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常見問題

刀具安全措施詳細介紹

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/3/17     瀏覽次數:    


結合高速銑刀安全性標準,通過有限元計算模型的分析,為適應安全性要求,可采取以下措施:

1.減輕刀具質量,減少刀具構件數,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、刀具構件數和構件接觸面數之間的關系,經比較發現,刀具質量越輕,構件數量和構件接觸面越少,刀具破裂的極限轉速越高。研究發現,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、刀齒數減少的發展趨勢,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、刀片的夾緊力方向最好與離心力方向一致,同時要控制好螺釘的預緊力,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為刀具系統不平衡量(g·mm),e為刀具系統質心偏心量(mm),m為刀具系統質量(kg),n為刀具系統轉速(r/min),ω為刀具系統角速度(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,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、結構、制造工藝等方面解決好高速銑刀的安全性。

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