间的关系，经比较发现，刀具质量越轻，构件数量和构件接触面越少，刀具破裂的极限转
速越高。研究发现，用钛合金作为刀体材料减轻了构件的质量，可提高刀具的破裂极限和极
限转速。但由于钛合金对切口的敏感性，不适宜制造刀体，因此有的高速铣刀已采用高强度
铝合金来制造刀体。

   

    在刀体结构上，应注意避免和减小应力集中，刀体上的槽（包括刀座槽、容屑槽、键槽）
会引起应力集中，降低刀体的强度，因此应尽量避免通槽和槽底带尖角。同时，刀体的结构
应对称于回转轴，使重心通过铣刀的轴线。刀片和刀座的夹紧、调整结构应尽可能消除游隙，
并且要求重复定位性好。目前，高速铣刀已广泛采用

HSK 刀柄与机床主轴连接，较大程度

地提高了刀具系统的刚度和重复定位精度，有利于刀具破裂极限转速的提高。此外，机夹式
高速铣刀的直径显露出直径变小、刀齿数减少的发展趋势，也有利于刀具强度和刚度的提高。
   
    （2）改进刀具的夹紧方式   
    模拟计算和破裂试验研究表明，高速铣刀刀片的夹紧方法不允许采用通常的摩擦力夹紧 ，
要用带中心孔的刀片、螺钉夹紧方式，或用特殊设计的刀具结构以防止刀片甩飞。刀座、刀片
的夹紧力方向最好与离心力方向一致，同时要控制好螺钉的预紧力，防止螺钉因过载而提
前受损。对于小直径的带柄铣刀，可采用液压夹头或热胀冷缩夹头实现夹紧的高精度和高刚
度。

   

    （3）提高刀具的动平衡性   
    提高刀具的动平衡性对提高高速铣刀的安全性有很大的帮助。因为刀具的不平衡量会对主
轴系统产生一个附加的径向载荷，其大小与转速的平方成正比。

   

    设旋转体质量为 m，质心与旋转体中心的偏心量为 e，则由不平衡量引起的惯性离心力 F
为：

   

    F=emω2=U（n/9549）2   
    式中：U 为刀具系统不平衡量（g·mm），e 为刀具系统质心偏心量（mm），m 为刀具系
统质量（

kg），n 为刀具系统转速（r/min），ω 为刀具系统角速度（rad/s）。   

由上式可见，提高刀具的动平衡性可显著减小离心力，提高高速刀具的安全性。因此，按照
标准草案要求，用于高速切削的铣刀必须经过动平衡测试，并应达到

ISO1940－1 规定的

G4.0 平衡质量等级以上要求。   
    4 结语   
    高速铣刀安全性技术是研究高速刀具的一个重要内容，应加强刀具安全性的定量分析，
精确确定影响高速铣刀安全性的微量因素，并从刀具的材料、结构、制造工艺等方面解决好
高速铣刀的安全性。