關于機械數控加工過程中刀具的合理使用控制與研究

戴曉英

（蘇州高等職業技術學校 機電工程系，江蘇 蘇州 215000）

關于機械數控加工過程中刀具的合理使用控制與研究

戴曉英

（蘇州高等職業技術學校 機電工程系，江蘇 蘇州 215000）

以更低的成本換取更高的效率是當今制造業提高盈利的主要手段之一，先進的技術對降低生產成本、提高生產效率都有著極大作用，因而制造業對于先進技術的研究非常重視。對機械數控加工而言，合理使用刀具能有效減少生產浪費，提高生產效率。文章以機械數控加工過程中的刀具作為研究對象，對其在這一過程中的合理使用進行分析與研究。

機械數控加工；刀具；合理使用

1 刀具使用特點及鉆削原理

（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、裝換性強、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庫上的，所以必須嚴格按照標準規格生產，才能安裝在機器上投入生產。

（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，在機器的運作下，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，有八成的熱量會被切屑帶走，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。

（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。

（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。

（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，應當有相應的選別控制體系對其進行選別，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。

（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。

4 結語

在降低成本的同時提高效率是現代工業關注的焦點，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。希望文章關于這一問題的研究能對我國數控加工過程中刀具的合理使用控制起到幫助。

[1]張凌云.機械數控加工過程刀具高效使用優化探討[J].山東工業技術，2017，（19）：66.

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