構(gòu)件的質(zhì)量，可提高刀具的破裂極限和極限轉(zhuǎn)速。但由于鈦合金對(duì)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(qiáng)度鋁合金來(lái)制造刀體。在刀體結(jié)構(gòu)上，應(yīng)注意避免和減小應(yīng)力集中，刀體上的槽（包括刀座槽、容屑槽、鍵槽）會(huì)引起應(yīng)力集中，降低刀體的強(qiáng)度，因此應(yīng)盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時(shí)，刀體的結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱(chēng)于回轉(zhuǎn)軸，使重心通過(guò)銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙，并且要求重復(fù)定位性好。目前，高速銑刀已廣泛采用HSK刀柄與機(jī)床主軸連接，較大程度地提高了刀具系統(tǒng)的剛度和重復(fù)定位精度，有利于刀具破裂極限轉(zhuǎn)速的提高。此外，機(jī)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(shì)，也有利于刀具強(qiáng)度和剛度的提高。
（2）改進(jìn)刀具的夾緊方式
模擬計(jì)算和破裂試驗(yàn)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(shè)計(jì)的刀具結(jié)構(gòu)以防止刀片甩飛。刀座、刀片的夾緊力方向最好與離心力方向一致，同時(shí)要控制好螺釘?shù)念A(yù)緊力，防止螺釘因過(guò)載而提前受損。對(duì)于小直徑的帶柄銑刀，可采用液壓夾頭或熱脹冷縮夾頭實(shí)現(xiàn)夾緊的高精度和高剛度。
（3）提高刀具的動(dòng)平衡性
提高刀具的動(dòng)平衡性對(duì)提高高速銑刀的安全性有很大的幫助。因?yàn)榈毒叩牟黄胶饬繒?huì)對(duì)主軸系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)附加的徑向載荷，其大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比。下面是我從網(wǎng)上參考相關(guān)這方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)找到的參數(shù)數(shù)據(jù)。
　設(shè)旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量為m，質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)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(zhì)心偏心量（mm），m為刀具系統(tǒng)質(zhì)量（kg），n為刀具系統(tǒng)轉(zhuǎn)速（r/min），ω為刀具系統(tǒng)角速度（rad/s）。
四、結(jié)語(yǔ)
　　高速銑刀安全性技術(shù)是研究高速刀具的一個(gè)重要內(nèi)容，它也是未來(lái)機(jī)械行業(yè)密切關(guān)注的問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)刀具安全性的定量分析，精確確定影響高速銑刀安全性的微量因素，并從刀具的材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面解決好高速銑刀的安全性。

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文章名稱(chēng)：《高速銑削關(guān)于刀具的安全選用》

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