機械數控加工過程刀具高效使用優化

王剛

摘 要：刀具作為機械數控加工中的基礎部件，會直接影響產品加工質量與效率。而在實際使用過程中，常常出現刀具消耗過快的情況，造成加工成本上升。因此，為了提升機械數控加工技術的應用合理性，確保刀具得到高效使用，則要對機械數控加工過程中的刀具使用進行優化，提出具體可行的優化策略，以供從業同行參考。

關鍵詞：機械數控加工;刀具;高效使用;優化

機械數控加工過程中，刀具基本處于長時間、高速運轉狀態，再加上其他因素的影響，刀具的磨損問題不可避免，不僅會對其使用壽命造成影響，而且也會干擾加工產品的品質。為了改善這一問題，在機械數控加工過程中需要對刀具使用進行高效優化，以可行優化措施指導刀具使用，延長刀具使用壽命，保證產品加工質量及效率。

一、優化刀具研磨養護

刀具磨損在機械數控加工中極為常見，所以需要通過研磨將刀具磨損部分去除，使得刀具重新恢復性能。刀具使用時產生的振動及熱量，會導致其形成不同程度的磨損，日積月累會提高刀具斷裂的概率。而對刀具的研磨需要結合實際情況進行，不能過度研磨而損壞刀具本身，因此要做好研磨養護工作的優化。

具體來講，在研磨之前要對刀具表面進行清潔處理，通過打磨表面的凸起物、缺口或雜質，能夠減少刀具與待加工工件之間的摩擦。在日常機械數控加工過程中，要做好對刀具的及時清理，仔細檢查刀具磨損程度，倘若刀具已無法通過研磨等方式恢復性能，則要第一時間換新。此外，對研磨養護的優化，還要盡量減低研磨過程中刀具的振動幅度及次數，避免研磨行為對刀具造成損害[1]。比如，在應用電路板鉆孔加工技術的過程中，大量熱能的產生會直接影響刀具材質，而且無法在短時間內完成散熱，所以必須一邊加工一邊清理，才能保證刀具高效使用。

二、保證刀具鋒利程度

刀具研磨過后必須對其鋒利程度進行檢查，并且依據工件加工需求進行操作，判斷刀刃位置缺陷，保證加工安全及質量。由于刀刃鋒利程度會直接影響加工精度，所以在選擇刀具時一定要滿足硬度方面的標準。實驗表明，如果切削參數不合理，必定會導致刀具出現裂紋、崩刃的情況，再加上切削負荷較高，切削力會直接沖擊刀刃，一旦出現裂紋，將持續拓展，裂紋達到一定程度之后，表層便會脫落，此時刀具的加工精度則會大大降低。舉例來講，在硬質合金銑刀當中，由于加工強度高、脆性較大，如果切削厚度不合理，則容易導致沖擊載荷升高，并且拉應力值、拉應力區也會提升，一旦沖擊應力大于材料強度，則會導致刀具崩刃，表層出現貝殼狀的脫落現象[2]。所以，技術人員在加工之前需要對使用的刀具的鋒利程度進行觀察，可借助放大鏡、顯微鏡等工具輔助觀察，察覺到刀刃變鈍則要及時研磨。

三、合理調整相關參數

在機械數控加工過程中，還需要對相關參數進行全面檢驗，否則會因為參數設置出錯或合理性不足，而直接影響刀具使用效果。在檢查過程中，一旦察覺參數與設定數額之間有差異，則要第一時間調整，避免引發安全隱患。同時，要依據加工工件的實際情況去合理調整刀具參數，也要根據加工產品差異及具體需求進行微調優化。當然，人工調整參數很難保證精準控制，因此還應引入自動化控制系統進行標準化調節，動態監測刀具運行時間及參數變化波形圖，避免出現參數與加工實際情況不符的問題。

一般來講，機械數控加工中的相關參數包含進給量、線速度、背吃刀量等等，刀具與不同材料之間的匹配闡述也有差異，比如鋁合金材料的最佳線速度為300m/min，而鈦合金的是70m/min，唯有保證參數與產品生產需求相匹配，才能確保刀具使用效率提高，并且能減輕刀具磨損情況[3]。

四、優化刀具回收處理

首先，刀具現場磨刃。機械數控加工中的車削刀片，特別是無涂層刀片，在加工中出現磨損后基本可采取手工修磨的做法處理，甚至部分刀具在修磨后，性能表現比新刀片更出色。比如，在銑加工的刀具使用過程中，2刃和3刃的平底銑刀便可在現場采取手工修磨的處理方式。其次，刀具重新涂層。如果是涂層整體球頭銑刀或是其他類型刀具無法采取手工修磨方式處理，那么出現磨損情況后集中收集，交給供貨商進行統一、專業的重新涂層處理，一般重新涂層花費的成本要比新購買刀具低2/3，所以能夠保證機械數控加工的經濟性;最后，處理報廢刀具。刀具報廢情況非常常見，應當要求工作人員遞交報廢刀具之后才能領用新的刀具，將報廢刀具集中回收至供貨商處理。

五、結束語

總而言之，在機械數控加工中要想實現對刀具的高效使用，除了要合理優選刀具之外，還要做好刀具研磨養護優化、確保刀具鋒利程度、合理調整相關參數以及優化刀具回收處理等工作。相關技術人員需要在工作中總結與積累經驗，以扎實理論指導實踐，才能實現機械數控加工的全面優化，提高加工質量及效率。

參考文獻：

[1]田莉莉.機械數控加工過程刀具使用優化淺析[J].設備管理與維修，2019（08）：163-164.D

[2]朱敏，高進祥.機械數控加工過程刀具高效使用優化思考[J].河北農機，2021（07）：108-109.

[3]費姝霞.機械數控加工過程刀具高效使用及優化措施分析[J].現代制造技術與裝備，2021，57（12）：49-51.