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。