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

閔福均 顧永廣

摘要： 近年來隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)的制造業(yè)逐漸走向新的發(fā)展高度，與此同時(shí)也迎來了新的制造業(yè)發(fā)展契機(jī)。伴隨著科技技術(shù)的進(jìn)步與支持，我國(guó)制造業(yè)顛覆了傳統(tǒng)的發(fā)展模式，許多制造業(yè)企業(yè)逐漸引入機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)，這種生產(chǎn)加工技術(shù)的引入不僅提高了制造業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)量，同時(shí)也保證了生產(chǎn)精準(zhǔn)度，具有明顯的技術(shù)性優(yōu)勢(shì)，為制造業(yè)企業(yè)提供了核心的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。刀具作為機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)中的重要設(shè)備之一，其維護(hù)、檢查、使用與控制影響了機(jī)械數(shù)控加工過程的效率與質(zhì)量。

Abstract： In recent years， with the progress and development of China's social economy， China's manufacturing industry is gradually moving towards a new height of development， at the same time， it also ushers in a new opportunity for the development of manufacturing industry. With the progress and support of science and technology， China's manufacturing industry has subverted the traditional development mode， and many manufacturing enterprises have gradually introduced mechanical numerical control processing technology. The introduction of this production processing technology not only improves the production efficiency and production volume of the manufacturing industry， but also ensures the production accuracy， which has obvious technical advantages. It provides the core competitive advantage for manufacturing enterprises. As one of the most important equipment in NC machining technology， tool maintenance， inspection， use and control affect the efficiency and quality of NC machining process.

關(guān)鍵詞： 機(jī)械數(shù)控加工;刀具;使用;控制

Key words： CNC machining;cutting tools;use;control

中圖分類號(hào)：TG519.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）19-0086-02

0? 引言

機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)在制造業(yè)當(dāng)中有著傳統(tǒng)制造業(yè)中使用的普通機(jī)床無法實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，機(jī)械數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)加工過程中其加工出來的產(chǎn)品精準(zhǔn)度較高、生產(chǎn)量較大、生產(chǎn)效率較高，并且由于我國(guó)制造業(yè)逐漸引入機(jī)械數(shù)控機(jī)床，我國(guó)的制造業(yè)水平達(dá)到了空前的發(fā)展高度。機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)在制造業(yè)中擁有良好的發(fā)展前景，其中刀具作為機(jī)械數(shù)控重要設(shè)備之一，在加工過程中的重要性不言而喻，若因無法正確的維護(hù)導(dǎo)致刀面過鈍或者其他因素的影響會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)械數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量變低。基于此，在機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)過程中，需要對(duì)刀具進(jìn)行合理的使用和控制，以此保證機(jī)械數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量。

1? 機(jī)械數(shù)控加工過程中刀具使用種類及特點(diǎn)

1.1 機(jī)械數(shù)控加工過程中刀具使用種類? 在機(jī)械數(shù)控機(jī)床的道具分類中可以根據(jù)刀具的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及切割工藝進(jìn)行分類。首先按照刀具的結(jié)構(gòu)可以將刀具分為整體類、鑲嵌類以及其他較為特殊的道具類型，同時(shí)按照焊接組裝或者機(jī)架式可以將刀具分為轉(zhuǎn)位機(jī)夾式刀具和非轉(zhuǎn)位機(jī)夾式刀具;按照刀具的材質(zhì)則可以分為金剛石類、合金類等;按照刀具的切割工藝方式而言，可以將其分為車削、鉆削等?？貦C(jī)床在機(jī)械操控過程中對(duì)刀具有著較高的要求，要求其不僅具備穩(wěn)定性，刀面具備鋒利性更需要具備便捷性。經(jīng)過對(duì)制造業(yè)企業(yè)中的機(jī)械數(shù)控機(jī)床的了解發(fā)現(xiàn)，可轉(zhuǎn)位刀具被廣泛運(yùn)用，占據(jù)所有道具類型的30%～40%。

1.2 機(jī)械數(shù)控加工過程中刀具使用特點(diǎn)? 對(duì)機(jī)械數(shù)控機(jī)床中的刀具了解可以發(fā)現(xiàn)刀具具有鋼性強(qiáng)、互換性強(qiáng)、使用時(shí)間長(zhǎng)、可靠性較高等特點(diǎn)。其中刀具的剛性強(qiáng)，所以在機(jī)械數(shù)控加工過程中自身不易變形。倘若刀具的剛性未能達(dá)到機(jī)械數(shù)控機(jī)床的要求，那么在實(shí)際操作環(huán)節(jié)中會(huì)因?yàn)榈毒叩淖冃位蛘邇A斜導(dǎo)致加工出來的產(chǎn)品的準(zhǔn)確性受到影響，從而影響數(shù)控機(jī)床的工作效率和工作質(zhì)量;互換性強(qiáng)是刀具擁有十分簡(jiǎn)易的安裝和更換步驟，便于更換刀具種類，并且由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，刀具的剛性能夠使其在機(jī)械數(shù)控加工過程中能夠穩(wěn)定運(yùn)行。隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械數(shù)控機(jī)床提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，所以在刀具的選擇方面也有了更高的要求，所以在機(jī)械數(shù)控加工過程中需要根據(jù)不同的刀具種類對(duì)其進(jìn)行維護(hù)、檢修和合理地使用，保證機(jī)械數(shù)控加工能夠有效率和有序地進(jìn)行。

2? 機(jī)械數(shù)控加工過程中刀具損壞形式和預(yù)防措施

2.1 刀具損壞形式? 機(jī)械數(shù)控設(shè)備加工過程中刀具損壞形式大致分為兩種，分別是刀具磨損和刀具破損。而刀具磨損的情況又分為三種，分別是刀具后面磨損、刀具前面磨損和刀具前后面同時(shí)磨損。刀具后面磨損情況出現(xiàn)的主要原因是在切削脆性材料或者厚度較小的塑性材料以及機(jī)械數(shù)控設(shè)備的主軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)，切削從刀具的前面流出，從而導(dǎo)致刀具磨損。另外，由于機(jī)械數(shù)控設(shè)備在長(zhǎng)期的運(yùn)行過程中，其摩擦和高溫壓力下的破壞，也會(huì)讓刀具的前面出現(xiàn)月牙洼，除此之外，在機(jī)械數(shù)控設(shè)備的主軸轉(zhuǎn)速較高、刀具進(jìn)給量較大的情況下，也容易出現(xiàn)刀具磨損的情況。而刀具前后面同時(shí)磨損情況出現(xiàn)的原因一般是在中等切削速度和刀具進(jìn)給量條件下為塑性材料加工過程中容易導(dǎo)致刀具的前后面出現(xiàn)磨損。而刀具破損則分為早期刀具破損和后期刀具破損，刀具破損具體表現(xiàn)在崩刃、刀具碎裂、刀具出現(xiàn)裂紋、刀具與刀柄剝離等情況。由于機(jī)械數(shù)控設(shè)備在運(yùn)作過程中會(huì)持續(xù)產(chǎn)生大量熱量，所以在對(duì)高硬度材料進(jìn)行切削和加工過程中會(huì)受到切削應(yīng)力的影響，長(zhǎng)期在切削熱力和切削力的共同影響之下，刀具會(huì)出現(xiàn)崩刃或者刀具與刀柄剝離的情況。

2.2 刀具損壞的預(yù)防措施? 為了延長(zhǎng)機(jī)械數(shù)控設(shè)備中刀具的使用壽命，對(duì)刀具應(yīng)該做出相應(yīng)的預(yù)防措施，而刀具的預(yù)防措施可以從刀具的采買、刀具的安裝和刀具的使用三方面進(jìn)行入手。在刀具的采買過程中，需要注意刀具的生產(chǎn)廠家是否正規(guī)，是否含有刀具的證明。另外在采買過程中在刀片和刀柄的選擇中注意要結(jié)合機(jī)械數(shù)控設(shè)備的加工性能、加工材料的特點(diǎn)和加工技藝等實(shí)際情況，先選擇刀片，再根據(jù)刀片選擇合適的刀柄;再刀具的安裝過程中盡量不要使用套管，在安裝車刀過程中不需要采用過大的預(yù)緊力，盡量采用較小的刀頭伸出量，除此之外盡量采用整體刀墊，不要對(duì)刀具進(jìn)行多篇累計(jì);在刀具的使用過程中，要結(jié)合加工對(duì)象選擇合適的刀具，根據(jù)加工材料和加工技藝調(diào)整刀具的切割角度，防止出現(xiàn)撞刀事故。

3? 機(jī)械數(shù)控加工過程中刀具的使用措施

3.1 檢驗(yàn)刀面光潔程度? 在制造業(yè)當(dāng)中機(jī)械數(shù)控機(jī)床的刀具的使用方面，若機(jī)械數(shù)控機(jī)床停止運(yùn)轉(zhuǎn)之后，相關(guān)的操控人員應(yīng)該及時(shí)對(duì)機(jī)床中的刀具進(jìn)行檢查，如果刀具出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損等情況就需要及時(shí)更換刀具，避免因刀具受損而對(duì)加工過程或者生產(chǎn)過程產(chǎn)生不利的影響。在檢驗(yàn)刀面光潔程度方面，制造業(yè)企業(yè)需要對(duì)自身企業(yè)的生產(chǎn)情況進(jìn)行了解，并制定出符合市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在檢驗(yàn)刀面光潔程度過程中，由專業(yè)的操控人員對(duì)刀具的額定標(biāo)準(zhǔn)和刀具的實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)并獲取刀具的全面檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。在機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)過程當(dāng)中，其中部分加工材料在加工過程中其所產(chǎn)生的熱量無法及時(shí)得到發(fā)散，在這樣的情況下，若持續(xù)加工會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生一定的影響，若不及時(shí)檢查刀面光潔程度會(huì)降低，出現(xiàn)刮痕等情況，最終影響數(shù)控技術(shù)的加工質(zhì)量。

3.2 檢查刀面鋒利程度? 機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)當(dāng)中對(duì)刀面的鋒利程度有著較高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，若刀面鋒利程度不足，會(huì)導(dǎo)致數(shù)控加工過程中對(duì)鉆削的效果不理想，直接影響了最終的產(chǎn)品制造和生產(chǎn)質(zhì)量。所以，基于這樣的情況，機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)的相關(guān)人員應(yīng)該在每次加工之前對(duì)刀面的鋒利程度進(jìn)行檢測(cè)和觀察，在檢測(cè)的過程中可以借助放大鏡等工具進(jìn)行輔助。若刀具出現(xiàn)變鈍等情況需要及時(shí)進(jìn)行研磨，在研磨之后也需要對(duì)刀具的鋒利程度進(jìn)行檢查。除了檢查刀面的鋒利程度，還應(yīng)該檢查刀面的刀口是否出現(xiàn)缺口等損壞的現(xiàn)象。對(duì)刀面鋒利程度的檢查主要是為了規(guī)避機(jī)械數(shù)控加工過程中因刀面過鈍兒導(dǎo)致加工出現(xiàn)偏位、釘頭的現(xiàn)象。

3.3 刀具研磨與管理? 在機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)過程中，對(duì)道具進(jìn)行定時(shí)的研磨與管理能夠提高刀具的使用率，同時(shí)能夠延長(zhǎng)刀具使用年限，并且能夠減少刀具在機(jī)械數(shù)控加工過程中的返修次數(shù)。如果在加工過程中刀具反復(fù)進(jìn)行返修，不僅會(huì)減少刀具的使用壽命，同時(shí)也會(huì)為制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率帶來不利的影響。因此，在機(jī)械數(shù)控加工過程中對(duì)刀具進(jìn)行定時(shí)的研磨和定期的管理，以此提高刀具的使用率，提高制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)量。

3.4 檢查參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)? 當(dāng)?shù)毒呤褂昧艘欢螘r(shí)間之后，即使經(jīng)過全方位的管理與養(yǎng)護(hù)，刀具的性能依舊會(huì)有所下降，而部分企業(yè)為了減少自身的生產(chǎn)成本，在刀具出現(xiàn)較大的損壞情況之前都不會(huì)對(duì)刀具進(jìn)行更換。但是為了保證在未更換刀具的情況下生產(chǎn)出來的產(chǎn)品符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，那么就需要機(jī)械數(shù)控操作人員及時(shí)調(diào)整以及檢查參數(shù)數(shù)據(jù)，使機(jī)械數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中保持良好的生產(chǎn)效果?；谶@種情況，技術(shù)人員應(yīng)該注重對(duì)刀具進(jìn)行研磨和管理，還應(yīng)當(dāng)注重刀具的種類與機(jī)床的鉆孔參數(shù)相匹配。最后，因?yàn)榈毒咴陂L(zhǎng)期的使用和生產(chǎn)過程中會(huì)收到不同程度的損壞情況，在實(shí)際的使用過程中起切割力也會(huì)有所下降，并摩擦力也會(huì)有所增加，所以切割效果會(huì)產(chǎn)生差異，這一點(diǎn)需要結(jié)合刀具的實(shí)際使用效果進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整。

4? 機(jī)械數(shù)控加工過程中刀具的控制措施

4.1 背吃力量? 機(jī)械數(shù)控機(jī)床在運(yùn)作時(shí)要充分考量機(jī)器的實(shí)際情況，具體包括機(jī)械數(shù)控機(jī)床的參數(shù)、刀具的特點(diǎn)、夾具的使用和工件等。在工藝系統(tǒng)的剛硬程度能夠承受的情況下需要盡量控制或者減少刀具的進(jìn)給次數(shù)。在為了保證加工件的高度和精度時(shí)，再預(yù)留精加工的余量。

4.2 主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量? 主軸轉(zhuǎn)速需要充分考慮機(jī)械數(shù)控機(jī)床刀具性能、機(jī)床的性能和材料加工的特點(diǎn)和機(jī)械數(shù)控加工過程中對(duì)切削量的要求。在確定了切削速度之后，根據(jù)弓箭的尺寸、大小等參數(shù)確定主軸轉(zhuǎn)速。確定了設(shè)備的進(jìn)給量時(shí)注重對(duì)材料的材質(zhì)、材料的加工速度、材料的粗糙程度等進(jìn)行考量。在保證加工的質(zhì)量的前提條件下再加大進(jìn)給量，從而減少機(jī)械數(shù)控機(jī)床的工步，提高設(shè)備的整體加工速度。

4.3 增強(qiáng)對(duì)鉆孔的質(zhì)量把控? 在機(jī)械數(shù)控設(shè)備加工過程中需要對(duì)鉆孔進(jìn)行質(zhì)量把控，嚴(yán)格排查出庫(kù)、入庫(kù)的工具，確保符合操作的整體規(guī)范要求，對(duì)于其中不符合標(biāo)準(zhǔn)的工具必須其實(shí)剔除。其中對(duì)于機(jī)械數(shù)控設(shè)備的控制工作當(dāng)中，注重檢查孔壁狀況和孔的位置，若出現(xiàn)移位等現(xiàn)象應(yīng)該及時(shí)上報(bào)處理，避免劣質(zhì)產(chǎn)品流入市場(chǎng)。由于機(jī)械數(shù)控設(shè)備加工過程的環(huán)節(jié)繁多，生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，專業(yè)技術(shù)人員的水平參差不齊，所以應(yīng)該對(duì)每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、設(shè)備中的各個(gè)零部件嚴(yán)格把控。

5? 總結(jié)

機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)過程中對(duì)于機(jī)械數(shù)控機(jī)床中的各個(gè)零件和部件有著較高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，刀具作為機(jī)械數(shù)控機(jī)床中的重要組成部分，在生產(chǎn)與制造過程中肩負(fù)起重要的加工任務(wù)。為了保證生產(chǎn)任務(wù)的有序進(jìn)行和順利進(jìn)行，在日常生產(chǎn)過程中應(yīng)該注重對(duì)刀具進(jìn)行合理的使用和科學(xué)的檢修與維護(hù)，保證在加工過程中滿足加工需求，提升機(jī)械數(shù)控加工的生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

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