關(guān)于機械數(shù)控加工過程中刀具的合理使用控制與研究

洪明

【摘? 要】機械數(shù)控加工過程中可以用更低的成本獲取更加良好的效益，這也是目前機械制造業(yè)中常用的一種方式。合理使用刀具，可以進一步降低生產(chǎn)成本，同時提高生產(chǎn)效率，本文就此展開探索研究。

【關(guān)鍵詞】機械數(shù)控加工;刀具應(yīng)用;合理使用

引言

機械數(shù)控加工過程中，刀具有著重要的意義，對其進行合理應(yīng)用可以結(jié)合刀具的實際特點，獲取更好的鉆削效果，同時減少摸索，用更低的成本獲取更加良好的效益。

1.刀具使用特點及鉆削原理

1.1刀具特點

在機械數(shù)控加工中，使用的刀具一般具有剛性大、轉(zhuǎn)換性強、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化的特點。首先數(shù)控加工中對刀具剛性強度要求較高，因為剛性較低的刀具在加工過程中會產(chǎn)生振動或者傾斜，加劇刀具乃至機器磨損，更會影響加工精度。另外由于刀具是安裝在刀架或刀庫上的，所以必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格生產(chǎn)，才能在數(shù)控機床上投入使用。

1.2刀具鉆削原理

鉆削是指刀具在機械數(shù)控加工過程中的運動方式，在數(shù)控機床的加工中，刀具的切削面會對材料產(chǎn)生一股擠壓力，當(dāng)這種擠壓力超過了材料強度時，就會使材料在切削面產(chǎn)生分離斷落。由此可知，在進行數(shù)控加工時，刀具的強度必須要大于材料強度，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。在這個過程中，刀具與材料的切削面會產(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80%的熱量會被切屑帶走，而余下的20%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，切削熱也會相應(yīng)增加，隨之導(dǎo)致機械振動和摩擦加劇，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)加工材料的強度較大時，在切削過程中產(chǎn)生的摩擦及鉆屑熱相對更大，會加劇刀具的磨損。當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定程度時，繼續(xù)將刀具用于數(shù)控加工之中會嚴(yán)重影響加工精度及質(zhì)量，也會大大增加斷刀率。

3.刀具使用控制方法

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

3.1判斷刀具磨損情況。

刀具磨損是刀具在長時間數(shù)控加工之后不可避免的情況，對刀具磨損情況進行判斷并及時進行更換、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床負(fù)載等方面入手，就能對刀具磨損嚴(yán)重程度有個基本判斷，從而決定是否應(yīng)當(dāng)進行刀具的更換或者返修。鉆孔加工屬于刀具的各個切削面要盡可能做到光滑干凈，減少鉆削帶來的阻力，進而減小摩擦，所以在使用鉆孔前，需要專門技術(shù)人員和用專業(yè)放大鏡對刀具進行全方面檢查，對于存在問題的刀具要及時進行解決，禁止使用已經(jīng)破損的刀具。刀刃的完好性和對稱性是保證鉆削平穩(wěn)的重要條件，如果在進行鉆削前刀具的兩個切削刃就已經(jīng)發(fā)生了損壞，若繼續(xù)使用，會造成鉆削力的不平衡，從而發(fā)生孔粗糙度大、刀刃斷裂、偏位、釘頭、毛刺、燈芯質(zhì)量超差等一系列嚴(yán)重的質(zhì)量問題，因此，在使用鉆孔前，需要專門技術(shù)人員用專業(yè)放大鏡對刀具進行全方面檢查，檢查全部細(xì)節(jié)是否完好、存在損壞現(xiàn)象，對于損壞的部分能修理的要及時修理，不能修理的要進行科學(xué)合理的處理。值得注意的是，對于刀具的檢查要在每次使用之前，并非定期檢查，對于每次準(zhǔn)備鉆孔前進行管控十分重要，隨著刀具的使用次數(shù)逐漸增多，越要重點關(guān)注刀具的各個部分是否完好，沒有損壞，為增加刀具的研磨次數(shù)做到充分保障。

3.2注意對刀具的保養(yǎng)。

對機械數(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。無論怎樣對刀具的各個刀刃進行管理控制，隨著刀具使用壽命的增加以及研磨次數(shù)的增加，都無法從根本上保證刀具的鋒利程度達(dá)到新刀具的鋒利程度，操作稍有不甚，就會降低孔壁的質(zhì)量?？妆谫|(zhì)量主要包括孔粗糙度大和釘頭質(zhì)量差的問題。因此，必須制定完善的控制系統(tǒng)，尤其是在X80倍放大鏡下檢查副切削刃有明顯鈍圓現(xiàn)象時更要慎重使用，在此基礎(chǔ)上，刀具的選擇要根據(jù)鉆孔參數(shù)與刀具、板材的匹配做出科學(xué)合理的調(diào)整，理論上來講，刀具經(jīng)過長期的磨損，以及研磨次數(shù)的增加，切削力會不同程度下降，摩擦力也會逐漸增加，影響刀具的切削效果，因此，為了保證刀具的切削力，需要對刀具的轉(zhuǎn)速進行相應(yīng)的提高，除此之外，為了保證切削熱能夠快速消除，需要增大進給，以減少刀具的使用壽命為手段，保證刀具在正常磨損的情況下能夠正常使用。

3.3調(diào)整刀具參數(shù)

在刀具使用一段時間之后，無論怎么保養(yǎng)，其性能總會比新刀具有所降低，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，就需要對就刀具參數(shù)進行調(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)的選擇控制體系對其進行選擇，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間后有了一定的磨損，在進行數(shù)控加工時，其切削力會稍有下降，同時會伴隨著摩擦力的增加。

3.4完善管控體系

當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)返修的情況時，下次研磨刀具就會使用返修刀具的當(dāng)前研磨次數(shù)作為可研磨量，所以加強對研磨次數(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對出庫刀具的復(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，才能確保機械數(shù)控加工每一個環(huán)節(jié)不會出現(xiàn)紕漏。在降低成本的同時提高效率是現(xiàn)代加工業(yè)關(guān)注的焦點，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。在機械數(shù)控加工過程中，要做到合理使用刀具，必須對刀具本身及其工作原理有充分認(rèn)識，再分析其在加工過程中受到哪些因素的影響。只有這樣，才能對合理使用刀具做出正確的判斷并提出科學(xué)的建議。有效的監(jiān)管制度，是企業(yè)規(guī)范內(nèi)部行為的必備手段，任何企業(yè)在實際運行過程中，都有相應(yīng)的監(jiān)管制度進行支撐。刀具的使用同樣如此，在使用過程中，只有建立健全刀具研磨體系以及管控體系，才能保證機械數(shù)控加工過程中刀具的合理使用與控制。建立健全刀具研磨體系以及管控體系需要從以下幾個方面人手：首先，要對研磨以及檢查工位進行管控，這也是最重要的管控環(huán)節(jié)，研磨管控就是要明確研磨的次數(shù)，通過科學(xué)合理的使用以及管控，降低研磨的返修率，如果出現(xiàn)需要返修的情況，返修刀具就要被當(dāng)前次數(shù)的下一次研磨刀具所使用。

4.結(jié)束語

機械數(shù)控加工工作開展的過程中，要想合理的利用刀具，就必須要充分了解刀具的工作原理和自身特點，進而判斷出可能的影響因素，進而有效的應(yīng)用合適的刀具。

參考文獻

[1]張俊.基于CAXA制造工程師CAM功能的浮雕數(shù)控加工研究與實踐[J].機械設(shè)計與制造工程，2019（8）.

[2]丁寧.基于切削溫度分析的刀具磨損狀態(tài)研究[J].輕工機械，2019，37（5）：34-38.