【其他行业标准】 高速切削刀具安全性评价方法

ICS 25.100.01 J41 备案号：53566—2016 JB 中华人民共和国机械行业标准 JB/T12610-2016 高速切削刀具安全性评价方法 Safety evaluation methods of the cutting tools for high speed machining 2016-01-15发布 2016-06-01实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 前言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草，由中国机械工业联合会提出，并由全国刀具标准化技术委员会（SAC/TC91）归口。本标准起草单位包括成都工具研究所有限公司、温岭天工工量刃具科技服务中心有限公司、浙江省工量刃具检测与深加工技术研究重点实验室。本标准主要起草人：许刚、蔡培阳、沈士昌、陈卫平、邓能凯。本标准为首次发布。 1 范围 本标准规定了高速切削刀具（铣刀）（以下简称刀具）的安全性评价方法，涉及刀具在金属切削机床上以高速进行切削加工时产生的基本危险因素及安全性评价。本标准适用于附录A所示速度运行的刀具的安全评价。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。GB/T 9239.1 机械振动 恒态（刚性）转子平衡品质要求 第1部分：规范与平衡充差的检验。 3 高速切削危险因素 3.1 离心力 刀具在高圆周速度下切削时，离心力通常是主要载荷，并与转速的平方成正比增加。高圆周速度下的旋转动能导致高结构载荷，达到极限时会导致刀具爆碎。事故发生时，脱出的质体以不可预测的轨迹沿旋转方向或切线方向高速飞离原来的旋转轴，其释放的能量足以损坏机床部件，并对附近人员造成严重伤害。 3.2 其他型式的力 刀具受到的其他型式的力包括夹紧在驱动端的刀具加速到工作速度时的预应力，以及来自空气或冷却液的流体力。 3.3 操作危险 加工前后，操作人员在运输、装配、安装或拆卸、机床主轴上的夹固等过程中可能产生危险。 3.4 刀具结构 3.4.1 刀体结构 结构超载可能导致刀体变形或爆碎。长悬伸刀具因切削力、离心力或不平衡导致损坏，安装偏心会在低速时损坏刀具。短悬伸刀具因离心力产生的应力超过材料极限强度而损坏。 3.4.2 固定零件 离心力、切削力造成的结构超载可能使组装刀具的刀体和切削部分（如可转位刀片或刀夹）变形或破裂。 3.4.3 切削部分结构 离心力、切削力可能导致切削部分结构超载。 4 安全性评价 4.1 设计安全 4.1.1 最高转速 刀具以高圆周速度切削时，应以最高转速nmax为基础进行设计，考虑切削载荷及离心力引起的结构载荷。 4.1.2 刀具总质量或刀具部件质量 刀具质量直接影响离心力和应力负荷，设计应考虑最大限度减轻刀具及各部件质量，避免质量集中在大半径上，尤其是可转位刀片和夹头的分布及安装机构。 4.1.3 不平衡 应采取设计措施防止或消除不平衡，包括采用与回转中心对称的刀具结构、避免不可重复安装的连接件及调整夹持机构，以及在适合平面均衡不平衡量，或通过表面涂覆、去除重量、机械平衡零件等方法消除不平衡。 4.1.4 刀具结构 4.1.4.1 材料的选用 应使用韧性适宜且无裂纹的材料，并采用近似分析方法计算带柄和带孔刀具的应力载荷。刀具因功能不同采用多种结构，实际零件几何形状各异，不同于理想模式，每种功能的零件应分别考虑应力计算。 附录A（资料性附录） 高速切削刀具运行速度 图A.1 转速n与刀具最大直径D 图A.2 直径D处的速度vp与刀具最大直径D