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刀具安全措施详细介绍
时间:2015/10/17 14:20:46

      结合高速铣刀安全性标准,通过有限元计算模型的分析,为适应安全性要求,可采取以下措施:
  1.减轻刀具质量,减少刀具构件数,简化刀具结构
  由试验求得的相同直径的不同刀具的破裂极限与刀体质量、刀具构件数和构件接触面数之间的关系,经比较发现,刀具质量越轻,构件数量和构件接触面越少,刀具破裂的极限转速越高。研究发现,用钛合金作为刀体材料减轻了构件的质量,可提高刀具的破裂极限和极限转速。但由于钛合金对切口的敏感性,不适宜制造刀体,因此有的高速铣刀已采用高强度铝合金来制造刀体。
  在刀体结构上,应注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,较大程度地提高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提高。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提高。
  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越鹕彻蟊龌酇PP聿捎猛ǔ5哪Σ亮薪簦么行目椎牡镀⒙荻ぜ薪舴绞剑蛴锰厥馍杓频牡毒呓峁挂苑乐沟镀Ψ伞5蹲⒌镀募薪袅Ψ较蜃詈糜肜胄牧Ψ较蛞恢拢币刂坪寐荻さ脑そ袅Γ乐孤荻ひ蚬囟崆笆芩稹6杂谛≈本兜拇车叮刹捎靡貉辜型坊蛉日屠渌跫型肥迪旨薪舻母呔群透吒斩取
  3.提高刀具的动平衡性
  提高刀具的动平衡性对提高高速铣刀的安全性有很大的帮助。因为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,纸鹕彻蟊龌酇PP挠胄逯行牡钠牧课猠,则由不平衡量引起的惯性离心力F为:
  F=emω2=U(n/9549)2
  式中:U为刀具系统不平衡量(g·mm),e为刀具系统纸鹕彻蟊龌酇PP钠牧浚╩m),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,提高刀具的动平衡性可显着减小离心力,提高高速刀具的安全性。因此,按照标准草案要求,用于高速切削的铣刀必须经过动平衡测试,并应达到ISO1940-1规定的G4.0平衡质量等级以上要求。
  结语
  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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