ICS 25.100.01 JB J41 备案号：53566—2016 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 evaluationmethods ofthe cutting tools forhigh 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 JB/T12610—2016 目 次 前言 II 范围. 2规范性引用文件. 3高速切削危险因素 3.1离心力 3.2其他型式的力 3.3操作危险， 3.4刀具结构， 4安全性评价.. 4.1设计安全... 4.2 制造的完善性 4.3 检验.. 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. JB/T12610—2016 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国刀具标准化技术委员会（SAC/TC91）归口。 本标准起草单位：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。 JB/T12610—2016 高速切削刀具安全性评价方法 1范围 本标准规定了高速切削力具（铣力）（以下简称力具）的安全性评价方法，涉及了力具在金属切削 机床上以高速进行切削加工时产生的基本危险的因素及安全性评价。 本标准适用于以附录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。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T9239.1机械振动恒态（刚性）转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验 3高速切削危险因素 3.1离心力 刀具在高圆周速度下切前时，离心力通常是主要载荷，与转速的平方成正比增加。当刀具以高圆周 速度切削时，其具有高水平的旋转动能，离心力作用的高能量导致了高的结构载荷，这些载荷达到极限 时，将导致刀具爆碎。 当刀具损坏事故发生时，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，且其释放的能量足以损坏和穿透机床部件，会对在机床旁或附近的人员造成严重的人身伤害。 2其他型式的力 3.2 刀具受到的其他型式的力，如夹紧在驱动端部的刀具通过加速到达工作速度时，组装刀具中的预应 力和来自于空气或冷却液的流体力。 3.3操作危险 在加工之前、之后，操作人员在工作过程中所必需的刀具操作都可能产生危险（如运输、装配、安 装或拆卸、机床主轴上的夹固等）。 3.4刀具结构 3.4.1刀体结构 由于结构超载导致刀具刀体的变形或爆碎，原因如下： a）长悬伸刀具：由于切削力、离心力或不平衡导致刀具损坏。长悬伸刀具的安装很关键，由于安 装偏心产生的不平衡力会导致刀具在转速很低时就损坏。 b）短悬伸刀具：由于离心力产生的应力超过刀体材料的极限强度导致刀具损坏。 3.4.2固定零件 由于离心力、切削力造成的结构超载，使组装刀具的刀体和切削部分(如可转位刀片或刀夹)的连接 1 JB/T12610—2016 件损坏（如变形或破裂）。 3.4.3切削部分结构 由于离心力、切削力造成切削部分的结构超载。 4安全性评价 4.1设计安全 4.1.1最高转速 刀具以高圆周速度进行切削，设计时应以最高转速nmax为基础。设计时不仅要考虑切削过程的载 荷，更要考虑由离心力引起的结构载荷。 4.1.2刀具的总质量或刀具部件质量 刀具质量直接影响离心力的大小，从而影响由于离心力而引起的应力负荷，设计时应考虑 a）最大限度地减轻刀具质量或所有组成刀具的单个零件的质量； b）避免质量集中在大半径上，这特别涉及到部件质量（如可转位刀片和夹头）的分布，以及安装 机构。 4.1.3不平衡 应采取设计措施以防止或消除不平衡，方法如下： a）防止不平衡： 1）采用与回转中心对称的刀具结构： 2）放弃受安装影响且不能重复安装的连接件、调整和夹持机构。 b）用设计参量消除不平衡： 1）在适合的平面上均衡不平衡量（修正）； 2）用某种设计均衡不平衡量，例如表面涂覆、去除重量、机械平衡零件（如外部安装调节螺钉 及类似零件）。 4.1.4刀具结构 4.1.4.1材料的选用 应采用有适宜韧性且没有裂纹的材料。 计算两种主要型式（带柄和带孔）刀具的应力载荷，首先应采用近似的分析方法。由于刀具不同的 功能而采用的不同结构，其实际零件的几何形状是多种的，不同于理想模式，每一种具体情况下，应根 据相应的直径和远大于材料的极限强度值选择材料。 4.1.4.2应力集中减至最低程度 应尽可能避免结构上的凹槽以免产生过度的应力集中。但在许多情况下，这种要求与力具所要求的 功能是矛盾的（如分屑槽、切削刃区及类似情况），这时，应考虑通过在凹槽内适当设计较大的内圆角 过渡以使应力集中最小。 4.1.4.3根据载荷选择和安排零件结构 组装刀具零件的选择和安排应避免夹紧力因离心力作用而减小。成形锁紧方式优于摩擦锁紧方式。 2 JB/T12610—2016 对于切削部分不可换的刀具，可采用结合材料固定。 4.1.4.4分离点和连接件 连接件、调整件、夹持机构及分离点应减到所需的最低限度。 4.2制造的完善性 制造商应有质量规程确保刀具的生产质量的一致性，且没有热处理产生的物理缺陷或其他原因的裂 纹。 4.3检验 4.3.1离心力型式试验 4.3.1.1 一般要求 为确保刀具在高速加工时安全使用，应对每一种结构类型的刀具进行离心力型式试验。同一生产线 上的刀具应至少抽样一件。 型式试验应包括： a）审核设计图样的一致性，且如有必要还需对设计计算进行审核； b）视觉检查，测量和检查刀具的装配情况。 4.3.1.2试验要求 整体、单件或焊（粘）接刀具以两倍于刀具标明最高转速nmax的试验转速做离心力型式试验，应 没有损坏或破裂现象。 组装铣刀可按上述要求进行试验，也可在试验转速达到标明最高转速nmax的1.6倍时进行试验，应 没有损坏或破裂，并且没有永久变形或（组成刀具的零件）位移不超过0.05mm。 4.3.1.3试验时间 试验至少应持续1min。 4.3.2 2不平衡量测量 使用刀具动平衡测量仪测量刀具的不平衡量。 刀具在最高转速nmax时的平衡质量等级，按GB/T9239.1应等于或优于G40。如果为提高性能（如 提高刀具寿命或改善加工表面粗糙度），也可采用一个可确保安全的平衡质量等级（如G6.3、G2.5）。 4.3.3刀具信息 用于高速切削的刀具上应清晰、明显、永久地标记有最高转速。如果可能，刀具上还应有制造商或 供应商的名称或商标以及特定代码（根据此代码能从制造商的随行文件中查到刀具的特性）。 可从制造商提供的刀具随行文件中获得刀具安全使用的参考信息： a）刀具最高转速nmax的说明； b）型式试验的证明文件； c）所有零部件正确装配、拆卸的详细说明： d）用明确的文本对刀具上的代码进行解释： e）有关刀具的修复和维护的信息，特别是备用件和磨损件的信息： f）决定刀具最大允许悬伸量的信息； 3 JB/T12610—2016 g）关于刀具平衡条件的信息： h）关于刀具正确使用的信息（对高速切削的安全性尤为重要）； i）合理切削及其他可换零件的信息； j）刀具正确装夹的信息。