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數(shù)控刀具生產(chǎn)廠家談數(shù)控刀具使用安全預(yù)防措施

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數(shù)控刀具生產(chǎn)廠家談數(shù)控刀具使用安全預(yù)防措施

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1．為保證刀具產(chǎn)品質(zhì)量

，簡化刀具結(jié)構(gòu)

　　經(jīng)多次試驗(yàn)得到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)對稱于回轉(zhuǎn)軸

，使重心通過銑刀的軸線

。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

。高速銑刀已廣泛采用碩朔刀柄與機(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

，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(shí)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?yàn)榈毒叩牟黄胶饬繒χ鬏S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

。

　　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）

。

　　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(biāo)準(zhǔn)草案要求

，用于高速切削的銑刀必須經(jīng)過動平衡測試

，并應(yīng)達(dá)到ISO1940－1規(guī)定的G4.0平衡質(zhì)量等級以上要求。

　　數(shù)控刀具安全性技術(shù)是研究高速刀具的一個(gè)重要內(nèi)容

，應(yīng)加強(qiáng)刀具安全性的定量分析

，精確確定影響數(shù)控刀具安全性的微量因素，并從刀具的材料

、結(jié)構(gòu)

、制造工藝等方面解決好數(shù)控刀具的安全性。

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