高速铣削刀具系统的机械故障与预防保护措施

　　机械零部件的旋转离心惯性力随着转速升高以二次方规律增大，造成生产实践中高速切削刀具系统发生特殊的、不同寻常的机械故障，主要有以下几种形式：

　　1、如果主轴头部壁厚差别较大，当离心惯性力大幅度增大后，薄壁处刚度低径向扩张量显著增大，使刀柄径向晃动、无法定位，同时可能发生轴向错位移动而深入主轴。

　　2、如果刀体(刀盘)结构有明显薄弱之处，在很大的离心惯性力作用下会发生爆裂。

　　3、在离心惯性力作用下，刀片和紧固楔块可能发生径向位移而增大旋转半径，或者刀片紧固螺钉被剪断。这是高速切削刀具容易发生的主要机械故障。

　　可见，要预防和避免以上机械故障，首先要尽可能减小离心惯性力，尤其是不平衡离心惯性力。在此条件下，再进一步增强刀具与夹紧装置的强度、刚度和稳定性。离心惯性力分别与旋转质量和旋转半径的大小成正比，因此对刀具与夹紧装置的基本要求是不平衡质量小，在工作旋转时的实际同轴度高，结构设计安全可靠，保证在高转速下能够正常工作。

　　高速加工中需要采取以下具体措施：

　　1、在制造过程中，刀具与刀柄夹紧装置经过严格的静、动平衡，各自的不平衡质量大小必需降低到低于DIN/ISO 1940标准规定的数值;

　　2、采用不平衡质量小、夹紧力大的液压弹力夹头刀柄、热压装配刀柄以及与刀具一体的刀柄;

　　3、必要时采用全套在线、实时可调动平衡刀柄及附件装置，但其价格昂贵;

　　4、刀具实际工作的转速，不超过刀具与刀柄夹紧装置制造厂家注明的允许最高转速，必要时可选用直径较小的刀具与刀柄夹紧装置来提高允许最高转速;

　　5、采用新型的HSK 系列短锥空心刀柄或更先进的空心杆刀柄，代替传统的ISO(SK)刀柄，以提高刀具轴向和径向定位精度、轴向刚度，并具有过载保护作用;

　　6、采取其它有利于提高刀具与夹紧装置的强度、刚度和稳定性的结构设计措施，例如用力锁紧机构来增强或代替形状锁紧机构：

　　7、安装防护罩和防弹玻璃，保护机床操作人员不受刀具与夹紧装置破裂碎片的伤害。