簡析數(shù)控刀具的合理選用

【摘要】機(jī)床加工是從事高精度批量生產(chǎn)的機(jī)械化設(shè)備，以往的機(jī)床操作逐漸有電子計算機(jī)相關(guān)軟件直接進(jìn)行操作，也就是數(shù)控技術(shù)在及機(jī)床加工生產(chǎn)方面的應(yīng)用，因此對于數(shù)控機(jī)床的加工刀具選擇就要有一套相對完善的篩選環(huán)節(jié)，選擇合適的數(shù)控機(jī)床加工刀具可以有效地降低生產(chǎn)過程中的誤差，并且增加機(jī)床使用壽命，本文就如何選擇數(shù)控機(jī)床上的刀具作出較為系統(tǒng)的介紹。

【關(guān)鍵詞】刀具選擇；合理選擇；數(shù)控配合；刀具特點

引言

與傳統(tǒng)人工操作的機(jī)床相比數(shù)控機(jī)床在刀具使用上要求更為嚴(yán)格，因為電子數(shù)控技術(shù)是根據(jù)設(shè)定好的程序進(jìn)行操作機(jī)床生產(chǎn)加工高精度零件的，因此無法像傳統(tǒng)人工操作一樣時刻檢查機(jī)床刀具是否出現(xiàn)問題，因此數(shù)控機(jī)床上的加工刀具應(yīng)該使用鑄鋼中強(qiáng)度較高、剛性優(yōu)良、耐磨且不易形變的材質(zhì)，以往合金鋼材料只在一些特殊領(lǐng)域使用，但是在今時今日數(shù)控機(jī)床刀具也大多數(shù)使用這一材料。

數(shù)控機(jī)床的刀具選擇上與傳統(tǒng)的機(jī)床刀具選擇時存在一定的共同點的，但是在一定程度上可以說數(shù)控機(jī)床的本身對刀具的要求更為嚴(yán)格。由于以往機(jī)場的操作是由人工操作進(jìn)行工作的，對于高精度批量性生產(chǎn)人工操作就容易導(dǎo)致疲勞或注意力無法長時間集中導(dǎo)致的零件尺寸出現(xiàn)問題，在加工過程中刀具要求強(qiáng)度高、不易形變、且不易偏折的特點，而在數(shù)控機(jī)床上由于長時間保證流水線作業(yè)而無法進(jìn)行時刻刀具檢測無法像人工操作機(jī)床那樣每一次都檢查刀具，只能做周期性檢測，因此數(shù)控機(jī)床上的要求除了強(qiáng)度高剛性好之外還更側(cè)重于長時間使用的過程中精密度始終不變，也就是高耐磨高抗性變能力，因此在刀具材料上因?qū)Σ煌庸C(jī)床材料也不一樣，大多數(shù)采用合金鋼材質(zhì)，如陶瓷合金鋼刀具、鉻合金刀具等。

一、數(shù)控刀具的特點

1、具有較高強(qiáng)度、較好的剛度和抗振性。能夠滿足高速車削和大進(jìn)給量的要求。

2、具有精度高、可靠性好為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動換刀等要求，刀具必須具有較高的精度，如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達(dá)0.005mm。要保證數(shù)控加工中不會發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行，要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強(qiáng)的適應(yīng)性。

3、切削性能好。為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給量，刀具應(yīng)具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。

4、刀具的耐磨性及使用壽命長。數(shù)控機(jī)床的刀具在使用過程中往往有長時間周期性檢測的特點，因此在使用的過程中就要選擇耐磨不易形變性質(zhì)優(yōu)越的刀具，以減少更換次數(shù)以提高數(shù)控機(jī)床刀具使用的壽命。

二、影響刀具選擇的因素

1、機(jī)床類型完成該工序所用的數(shù)控機(jī)床對選擇的刀具類型（鉆、車刀或銑刀）的影響。在能夠保證工件系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)剛性好的條件下，允許采用高生產(chǎn)率的刀具，例如高速切削車刀和大進(jìn)給量車刀。根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。

2、根據(jù)零件加工方案不同的加工階段選擇刀具。不同的數(shù)控加工方案可以采用不同類型的刀具，例如孔的加工可以用鉆及擴(kuò)孔鉆，也可用鉆和鏜刀來進(jìn)行加工。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，加工精度影響精加工刀具的類型和結(jié)構(gòu)形狀，例如孔的最后加工依據(jù)孔的精度可用鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀或鏜刀來加工。粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。

3、根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。

（1）工件的尺寸及外形影響刀具和規(guī)格的選擇，例如特型表面要采用特殊的刀具來加工。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。

（2）主軸轉(zhuǎn)速影響切削速度進(jìn)而影響刀具選用，在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進(jìn)給速度。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。

（3）加工表面粗糙度影響刀具的結(jié)構(gòu)形狀和切削用量，選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。加工表面粗糙度，例如毛坯粗銑加工時，可采用粗齒銑刀，精銑時最好用細(xì)齒銑刀。

（4）機(jī)件的材料屬性影響刀具的磨刀形狀，加工鋁、銅等較軟材料零件時應(yīng)選擇前角稍大一些的立銑刀，加工毛坯工件表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，一般采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

（5）加工工件的表面形狀影響刀具的選用，加工平面機(jī)件周邊的輪廓時，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀。在進(jìn)行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工質(zhì)量上還是在加工效率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀，因此，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時，盡量選擇端銑刀。

（6）加工過程的成本預(yù)算影響刀具的選擇，加工過程中在滿足工藝要求的前提下應(yīng)盡可能降低每個環(huán)節(jié)的加工成本，選刀的環(huán)節(jié)也不例外，一般情況下，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具固然增加了刀具的成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。

結(jié)束語

機(jī)床數(shù)字化控制是時代進(jìn)步的產(chǎn)物，用電子計算機(jī)代替人工進(jìn)行高精度的操作從而減少人工勞動提升產(chǎn)品質(zhì)量和流水線產(chǎn)量，然而在現(xiàn)在的電子計算機(jī)水平還無法做到完全智能化的電子數(shù)控機(jī)床技術(shù)，因此與人工操作相比機(jī)床刀具的靈活檢查和更換上就會下降，刀具出現(xiàn)過度磨損、形變或者其他損壞現(xiàn)象都會直接導(dǎo)致機(jī)床生產(chǎn)出的零件不合規(guī)格，無法做到高精度的生產(chǎn)作業(yè)水平就沒法滿足市場需求，因此在數(shù)控機(jī)床的刀具選擇上是有很多學(xué)問的，本文通過分析刀具應(yīng)該具備的性質(zhì)以及相關(guān)的其他細(xì)節(jié)信息提出了數(shù)控機(jī)床刀具選擇上的一些建議，希望相關(guān)人員采納。

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