摘 要：高速銑刀工作時(shí)的主要載荷是離心力，離心力過(guò)大可導(dǎo)致刀體破碎而造成重大事故。德國(guó)對(duì)高速銑削刀具的安全性技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了《高速旋轉(zhuǎn)銑刀的安全性要求》標(biāo)準(zhǔn)建議，開(kāi)發(fā)了銑刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模塊化有限元（FME）計(jì)算模型，改進(jìn)了銑刀結(jié)構(gòu)，為高速銑刀的安全技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：高速銑刀 安全技術(shù)
Situation of Safety Technology for HSC Milling Tools
Zhao Bingzhen
Abstract：A very serious accident could result from the milling tools used at increased peripheral speeds due to the large centrifugal force．A series of research work on the safety has been carried out in Germany and the following achievements have been made：drafting a standard proposal about safety requirements for milling tools，developing a modular FME model for designing，then putting some suggestions for structure improvements．
Keywords：HSC milling tool safety technology
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)械加工的歷史證明，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控制系統(tǒng)、高剛性的機(jī)床結(jié)構(gòu)、超硬刀具材料和涂層工藝技術(shù)等。制造技術(shù)的全面進(jìn)展正在把切削技術(shù)推向高速切削（HSC）的新階段。與五六十年代推廣硬質(zhì)合金刀具時(shí)的所謂高速切削相比，這一輪的高速切削不僅切削速度有成倍的提高，而且可配合采用高的進(jìn)給速度和小的切削深度，在實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率的同時(shí)使切削力減小，從而還提高了加工質(zhì)量。目前，高速切削已經(jīng)在航空工業(yè)、模具工業(yè)和轎車工業(yè)受到重視，正在向更廣的應(yīng)用領(lǐng)域拓展。
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)速10000～20000r /min以上視為高速切削。因?yàn)樵谶@個(gè)轉(zhuǎn)速范圍以上，對(duì)刀具材料、結(jié)構(gòu)、裝夾以及機(jī)床的主軸、結(jié)構(gòu)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和CNC系統(tǒng)都提出了特殊的要求，需要開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，其中銑刀結(jié)構(gòu)的安全性就是發(fā)展高速切削所必須解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。
銑削是目前高速切削應(yīng)用的主要工藝，銑刀是主要的高速切削刀具，包括面銑刀、立銑刀和模具銑刀。這類刀具在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)各部分都要承受很大的離心力，其作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)切削力的作用，成為刀具的主要載荷，離心力過(guò)大足以導(dǎo)致刀體破碎。圖1所示為一把德國(guó)Walter公司的面銑刀在36700r /min時(shí)爆碎后的狀態(tài)。圖2為一把直徑12mm的帶柄銑刀在轉(zhuǎn)速達(dá)到36000r /min時(shí)彎曲、斷裂的情形。這種破損一旦發(fā)生，操作者往往來(lái)不及采取制止措施或躲避，刀體爆飛的碎塊或甩出的零件會(huì)對(duì)操作者造成重大傷害，使機(jī)床設(shè)備、加工工件嚴(yán)重?fù)p壞，帶來(lái)很大的直接經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成停工停產(chǎn)，影響產(chǎn)品的交貨，并引起刀具制造商與用戶之間的法律糾紛。因此，研究高速銑刀的安全性技術(shù)，防止
