摘 要：高速銑刀工作時的主要載荷是離心力，離心力過大可導致刀體破碎而造成重大事故。德國對高速銑削刀具的安全性技術進行了系統(tǒng)研究，提出了《高速旋轉銑刀的安全性要求》標準建議，開發(fā)了銑刀結構設計的模塊化有限元（FME）計算模型，改進了銑刀結構，為高速銑刀的安全技術奠定了基礎。
關鍵詞：高速銑刀 安全技術
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長期追求的目標，也是切削加工提高效率、降低成本的主要措施。機械加工的歷史證明，切削速度的提高為機械制造業(yè)帶來了巨大的技術經(jīng)濟效益，切削速度的提高還反映著機械制造整體技術水平的進步。從八十年代中期開始，制造技術進入了一個全面發(fā)展的新時期，其特點是以提高切削速度和進給速度為目標，主要內(nèi)容包括高速主軸單元、快速進給和高加（減）速度的驅動系統(tǒng)、高性能的快速CNC控制系統(tǒng)、高剛性的機床結構、超硬刀具材料和涂層工藝技術等。制造技術的全面進展正在把切削技術推向高速切削（HSC）的新階段。與五六十年代推廣硬質合金刀具時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給速度和小的切削深度，在實現(xiàn)高生產(chǎn)率的同時使切削力減小，從而還提高了加工質量。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，正在向更廣的應用領域拓展。
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，對高速切削不可能用一個確定的速度指標來定義。對于銑刀等回轉刀具，通常以刀具或主軸的轉速作為衡量標準，根據(jù)不同的刀具直徑，現(xiàn)階段一般把轉速10000～20000r /min以上視為高速切削。因為在這個轉速范圍以上，對刀具材料、結構、裝夾以及機床的主軸、結構、進給驅動和CNC系統(tǒng)都提出了特殊的要求，需要開發(fā)新的技術，其中銑刀結構的安全性就是發(fā)展高速切削所必須解決的一個技術問題。
銑削是目前高速切削應用的主要工藝，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時各部分都要承受很大的離心力，其作用遠遠超過切削力的作用，成為刀具的主要載荷，離心力過大足以導致刀體破碎。圖1所示為一把德國Walter公司的面銑刀在36700r /min時爆碎后的狀態(tài)。圖2為一把直徑12mm的帶柄銑刀在轉速達到36000r /min時彎曲、斷裂的情形。這種破損一旦發(fā)生，操作者往往來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對操作者造成重大傷害，使機床設備、加工工件嚴重損壞，帶來很大的直接經(jīng)濟損失，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，防止
