關于機械數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中常用的一種方式。合理使用刀具，可以進一步降低生產成本，同時提高生產效率，本文就此展開探索研究。

【關鍵詞】機械數控加工;刀具應用;合理使用

引言

機械數控加工過程中，刀具有著重要的意義，對其進行合理應用可以結合刀具的實際特點，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

在機械數控加工中，使用的刀具一般具有剛性大、轉換性強、規格標準化的特點。首先數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，所以必須嚴格按照標準規格生產，才能在數控機床上投入使用。

1.2刀具鉆削原理

鉆削是指刀具在機械數控加工過程中的運動方式，在數控機床的加工中，刀具的切削面會對材料產生一股擠壓力，當這種擠壓力超過了材料強度時，就會使材料在切削面產生分離斷落。由此可知，在進行數控加工時，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，有許多因素都會導致刀具產生不同程度的磨損，從而導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生非常大的切削熱，這種熱量是由切削面及切屑與刀具產生高速滑移而產生的能量和摩擦轉化而成。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，切削熱也會相應增加，隨之導致機械振動和摩擦加劇，又惡性循環地加劇刀具磨損。另外，刀具的磨損情況也與加工的材料息息相關。當加工材料的強度較大時，在切削過程中產生的摩擦及鉆屑熱相對更大，會加劇刀具的磨損。當刀具磨損達到一定程度時，繼續將刀具用于數控加工之中會嚴重影響加工精度及質量，也會大大增加斷刀率。

3.刀具使用控制方法

刀具的磨損對數控加工過程極其不利，嚴重者還會導致刀具斷裂、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載等方面入手，就能對刀具磨損嚴重程度有個基本判斷，從而決定是否應當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，需要專門技術人員和用專業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，禁止使用已經破損的刀具。刀刃的完好性和對稱性是保證鉆削平穩的重要條件，如果在進行鉆削前刀具的兩個切削刃就已經發生了損壞，若繼續使用，會造成鉆削力的不平衡，從而發生孔粗糙度大、刀刃斷裂、偏位、釘頭、毛刺、燈芯質量超差等一系列嚴重的質量問題，因此，在使用鉆孔前，需要專門技術人員用專業放大鏡對刀具進行全方面檢查，檢查全部細節是否完好、存在損壞現象，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，對于每次準備鉆孔前進行管控十分重要，隨著刀具的使用次數逐漸增多，越要重點關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做到充分保障。

3.2注意對刀具的保養。

對機械數控刀具的保養，主要著重于保養刀刃，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。要想在數控加工過程中保證鉆削的平穩進行，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的增加，都無法從根本上保證刀具的鋒利程度達到新刀具的鋒利程度，操作稍有不甚，就會降低孔壁的質量。孔壁質量主要包括孔粗糙度大和釘頭質量差的問題。因此，必須制定完善的控制系統，尤其是在X80倍放大鏡下檢查副切削刃有明顯鈍圓現象時更要慎重使用，在此基礎上，刀具的選擇要根據鉆孔參數與刀具、板材的匹配做出科學合理的調整，理論上來講，刀具經過長期的磨損，以及研磨次數的增加，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，需要對刀具的轉速進行相應的提高，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調整刀具參數

在刀具使用一段時間之后，無論怎么保養，其性能總會比新刀具有所降低，但為了降低生產成本，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控加工精度與效率，就需要對就刀具參數進行調整，使其達到它能達到的最佳性能。因此，在刀具每次研磨之后，應當有相應的選擇控制體系對其進行選擇，再在此基礎上調整鉆孔參數，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

當刀具出現返修的情況時，下次研磨刀具就會使用返修刀具的當前研磨次數作為可研磨量，所以加強對研磨次數的管控，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檢及加工產品質量的確認，避免刀具的濫用。只有完善了這種出庫、返修刀具及加工產品的管控體系，才能確保機械數控加工每一個環節不會出現紕漏。在降低成本的同時提高效率是現代加工業關注的焦點，隨著生產競爭的日益激烈，利用科學方法來完成這一目標也就顯得格外重要。在機械數控加工過程中，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的建議。有效的監管制度，是企業規范內部行為的必備手段，任何企業在實際運行過程中，都有相應的監管制度進行支撐。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節，研磨管控就是要明確研磨的次數，通過科學合理的使用以及管控，降低研磨的返修率，如果出現需要返修的情況，返修刀具就要被當前次數的下一次研磨刀具所使用。

4.結束語

機械數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，進而有效的應用合適的刀具。

參考文獻

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