試論數控加工工藝對刀具優化設計的影響

胡福

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?制造業在迅速發展，數據車床開始不斷普及，與傳統車床不同，數控加工的效率更高，產品的質量也會得到更好的保障。如今數控加工中的各類技術在不斷進步，讓數控加工的速度以及進度都有明顯的提升，借助人機交互，利用編程選擇合適的數控加工刀具，對切削的用量進行控制，可以讓數控加工的速度以及質量得到一定程度上的優化。探討刀具優化以及改進的一些情況，結合數控加工刀具一些缺陷進行分析，提出一些優化的對策。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?數控加工工藝;刀具優化設計;影響

[中圖分類號] ?TG659 ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）16-0046-02

現階段制作業的生產加工中，使用的多數是焊接式合金刀具，多數的刀具零件是有著一定硬度的鑄鐵材料，數控加工中容易導致刀具磨損，從而降低產品表面的精度，現實中數控加工還會出現車刀不斷切換的情況，程序不斷使用，甚至會導致崩刀，從而增加了維修成本以及刀具的成本。

一、數控加工工藝現狀

數控加工就是為產品進行機械加工，在實際生產中全面借助數控技術提升生產的整體質量以及效果，讓數控加工得到提升。數控加工的特點就是高精密以及高效率，在數控加工的實際開展中，借助計算機技術實現對生產過程的管控名，然后依據事前設定好的流程和模式，完成對機械產品的加工。數控加工與傳統加工不同，數控加工的靈活性以及便捷性更強，在數控加工中，微電子技術迅速進步，給數控加工帶來新的發展動力，將其引入數控加工中，提升了數控加工的穩定性以及高效性，在國內制造業數控加工中得到廣泛應用以及認可。如今信息化技術不斷進步，數控加工在國內的應用范圍還會不斷進步，應用范圍也會不斷更新。

現階段數控加工的實際發展中也要面臨諸多的問題。

1.人為因素。數控加工還是處于初級發展中，但是數控加工的實際應用范圍還是非常廣泛的，多數企業因為各類因素的限制，其中有客觀因素，也有人為因素，導致數控加工應用設備比較陳舊，這是無法避免的;而在數控加工中若是設備陳舊，則會影響到數控加工的整體精度，進而影響到產品的質量。因此在數控加工中要安排專門的人員，定期對設備展開檢查以及維護，保證數控加工的各類設備處于正常的運行狀態，數控加工無論是精細加工還是粗化加工，都對設備有不同的要求，現階段人為因素對數控加工造成的影響還是比較明顯的。

2.程序編寫方面的問題。在數控加工中，要借助計算機技術對這個程序進行控制，程序編寫是否適當至關重要。對于程序的編寫，首先是編程人員要對數控加工的指令足夠熟悉以及掌握內部諸多的隱藏功能，這些都是需要嚴格的控制。其次是編程人員要定期接受技術的培訓，因為編程技術在不斷更新，數控加工方面的知識也是在不斷更新，因此編程人員需要及時對自身的知識進行更新，從而對新技術不斷掌握，對數控加工展開嚴格的控制。最后是結合實際情況展開數控加工編程。在工作中程序要體現出對數控加工的實用性，避免在數控加工中出現走空刀的現象。

3.換刀的問題。在數控加工中要對各類的刀具展開應用，在對大批量的零件進行加工的情況下，為了保證數控加工的效率以及質量，要進行簡單的換刀。選擇簡單并且便捷的換刀方式，可以讓數控加工的時間得到一定程度上的節約，同時也可以保證在數控加工中各類設備的精度不受影響，或者是盡量減少精度上的影響，對于降低數控加工的成本也是有幫助的。要想提升數控加工的整體效率，換刀方式是一定要進行考慮的，需要保證對其中的各類因素展開考慮，保證換刀的迅速和快捷。

二、數控加工中刀具優化的目標

數控加工不斷被應用到制造業加工中，隨著技術不斷更新，制作業需要實現現代化更新，機械加工則是向著綠色化以及智能化的方向不斷發展，數控加工的效率以及精度都需要不斷提升。而刀具的優化是提升數控加工進度以及質量的一個重要因素，對刀具進行選擇，要滿足實際生產的各類參數，也就是高質量以及低能耗的數控加工。要想讓生產率得到提升，就要對刀具的直徑、更換刀具的頻率等展開詳細的考慮，防止刀具以及零件的干涉，降低成本則是需要找到更加耐磨的材質，讓刀具的使用更加長久，節約維修的成本。刀具優化的目標，盡可能圍繞質量、能耗、成本以及效率幾個方面進行考慮[1]。

三、數控加工工藝對刀具優化設計的影響

（一）加工刀具的安裝位置要適當

在數控加工的實際開展中，刀具磨損是經常遇到的一種情況，若是檢查的結果出現工件表面有振紋的情況，就說明刀具安裝為位置是存在問題的。刀具位置直接影響到加工的質量和進度。因此要對刀具位置進行嚴格的控制，刀尖以及工件軸線需要保證位置適當[2]，否則就會導致在切削的時候出現振動，從而讓刀具受到損傷，對加工進程也會有直接的影響，因此對刀具進行安裝的時候，一定要保證安裝足夠牢固以及適當，將墊片的前端對其，然后結合刀具的加工進度對車削直徑工件的情況進行考慮，對刀尖探出的程度進行控制，防止剛度差的情況發生，讓工件的表面無法達到足夠的精度，或者是出現打刀和扎刀的問題。另外要用一些方法提升刀具安裝的穩定性，如可以擦拭墊片。

（二）選擇加工刀具的種類

在數控加工中有諸多種類的加工刀具，不同的加工刀具有不同的特點，為了達到質量以及效率上的優化目標，在加工刀具的實際選擇中，需要保證加工刀具與車床加工有足夠的適應性，要求符合各類加工特征，選擇合適的加工刀具材質。另外，為了讓加工刀具的安裝以及調整足夠便捷，提升加工刀具管理的效率，要注意提升加工刀具的通用化以及標準化，小型或者螺紋的加工刀具，還有多功能加工刀具，因為刃磨比較便捷，精度出色，有著不錯的剛性，制造也更加便捷，因此這類加工刀具是進行整體式車刀加工的選擇。焊接式加工刀具的結構比較簡單，在進行選擇的時候更加系統，因此要對被加工特點進行全方位的考慮[3]。

（三）確定加工刀具材料

選擇加工刀具的材料，對加工成本有非常大的影響，結合工件的材料以及工藝，還有鉆頭的頭部以及材料都要進行適當的改進。加工刀具的精度還要進行適當的優化，如精鏜刀在精密微調方面是最佳的選擇，通常刀頭的材料是硬質合金，為了將加工刀具材質的性能發揮出來，可以避免因為切削堵塞，讓鉆頭出現被折斷的情況，防止硬質合金，要對被切削工件的情況進行準確把握，避免對材料造成浪費。一些工件形狀非常復雜，對加工刀具的速度有著嚴格的要求，并且要求一定的耐磨性，或者是加工難，要采用高效的高速鋼材質加工刀具。

（四）確定加工刀具的直徑和長度

通常情況下已經加工的部分，不與加工刀具的光桿部分碰撞，但是在切削的長度比加工刀具現階段切削的深度小的時候，就會出現磨具下滑以及精度不足的情況，在對工件開展精加工的時候，為防止刀尖出現穩定性不足的局面，或者是加工刀具出現振動影響加工的精度的情況。這個時候需要適當振動長度，對加工刀具進行選擇的時候要有所側重。理論上到刀架和工件之間要保持適當的距離，這也是控制精度的一個重要的方面。加工刀具的實際選擇中，直徑以及長度是重要的指標，要結合實際加工的需求，對加工刀具的這兩個參數進行確定，選擇合適的加工刀具可以讓加工過程更加穩定，產品的加工精度會達到更加理想的水平，因此要注重對直徑以及長度的規劃，考慮到各方面的因素。

（五）加工刀具的結構優化

為了防止出現裝夾誤差，保證工件的表面精度以及相互位置，在加工刀具的實際選擇中，要注意結構的優化。要盡量避免使用一些結構非常復雜的加工刀具，在加工刀具的選擇中，減少一些旋轉刀架的使用，避免因為加工刀具的磨損導致加工生產被中斷的情況，同時要盡量降低維修的難度。加工刀具要進行適當的結構優化，在對加工刀具展開應用的過程中，需要注重對加工刀具狀態的觀察，若是發現加工刀具有嚴重磨損的情況，就要及時進行換刀，避免對加工質量造成影響。

（六）加工刀具的有效補償

在實際加工中，為了保證加工工件的實際質量以及機床的功效，需要保證對加工對象進行更換的過程中進行加工刀具補償的問題。在實際的加工中，加工刀具位置與理論位置其實是有檢查的，加工刀具的實際位置要進行刀具補償，從而將偏差彌補，要不斷對加工程序進行調整，更換加工刀具的時候要對補償值進行適當的調整。

總之，數控加工為生產力的提升做出諸多的助力，而對加工刀具也是有諸多的影響，要進行適當的刀具優化，促進生產效率以及質量的提升，滿足社會生產的實際需求。因此要對加工刀具展開合理的優化。

參考文獻：

[1]張亞果，姚占虎.超大直徑盾構穿越長江上軟下硬地層刀具配置和優化研究與應用[J].現代隧道技術，2018，55（2）：180-188.

[2]李建生.收割機攪龍五軸數控加工刀具路徑規劃：基于UG仿真和曲線插補[J].農機化研究，2018，40（7）：211-215.

[3]魏效玲，侯自敬.PCBN刀具在高速干硬切削GCr15時切削性能分析及切削參數優化[J].煤礦機械，2017，38（2）：65-67.

編輯 王 敏