木工刀具安全 铣刀、圆锯片 征求意见稿

1GB/T18955—××××木工刀具安全铣刀、圆锯片本文件通过刀具设计和提供信息，消除或降低木工机床上使用刀具所产生的所有危害。本文件适用切削木材和具有与木材相似物理特性的材料的铣刀（带孔铣刀，柄铣刀）和圆锯片（以下简称“刀具”）。其危险一览表见第4章。本文件不包括与柄铣刀的柄部强度有关的任何危险。本文件不适用于钻头、偏心单镂铣刀、切削圆直径小于16mm的铣刀，以及使用旋转刀的车床和仿形车床上的刀具，这些刀具带来的抛射和接触危险可通过固定式防护装置和/或带防护锁和/或自闭防护装置联锁的活动式防护装置。本文件不适用于在出版日期之前的刀具。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/Z4595—2022木工刀具安全柄铣刀铣部的要求GB/T1800.2—2020产品几何技术规范（GPS）线性尺寸公差ISO代号体系第2部分：标准公差带代号和孔、轴的极限偏差表GB/T7997—2014硬质合金维氏硬度GB/T×××××—××××木工机床安全共同性要求3术语、定义、符号和缩写3.1术语和定义GB18955—2003界定的以及下列术语和定义适用于本文件。铣刀millingtool是一种旋转刀具（例如成形铣刀，平刨床和压刨床上的刀具一般来说，其主进给方向垂直于它的旋转轴线，用于加工各种表面。—平行于旋转轴线，—垂直于旋转轴线，或—上述两种形式结合的廓形。刀具形式可以是：—整体刀具；—焊接刀具；（复合式刀具）—装配刀具或；—组合刀具。圆锯片circularsawblade一种用于横截或纵剖的旋转刀具。—整体刀具；—焊接刀具；—装配刀具或；—一套直径相等的圆锯片组。整体刀具onepiecetool无粘结件或可拆卸件的刀具：刀身和切削件为一体。焊接刀具compositetool(tippedtool)通过焊接、铜焊、粘接等方式将切削部分（尖端）牢固连接到刀身的刀具。装配刀具complextool通过可拆卸固定元件将一个或多个切削零件可更交换地安装在刀身上的刀具。组合刀具toolset一个或多个单独刀具（如铣刀、圆锯片）一起夹紧在一个刀架上的（如套筒、芯轴）成为一个组合刀具。3GB/T18955—××××柄铣刀shanktool带柄（例如圆柱形、HSK、锥形）的刀具。铣刀刀体millingtoolbody铣刀刀体是机床的一部分，且只有其切削部分是可更换。刀体body刀具的一部分，用于固定切削部件，或在其上形成切削部件。切削部分cuttingpart刀具的一个或多个功能部件，每个功能部件由产生切屑的各元件组成。辅助切削部分auxiliarycuttingpart切削宽度小于或等于12mm，径向伸出量小于或等于13mm的附加切削部分。尖角closedangle在其周边和侧面同时工作的切削部件。注1：从主切削刃的径向伸出，也可从轴向伸出（如果适用）。一个尖角可以是一个单独的切削部分尺寸单位为mm图1带尖角的铣刀切削圆直径d1（切削圆半径r1）cuttingdiameter(cuttingradius)刀刃的最大直径（见图2）。图2切削直径和切削宽度切削宽度b1cuttingwidth刀刃的最大宽度。反向器reverser一个凸出部分，其可拆卸地安装或通过胶结坚固地连接在刀体或刀体零件上，用以实现最大切削厚5GB/T18955—××××度。也可称为“反向刀”，见图3b）、3c）、3d）、3e）和3g）。刀片伸出量tcuttingbladeprojection切削圆半径r1与后支承圆半径r5之差，即t=r1-r5。见图3。切削刃径向伸出量Crradiuscuttingedgeprojecting反向刀（非圆形刀具）或刀体（圆形工具）与在廓形法线方向上的切削刃之差。见图2和图3。切削刃轴向伸出量Caaxialcuttingedgeprojecting在轴线方向上测量的轴向切削刃与刀体或反向刀之间的距离。见图2、3a）、3d）和3g）。圆形刀具roundformtool刀体垂直于其旋转轴线的任何横截面上均为圆形，由刀体实现最大切削厚度的刀具。见图3a）。非圆形刀具notroundformtool由反向刀实现最大切削厚度的刀具，或者其的横截面不是圆形的刀具。见图3b）、3c）、3d）、3e）、3f）和3g）。圆形刀具组roundformtoolset一个功能单元，由多个独立的非圆形和/或圆形刀具夹紧在一起，形成径向间隙小于5mm，轴向间隙小于15mm，顶部和底部是一个完整的圆形的刀具组。刀具组合toolcombination由若干零散的刀具组成，这些刀具按各种顺序在轴向排列的刀具单元组。摩擦力防松固定frictionlockfixing这种固定仅靠摩擦力来防止旋转中径向位置的改变。见图4。6GB/T18955—××××形状防松固定formlockfixing这种固定是通过刀具零件的形状和结构来防止旋转中径向位置的改变。见图5。反向刀径向斜面和反向刀轴向斜面radialandaxialapproach在反向刀或刀体的径向和/或轴向表面上的一个平面，位于反向刀刃的前方。见图6。径向反向角radialapproachangleτr反向刀斜面与反向刀刃处与反向刀圆相切面（或在径向反向面起始点与刀体圆相切平）之间的夹角。见图6。反向刀轴向斜角axialapproachangleτa垂直于刀具轴线的平面与轴向反向面之间的角度。见图6。基本齿数basicnumberofteeth轮廓各部分的齿数。手动进给handfeed机械进给integratedfeed按GB/T×××××—××××中3.12。最大转速maximumspeed刀具设计的最大转速。速度范围speedrange刀具主轴或刀具设计运转的最小和最大转速之间的范围。机床上料loadingthemachine手动或自动将工件放置在溜板、料仓、升降机、装料斗、可移动支架、输送机或将工件送到机械进给装置。可拆卸的机动进给装置demountablepowerfeedunit按GB/T×××××—××××中3.13。抛射ejection按GB/T×××××—××××中3.17。返弹kickback按GB/T×××××—××××中3.18。断屑器chipbreaker用于分离木屑（例如打乱切屑）以减少工件预裂的器件。容屑槽宽度swidthofchippocket从切削刃到刀具轮廓外半径为r2的圆的切向距离。见图3a）和图3g）。图3反向刀图4摩擦力防松固定图5形状防松固定图6反向刀径向斜面和反刀向轴向斜面3.2切削材料的符号和缩写SP合金工具钢（最低0.6%C，合金成分不超过5%）HL高合金工具钢（超过5%合金单位，如12%Cr）HS高速钢（合金成分W、Mo、V、Co总量超过12%）SC涂层钢HW未涂层硬质合金HC涂层硬质合金ST铸造钴基合金，例如钨铬钴合金DP聚晶金刚石DM单晶金刚石4危险一览表危险一览表见表1。GB/T18955—××××表1危险一览表55555555安全要求5.1铣刀和圆锯片的要求刀具的设计和制造应确保当使用者按制造商使用说明书使用和维护时，能承受预期的力和其他载荷。5.1.2安全要求和/或措施整体刀具、复合式刀具和装配式刀具的设计安全系数如表2。表2安全系数*np为离心力试验的试验速度。装配式刀具需要进行离心力试验。对于切削半径r1≤20mm的刀具，应设定载荷为50N/mm。对于切削半径r1>20mm的刀具，每毫米的切削力采用以下公式进行计算：其中：Fm为每单位毫米上的切削力（N/mmPMot是主轴电机功率（kW）；r1为切削半径[mm]；b1为切削宽度[mm]；nmax是最大转速[min-1]。GB/T18955—××××检查方法：通过计算或通过试验测试。5.1.3装配式刀具的特殊要求5.1.3.1固定锁紧和摩擦锁紧装配刀具在下列情况下可采用摩擦力防松固定，除此之外均采用形状防松固定：——切削宽度不小于150mm的木工平刨床和木工压刨床上的刀片；——用于机械进给铣床上铣刀的刀片（除成型加工刀片和斜削刀片外——机械进给的削片机和刨片机上的刀片。检查方法：检查相关图纸、测量和目测刀具。5.1.3.2夹紧零件包含有一个反向刀的装配刀具的设计应确保只有当反向刀就位后刀片才能夹紧。形状防松固定的刀具在可分离的刀具零件之间确保有强制的机械连接（例如销、槽、螺钉等而不能只依靠夹紧零件间的摩擦力防松。采用销防松时，当刀片宽度不大于30mm，至少每1刀片采用1个销（见图7）；当刀片宽度大于30mm，至少每1刀片采用2个销。木工平刨床和木工压刨床上用螺钉紧固压刀条（见图4b和5b时，每一压刀条上至少要用两个螺钉。当刀片应位（见图4b）时，压刀条背面与刀体间的距离不得超过7mm。图7销防松的装配式刀具检查方法：检查相关图纸，测量和目测刀具，检查刀片是否只有在反向刀就位时才能锁紧。5.1.3.3断屑器的位置当使用断屑器时，cc应至少为1.0mm（见图8）。对于圆形刀具，切削刃投影为cr和ca可以小于等于1.1mm，cc最小为0.6mm（见图8）。图8切削刃到断屑器的最小距离（cc）5.1.3.4离心力试验5.1.3.4.1试验条件装配刀具在能采用下列试验转速进行试验，可认为该装配刀具能承受预期离心力的强度。np=2nmax；当nmax≤12000r/min时np=1.5nmax；当nmax>12000r/min时np——试验转速nmax——刀具最大工作转速可拆卸刀具零件的相对位移不应大于试验所示的值（见5.1.3.4.2）。锁紧元件应拧紧至制造商指定的扭矩值。5.1.3.4.2试验程序a）测量刀具尺寸；b）使刀具在最大转速nmax运转1min；c）刀具停止转动，重新测量刀具，被测量的位移不得超过0.15mm；d）使刀具在试验转速np下运转1分钟。e）使刀具停止运转，重新测量刀具，并将测量结果与步骤c）的测量结果进行比较。比较的位移不得超过0.15mm。离心力试验用最大切削直径和最大切削宽度的样品进行。考虑到以下条件，压刀条的位移是允许的：——在最不利公差及在弹性范围内应力的试验速度np下计算的刀具；——压刀条的位移不得对刀具功能和性能产生不利影响（退刀、木屑清除等）；——对于带有压刀条的刀具的试验，在进行实验步骤a）前，压刀条应按照制造商的说明正确定位。5.1.4切削厚度和伸出量5.1.4.1钢质刀片切削部分为整体或焊接刀片（如切削材料HS、HL和SP）等钢质刀具的设计和制造应确保切削厚度a和刀片伸出量t之间的关系符合以下公式（见图9）。0.4≤a≤1.0mmtmax=a(amin=t)1.0<a≤2.0mmtmax=4a–3(amin=0.25t+0.75)a>2.0mmtmax=8a–11(amin=0.125t+1.4)图9钢质刀片切削厚度和刀片伸出量实例5.1.4.2硬质合金刀片整体硬质合金（如HW、HC）刀片、焊接铣刀和圆锯片的设计和制造方式应确保切削厚度a和刀片伸出量t之间的关系符合以下公式（见图10）。tmax=1.84a–0.2（amin=0.54t+0.11）焊接铣刀和焊接圆锯片的amin=0.4mmGB/T18955—××××图10硬质合金刀片的切削厚度和伸出量实例整体式硬质合金刀的最小强度通过巴氏韧性试验（见附录B）测量，刀片厚度按表3。表3断裂韧度断裂韧度KIc整体式刀片的厚度amin未知值≥1.0mm7≤KIc＜8≥0.8mmKIc≥8≥0.6mm5.1.5尺寸和公差5.1.5.1内孔公差内孔直径公差如下：——铣刀内孔直径≥16mm，按GB/T1800.2-2020的H7；——铣刀内孔直径>10mm且<16mm，按GB/T1800.2-2020的H8；——铣刀内孔直径≤10mm，按GB/T1800.2-2020的H9；——圆锯片内孔直径>16mm，按GB/T1800.2-2020的H8；——圆锯片内孔直径≤16mm，按GB/T1800.2-2020的H9。检查方法：检查相关图纸和测量。5.1.5.2支承面直径和公差支承面最小直径d4min应为：——1.4d3mm，当d3≤50mm；——（d3+20）mm，当d3>50mm。铣刀的端面圆跳动应靠近在支承面的外径处测量。平行度应在支承表面测量，公差按图11的要求。图11支承面公差刀具支承面的平行度应与内孔公差相同。检验方法：检查相关图纸和测量。5.1.6质量大于15kg的可拆卸刀具的搬运质量大于15kg的可拆卸的刀具，若其形状不便于与搬运装置连接，应带有附件连接的结构（如螺纹孔）。检查方法：检查相关图纸、测量和目测。5.1.7防止组合刀具中各部分相对转动组合刀具中的每一单独的刀具，如果相对转动会使其切削刃相互接触而损坏，应提供措施防止该情况的发生（如图12）。图12刀片间相互旋转的防止检查方法：检查相关图纸和目测刀具。5.1.8刀具的平衡铣刀和刀具组应满足表4中给出的平衡品质级别的最低要求。铣刀组中的每一个铣刀具应单独平衡。用于平衡带有键槽的刀具键槽应采用相应主轴的平衡惯例（例如半键、全键）。GB/T18955—××××表4平衡品质级别的最低要求刀具类型刀具质量mg平衡品质级别Gmm/s用于平刨和平压刨机床的组合式刀具≥10006.3整体式孔铣刀≥1000焊接式孔铣刀装配铣刀（除集成组合式外）的刀身柄铣刀（所有类型）柄铣刀组装配铣刀≥100040孔铣刀组铣刀和铣刀组（所有类型）250≤m＜1000铣刀和铣刀组（所有类型）＜250注：平衡等级的值交货时有效。在预期使用期间，包括刀具组或切削零件的重新组装通过严格公差、同等重量的安装件、安装位置的标记或适当的表5符号、定义和单位GeperωnmaxUugr检查方法：检查刀具。5.2手动进给机床上铣刀的特殊要求5.2.1一般要求为了降低接触刀具时的伤害程度，刀具的返弹速度按以下要求。5.2.2刀具形式手动进给机床上的铣刀应为圆形刀具或非圆形刀具。木工平刨床和平压两用刨床上的刀具只能是圆形的。检查方法：检查相关图纸，测量和目测刀具。5.2.3刀片的伸出量和基本齿数切削圆直径小于70mm的刀具的刀片的径向伸出量cr应小于等于1.1mm。用于指接的刀具（见图13）应满足以下要求：——刀片的侧向伸出量cr≤0.3mm；——刀片外径的伸出量cr≤3.0mm；——侧角α=4°~10°;——指长l2≤12mm；——指距l1≥3.8mm。其他手动进给机床上的铣刀的设计应使刀片的径向伸出量（切屑厚度极限）cr，轴向伸出量ca和最大基本齿数满足表6的要求。GB/T18955—××××表6刀片伸出量和最大齿数最大基础齿数Z非圆形刀具圆形刀具Cr,Ca2a4b2.0mm不允许43.0mm不允许3a除开槽外：b1≤20mmZmax=8b除开槽外：b1≤10mmZmax=12；10mm<b1≤50mmZmax=8对于单个刀具和不可调刀具组，每个刀刃重叠不得超过6.0mm。否则，两个重叠的切削刃都要计算在内。对于可调刀具，重叠不应超过每次切削宽度的50%。否则，两个重叠的切削刃都要计算在内。木工平刨床或木工平压两用刨床上的刀具应为圆形刀具，且刀片的径向伸出量cr≤1.1mm。非圆形刀具的设计应确保径向伸出量cr和轴向伸出量ca均不得超过1.1mm。以上要求不适用于尖角。尖角的径向和/或轴向伸出量最多再加0.5mm。带反向刀的辅助刀片的伸出量cr和ca均不应大于1.1mm。形状防松固定的刀具的结构，上述刀片径向伸出量cr和轴向伸出量ca均不得超过。无论刀具的轮廓形状如何，上述径向伸出量cr除了图2所示的阴影区域外，在沿着剖面的整个长度保持一致。检查方法：检查相关图纸、测量和目测。5.2.4最大容屑槽宽度Smax对于切削直径d1＝16mm至400mm的刀具，其最大容屑槽宽度Smax应在最大切削圆上测量。这应包括重磨范围，并应按图14选择。图14最大容屑槽宽度Smax图14中的表是基于下列公式：Smax=0.235d1+7.216≤d1≤80Smax=0.1d1+1880＜d1≤250Smax=43d1＞250Smax和d1的单位均为mm检查方法：检验相关图纸，测量和目测刀具。5.2.5刀体最小直径dmin对于非圆形刀具，刀体的最小直径dmin{等于2·r5[见图3c）、d）、e）g）]和等于2·r6[见图3f）]}应按照图15的要求进行选择。图15非圆形刀具的刀体的最小直径dmin图15中的表基于以下公式：dmin=0.6d1dmin=0.642d1-3.34dmin=d1-100d1的单位为mm16≤dmin≤880＜d1≤270d1＞270组合刀具中的刀具，或可延伸刀具的一部分可能与图15中的相邻刀具不同。检查方法：检验相关图纸，测量和目测刀具。5.2.6反向刀斜角τr和τa非圆形工具应按图16的要求提供反向刀的径向斜角(τr）和轴向斜角(τa）。轴向斜角的要求不适用于辅助刀片。反向刀的径向斜角τr和轴向斜角τa一般为5°至30°。其他情况下，径向和轴向斜角应为18°至25°。反向刀径向和轴向斜角应在反向刀圆或刀体的直径的最大值处测量（见图3）。斜面宽度应至少为2mm（见图16）。aτr=5°~30°;bτa=5°~30°;cτr=18°~25°;图16非圆形刀具的斜角检查方法：检验相关图纸，测量和目测刀具。5.2.7手动进给机床用刀具组合手动进给机床上的刀具，若其不满足手动进给要求，应通过设计（例如销）来防止其单独使用（见图17）。对于每个单片都独立开槽的刀具应由附加零件覆盖，以得到一个圆形的刀具。验证：通过检查相关图纸和目视检查刀具。图17手动进给刀具防止单独刀具使用的设计GB/T18955—××××6刀具的标识6.1机械进给的铣刀的标记（除柄铣刀或集成式刀具外）刀片径向可调的铣刀应标注夹紧位置的极限，例如用一划线。只用于机械进给的机床上的铣刀至少应清楚且永久地作如下标记：——制造商或供应商的名称或商标；——最大转速，单位r/min（例如nmax6000r/min）；——刀具尺寸，单位为mm（切削直径×切削宽度×内孔直径）；——整体刀具和焊接刀具的切削材料组代号（见3.2）或材料牌号；——MEC（用于机械进给）。检查方法：检验相关图纸和目测。6.2手动进给的铣刀的标记（除柄铣刀或集成式刀具外）刀片径向可调的铣刀应标注夹紧位置的极限，例如用一划线。只用于手动进给的机床上的铣刀至少应清楚且永久地作如下标记：——制造商或供应商的名称或商标；——最大转速，单位r/min（例如nmax3000r/min）或转速范围（例如nmax（4500～9000）r/min）。注：为确定速度范围，如果刀具直径允许，——刀具尺寸，单位为mm（切削直径×切削宽度×内孔直径——MAN（用于手动进给）；——整体刀具和焊接刀具的切削材料组代号（见3.2）或材料牌号。检查方法：检验相关图纸和目测。6.3集成式刀具标记刀片径向可调的集成式刀具应标明夹紧位置的极限，例如用一划线。集成式刀具至少应清楚且永久地作如下标记：——制造商或供应商的名称或商标；——MEC（用于机械进给）或MAN（用于手动进给）。检查方法：检验相关图纸和目测。GB/T18955—××××6.4柄铣刀的标记柄铣刀应标明夹紧位置的极限，例如用一划线。柄铣刀至少应清楚且永久地作如下标记：——制造商或供应商的名称或商标；——最大转速，单位r/min（例如nmax12000r/min）或按GB/Z1800.2—2020中圆柱柄铣刀的nshank，取较小值；——夹紧力，单位：kN（例如FHSK15），如果nmax的计算高于nshank，则大于GB/Z1800.2—2020附录C中给出的推荐值；——MEC（用于机械进给）或MAN（用于手动进给）；——直径大于14mm的柄铣刀的切削材料组代号（见3.2）或材料牌号；——按GB/Z1800.2—2020的要求，圆柱形铣刀的最大空置长度；——按GB/Z1800.2—2020的要求，圆柱形铣刀的许用偏心矩（mm例如nmax12000e0.06——刀具尺寸，单位为mm（切削直径×切削宽度×内孔直径）。检查方法：检验相关图纸和目测。6.5组合刀具的标记组合刀具组应作下列标注：——刀具组的识别号；——最大转速，单位r/min（例如nmax12000r/min）或按GB/Z1800.2—2020中圆柱柄铣刀的nshank，取较小值；——夹紧力，单位：kN（例如FHSK15），如果nmax的计算高于nshank，则大于GB/Z1800.2—2020例如：刀具组12345nmax12000FHSK15这个标记应清晰地标注在组合刀具上。检查方法：检验相关图纸和目测。6.6圆锯片的标记圆锯片至少应清楚且永久地作如下标记：——制造商或供应商的名称或商标；——最大转速，单位r/min（例如nmax4500r/min）；——刀具尺寸，单位为mm（切削直径×切削宽度×内孔直径）；——整体锯片和焊接锯片切削材料组代号（见3.2）或材料牌号；检查方法：检查相关图纸和目测。6.7刀片和反向刀的标记装配刀具的刀片和反向刀除辅助刀片和切削部分和尖角宽度或高度不大于20mm的刀片外，都至少应清楚且永久地作标出制造商或供应商的名称或商标；用于手动进给机床的切削部分和反向刀，若不是由制造者或使用者进行成型的，应清楚且永久地作标出成型制造商或供应商的名称或商标；刀片和可换反向刀应整套作出清晰、永久的标记；标记尽可能标在刀片和反向刀的背面；对于厚度不足1.0mm或能够被研磨到小于1.0mm的HW刀具，在切削材料组代号后加工表3中两位数的断裂韧度，即HW08；检查方法：检验相关图纸和目测。7使用信息7.1一般要求制造商应提供刀具的所有相关安全信息。制造商应在使用信息和销售资料中说明刀具是按本文件制造。刀具只能由了解刀具使用和处理的受过培训并有经验的人员使用。7.2安全工作方法如果适用，应提供以下安全工作方法。7.2.1最大速度不得超过刀具上标记的最大转速。说明的速度范围应予以遵守。7.2.2圆锯片圆锯片上有裂纹的，应报废（不允许修理）。GB/T18955—××××7.2.3整体刀具目测有裂缝的刀具不得使用。7.2.4清洁刀具应定期清洗。轻合金刀具部分只能用不影响这些材料机械特性的溶剂清洗，例如去除树脂。7.2.5刀具和刀具零件的安装和紧固为了紧固刀具及其部件，应给出以下说明。a）刀具和刀体的夹紧方式应确保在运转中不会松动。b）柄铣刀的夹紧方式应使柄部的空置长度标记l0或最小夹紧长度lemin至少被夹头部分或全部覆盖。c）对于摩擦力防松的刀具，应使用定位辅助装置或调刀器，以保证刀片的径向伸出量cr和轴向刀伸出量ca。d）安装刀具时应注意保证在刀具支承面上夹紧，切削刃间不相互接触或与夹紧零件接触。e）应使用适当的扳手等将紧固螺钉和螺母拧紧至制造商提供的扭矩值。f）不允许延长扳手或用锤击拧紧。g）夹紧表面应清除尘埃、油脂、油和水。h）按说明拧紧夹紧螺钉。i）为按圆锯片的孔径调整为机床的主轴直径，只能通过固定套或环（例如通过胶合固定的压入环不允许使用可换的环。j）当安装径向可调刀片时，夹紧位置的极限在按刀体要求给出标注，例如标注一划线。7.3刀具的维护只允许按刀具制造商的说明书（可能还包括附件A）维护刀具，如修理或重磨刀具。如果制造商允许对刀具进行维护，则使用信息应包括以下内容（如果适用）。a）刀具维护后，应保证具符合5.1.8的平衡要求；b）焊接（带尖）刀具的设计在修理过程中不得改变。c）焊接刀具应由合格人员（即受过培训和经验丰富的人员）进行维