高速刀具系统的安全与检测

　　1．高速刀具系统的动平衡

　　高速加工对刀具总成(刀片、刀柄、刀盘及夹紧装置等)的动平衡性能提出了很高的要求，因为刀具总成的不平衡会缩短刀具的寿命，增加停机时间，加大加工表面粗糙度值，降低加工精度和缩短主轴轴承的使用寿命。
　　引起不平衡的主要因素有：刀具结构的不平衡、刀柄不平衡、刀具及夹头的安装不对称和残余不平衡等。

　　针对引起不平衡的原因，通常可以采用以下几种措施来提高其动平衡性能：
　　（1）在制造阶段对刀具和刀柄分别进行动平衡。方法是在动平衡机上找出不平衡量和偏移位置，然后在相反的位置切去相应的量。
　　（2）采用可调平衡刀柄结构。尽管刀具和刀柄在制造阶段分别校过平衡，但在安装过程中，由于刀具要夹紧在刀柄上，然后由拉杆拉紧在主轴锥孔里，有多个中间装配环节的影响，往往会出现总体不平衡，满足不了加工质量要求。这时，需要对“刀具—刀柄”的总成检测其不平衡量，然后调整可调平衡刀柄，最后达到总体平衡的要求。

　（3）针对各种主轴转速的动平衡调节。刀具系统装入主轴后，高速旋转的主轴对刀柄的夹持力及离心力会产生新的不平衡。平衡刀柄系统应该能够针对各种主轴转速自动调节平衡，即把刀具装在主轴上，在工作转速下测量和调整平衡。只有这样，才能保证工作安全及所要求的工作精度。

　　2．高速切削刀具的监测

　　刀具的监测技术对高速与超高速切削加工的安全性十分重要。高速切削刀具的监测主要包括以下几个方面：
　　（1）通过监测切削力来在线控制刀具的磨损；
　　（2）通过监测机床功率来间接获得刀具磨损信息；
　　（3）在线监测刀具的破损，对切削过程中的不正常迹象实行报警和安全保护控制。