關(guān)于機(jī)械數(shù)控加工過程中刀具的合理使用控制與研究

戴曉英

（蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 機(jī)電工程系，江蘇 蘇州 215000）

關(guān)于機(jī)械數(shù)控加工過程中刀具的合理使用控制與研究

戴曉英

（蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 機(jī)電工程系，江蘇 蘇州 215000）

以更低的成本換取更高的效率是當(dāng)今制造業(yè)提高盈利的主要手段之一，先進(jìn)的技術(shù)對(duì)降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率都有著極大作用，因而制造業(yè)對(duì)于先進(jìn)技術(shù)的研究非常重視。對(duì)機(jī)械數(shù)控加工而言，合理使用刀具能有效減少生產(chǎn)浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率。文章以機(jī)械數(shù)控加工過程中的刀具作為研究對(duì)象，對(duì)其在這一過程中的合理使用進(jìn)行分析與研究。

機(jī)械數(shù)控加工；刀具；合理使用

1 刀具使用特點(diǎn)及鉆削原理

（1）刀具特點(diǎn)。在機(jī)械數(shù)控加工中，使用的刀具一般具有剛性大、裝換性強(qiáng)、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)。首先數(shù)控加工中對(duì)刀具剛性強(qiáng)度要求較高，因?yàn)閯傂暂^低的刀具在加工過程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)或者傾斜，加劇刀具乃至機(jī)器磨損，更會(huì)影響加工精度。另外由于刀具是安裝在刀庫上的，所以必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格生產(chǎn)，才能安裝在機(jī)器上投入生產(chǎn)。

（2）刀具鉆削原理。鉆削是指刀具在機(jī)械數(shù)控加工過程中的運(yùn)動(dòng)方式，在機(jī)器的運(yùn)作下，刀具的切削面會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生一股擠壓力，當(dāng)這種擠壓力超過了材料強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)使材料在切削面產(chǎn)生分離斷落。由此可知，在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，刀具的強(qiáng)度必須要大于材料強(qiáng)度，否則無法完成鉆削工作。

2 刀具磨損情況

在刀具使用過程中，有許多因素都會(huì)導(dǎo)致刀具產(chǎn)生不同程度的磨損，從而導(dǎo)致刀具使用壽命降低。在這個(gè)過程中，刀具與材料的切削面會(huì)產(chǎn)生非常大的切削熱，這種熱量是由切削面及切屑與刀具產(chǎn)生高速滑移而產(chǎn)生的能量和摩擦轉(zhuǎn)化而成。通常情況下，有八成的熱量會(huì)被切屑帶走，而余下的兩成熱量則傳入到刀具之中，使得刀具表面及內(nèi)部的溫度急劇升高，熱量和溫度是造成刀具磨損的根本原因。刀具磨損度增加之后，切削熱也會(huì)相應(yīng)增加，隨之導(dǎo)致機(jī)械振動(dòng)和摩擦加劇，又惡性循環(huán)地加劇刀具磨損。另外，刀具的磨損情況也與加工的材料息息相關(guān)。當(dāng)加工材料的強(qiáng)度較大時(shí)，在切削過程中產(chǎn)生的摩擦及鉆屑熱相對(duì)更大，會(huì)加劇刀具的磨損。當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定程度時(shí)，繼續(xù)將刀具用于數(shù)控加工之中會(huì)嚴(yán)重影響加工精度及質(zhì)量，也會(huì)大大增加斷刀率。

3 刀具使用控制方法

刀具的磨損對(duì)數(shù)控加工過程極其不利，嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)致刀具斷裂、加工成品殘次率過高，因此加強(qiáng)刀具使用控制十分重要。

（1）判斷刀具磨損情況。刀具磨損是刀具在長時(shí)間數(shù)控加工之后不可避免的情況，對(duì)刀具磨損情況進(jìn)行判斷并及時(shí)進(jìn)行更換、返修是減輕刀具磨損所造成后果的重要方式。刀具磨損類型多種多樣，有后刀面磨損、刻劃磨損、切削刃磨鈍等多種類型。無論是哪種形式，只要從刀具壽命表、觀察加工過程、觀察切屑顏色和形狀、觀察加工件表面、聽加工聲音及觀察機(jī)床負(fù)載等方面入手，就能對(duì)刀具磨損嚴(yán)重程度有個(gè)基本判斷，從而決定是否應(yīng)當(dāng)進(jìn)行刀具的更換或者返修。

（2）注意對(duì)刀具的保養(yǎng)。對(duì)機(jī)械數(shù)控刀具的保養(yǎng)，主要著重于保養(yǎng)刀刃，要想刀具擁有良好的工作性能，必須保證刀刃足夠鋒利及其刃面足夠光滑。要想在數(shù)控加工過程中保證鉆削的平穩(wěn)進(jìn)行，那么刀具切削刃必須要完好、鋒利。如果刀具不夠完好，出現(xiàn)了破損情況的話，那么在使用過程中會(huì)引起鉆削力不夠平衡，從而導(dǎo)致偏位、釘頭、鉆孔過于粗糙、毛刺甚至斷刀的情況。

（3）調(diào)整刀具參數(shù)。在刀具使用一段時(shí)間之后，無論怎么保養(yǎng)，其性能總會(huì)比新刀具有所降低，但為了降低生產(chǎn)成本，不可能在刀具磨損前就將其丟棄而使用新刀具。這時(shí)要在使用舊刀具的情況下盡可能不影響數(shù)控加工精度與效率，就需要對(duì)就刀具參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到它能達(dá)到的最佳性能。因此，在刀具每次研磨之后，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的選別控制體系對(duì)其進(jìn)行選別，再在此基礎(chǔ)上調(diào)整鉆孔參數(shù)，使其能與刀具相適配。另外，由于刀具使用一段時(shí)間后有了一定的磨損，在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，其切削力會(huì)稍有下降，同時(shí)會(huì)伴隨著摩擦力的增加。

（4）完善管控體系。當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)返修的情況時(shí)，下次研磨刀具就會(huì)使用返修刀具的當(dāng)前研磨次數(shù)作為可研磨量，所以加強(qiáng)對(duì)研磨次數(shù)的管控，能從根本上控制返修率。另外鉆孔工作站需要加強(qiáng)對(duì)出庫刀具的復(fù)檢及加工產(chǎn)品質(zhì)量的確認(rèn)，避免刀具的濫用。只有完善了這種出庫、返修刀具及加工產(chǎn)品的管控體系，才能確保機(jī)械數(shù)控加工每一個(gè)環(huán)節(jié)不會(huì)出現(xiàn)紕漏。

4 結(jié)語

在降低成本的同時(shí)提高效率是現(xiàn)代工業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著生產(chǎn)競爭的日益激烈，利用科學(xué)方法來完成這一目標(biāo)也就顯得格外重要。在機(jī)械數(shù)控加工過程中，要做到合理使用刀具，必須對(duì)刀具本身及其工作原理有充分認(rèn)識(shí)，再分析其在加工過程中受到哪些因素的影響。只有這樣，才能對(duì)合理使用刀具做出正確的判斷并提出科學(xué)的建議。希望文章關(guān)于這一問題的研究能對(duì)我國數(shù)控加工過程中刀具的合理使用控制起到幫助。

[1]張凌云.機(jī)械數(shù)控加工過程刀具高效使用優(yōu)化探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017，（19）：66.

戴曉英（1980-），女，江蘇如東人，大學(xué)本科，講師，主要研究方向：先進(jìn)加工制造技術(shù)。