高速切削(HSC)加工中，切削線速度高達普通切削線速度的5～10倍，使機床主軸轉(zhuǎn)速常在20000～30000r/min 以上，進給速度隨之上升至15～50m/min或更高，并要求進給軸的運動加速度、CNC系統(tǒng)的控制速度與功能乃至CAD/CAM系統(tǒng)的速度與功能都相應(yīng)提高增強。
  機械運動參數(shù)數(shù)值提高近一個數(shù)量級，對工藝裝備中運動部件的物理力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)提出了不同尋常的高要求。本文以下集中討論由此而引起的刀具技術(shù)的革新與發(fā)展。
  1. 刀具系統(tǒng)的機械故障與預(yù)防保護措施
  機械零部件的旋轉(zhuǎn)離心慣性力隨著轉(zhuǎn)速升高以二次方規(guī)律增大，造成生產(chǎn)實踐中高速切削刀具系統(tǒng)發(fā)生特殊的、不同尋常的機械故障，主要有以下幾種形式：
  如果主軸頭部壁厚差別較大，當離心慣性力大幅度增大后，薄壁處剛度低,徑向擴張量顯著增大，使刀柄徑向晃動、無法定位，同時可能發(fā)生軸向錯位移動而深入主軸，如圖1所示。
        
   如果刀體(刀盤)結(jié)構(gòu)有明顯薄弱之處，在很大的離心慣性力作用下會發(fā)生爆裂，如圖2所示。
         
  在離心慣性力作用下，刀片和緊固楔塊可能發(fā)生徑向位移而增大旋轉(zhuǎn)半徑，或者刀片緊固螺釘被剪斷，如圖3所示。這是高速切削刀具容易發(fā)生的主要機械故障。
        
  可見，要預(yù)防和避免以上機械故障，首先要盡可能減小離心慣性力，尤其是不平衡離心慣性力。在此條件下，再進一步增強刀具與夾緊裝置的強度、剛度和穩(wěn)定性。離心慣性力分別與旋轉(zhuǎn)質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑的大小成正比，因此對刀具與夾緊裝置的基本要求是不平衡質(zhì)量小，在工作旋轉(zhuǎn)時的實際同軸度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計安全可靠，保證在高轉(zhuǎn)速下能夠正常工作。HSC
加工中需要采取以下具體措施：
   1.在制造過程中，刀具與刀柄夾緊裝置經(jīng)過嚴格的靜、動平衡，各自的不平衡質(zhì)量大小必需降低到低于DIN/ISO1940標準規(guī)定的數(shù)值：
  2.采用不平衡質(zhì)量小、夾緊力大的液壓彈力夾頭刀柄、熱壓裝配刀柄以及與刀具一體的刀柄：
  3.必要時采用全套在線、實時可調(diào)動平衡刀柄及附件裝置，但其價格昂貴。
  4.刀具實際工作的轉(zhuǎn)速，不超過刀具與刀柄夾緊裝置制造廠家注明的允許最高轉(zhuǎn)速，必要時可選用直徑較小的刀具與刀柄夾緊裝置來提高允許最高轉(zhuǎn)速：
  5.采用新型的HSK 系列短錐空心刀柄或更先進的空心桿刀柄，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的ISO(SK)刀柄，以提高刀具軸向和徑向定位精度、軸向剛度，并具有過載保護作用，如圖4所示：
        
   6.采取其它有利于提高刀具與夾緊裝置的強度、剛度和穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施，例如用力鎖緊機構(gòu)來增強或代替形狀鎖緊機構(gòu)：
   7.安裝防護罩和防彈玻璃，保護機床操作人員不受刀具與夾緊裝置破裂碎片的傷害。


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