探討機械數控加工過程刀具的應用

李玉龍

（湖南生物機電職業技術學院，湖南 長沙 410128）

0 引言

在機械數控加工中，影響刀具應用效果的主要因素有刀具類型、刀具研磨以及刀具使用壽命等。要想獲得最為理想的加工效果，就需要根據具體的加工內容、加工要求等合理選擇最合適的刀具，如此才能保證產品加工質量。下面結合實際，就刀具在機械數控機床中的應用做具體分析。

1 機械數控加工中刀具使用要求分析

1.1 刀具剛性

刀具是機械數控加工中的一項重要工具，承擔著切削、加工等重要責任。在機械數控加工中選擇與應用刀具時，必須保證刀具的剛性滿足標準要求，以免刀具在加工過程中出現傾斜、振動等問題，避免整個機械數控加工過程受到影響[1]。

1.2 刀具壽命

除了刀具要有較強的剛性外，刀具的使用壽命也是必須要考慮的一項因素。一般來說，要想盡可能降低產品加工成本，提高數控加工經濟效益，就需要選用具有較長使用壽命的刀具，從而減少刀具的維修與更換次數，達到降低經濟成本、提高經濟收益的目的[2]。

1.3 刀具的精密性

在選用刀具時也需要對刀具的精準性進行考慮，要選擇具有較高加密精度的刀具，這樣才能保障產品的加工質量達到標準要求。在選用刀具時有關人員需要對幾種類型的刀具進行精密度檢測，通過檢測選出性能質量最優的刀具，以保證最終的加工效果能達到預期目標。

1.4 刀具材質

在選擇與應用刀具時要根據機械數控加工特點、加工要求等合理選擇合適材質的刀具。如對一般的切削加工作業可選擇合金刀，對在有特殊要求或情況的加工作業中可選用涂層的刀具和高速鋼刀具的材料。在選擇刀具時要盡可能避開一些可能產生偏位、斷刀等問題的刀具，要保證刀具選擇的科學性與合理性，要確保刀具能在機械數控加工中發揮出最大的作用[3]。

2 機械數控加工中刀具的應用要點

2.1 精密切屑加工

在機械數控加工中，刀具起著至關重要的作用，如在對產品進行精密切削加工時，就需要通過操作刀具讓材料產生滑移、擠壓以及斷裂，最終達到加工目的。在加工過程中若能合理控制、科學操作刀具，工業產品的加工精度能達到0.1微米以下。在精密切削加工過程中，刀具切削刃的刃口圓弧承擔主要的切削功能，在加工過程中能否從加工材料上切下切屑，主要取決于刀具刃口圓弧處被加工材料質點受力情況。在應用高精度刀具對產品進行加工時，需仔細檢查刀具精密度以及運行狀態，確保刀具不存在故障。另外，在正式加工過程中對溫度、剛度等參數進行控制，從而保證產品加工精度能達到標準要求[4]。

2.2 微細加工

在機械數控加工中元器件的微細加工也主要是通過刀具完成。以刀具為基礎的微細加工似乎能在狹小的空間內進行作業，并且在加工過程中也不會受到工作對象、工作環境等的干擾，可有效保障產品加工精度。運用刀具對產品進行微細加工時，需要高度重視晶粒子在整個加工過程中的作用。在進行切削加工時，因為工件的尺寸比較小，因此剛度、強度也相對較低，這就要求操作人員在操作時要合理控制吃刀量，避免工件受損。在切削時也需要對工件表面切除層厚度進行控制，要保證工件加工精度達到標準要求。在對工件進行切削加工時，切削力要超過晶體內部非常大的原子、分子的結合力，并且根據具體的切削加工要求適當提高刀刃承受的切應力。

3 機械數控加工中刀具優化應用措施

3.1 做好刀具應用技術提升

盡管近年來刀具的制作技術、應用技術都在不斷發展進步，刀具應用效果明顯提升，但與發達國家相比，我國機械數控加工中刀具的應用技術還有很大提升空間。在新的發展時期，相關企業與部門要能結合時代特征、根據產業與行業發展需求進一步優化刀具制造與應用技術，提升刀具應用水平。具體可順應時代發展需求，運用現代科技優勢將刀具加工技術體系進行優化，于刀具加工體系中科學引進電子信息技術、人工智能技術、大數據技術等，利用這些先進的科技手段提高刀具加工精度，提升刀具在應用過程中的自動化與智能化水平，讓刀具得到更充分合理地使用[5]。

3.2 做好刀具研磨處理

研磨刀具主要是將刀具上因為使用而出現磨損的部位去除，讓刀具重新恢復良好性能。結合實踐經驗可知，刀具在使用過程中都會出現一定程度的磨損，且刀具的磨損程度與使用時間成正比，使用時間越長的刀具，它的磨損問題也會更加嚴重。刀具的磨損問題會影響刀具精度與加工效率，同時也會影響加工能耗。這是因為當刀具出現較為嚴重的磨損后，刀具與加工元器件之間的摩擦力也就會更大，隨著摩擦力的變化，加工速度隨之減緩，加工能耗也明顯上升。

此外經調查發現，一些刀具在出現磨損問題后還會引起刀具孔壁質量與孔位位置改變，進而大大降低產品加工精度，使產品質量達不到標準要求。鑒于此，在將刀具應用于機械數控加工時就必須重視與做好刀具的磨損處理，根據刀具的磨損程度對刀具進行研磨，將刀具上薄厚不同的磨損層去除，以此提高刀具的鋒利度，提高刀具加工速度與加工精度。在對刀具進行研磨處理時需要注意：研磨次數需科學合理，不能出現過度研磨問題，如果研磨過度會直接導致刀具變薄，使用壽命縮短，進而造成機械加工成本增加，經濟收益下降。在研磨過程中需先對刀具的實際磨損情況做詳細價差與分析，根據刀具的實際情況把控好研磨的質量和次數，避免切削刀具的二次損傷[6]。

3.3 做好鉆孔檢查與處理

在機械數控加工中使用刀具時還應對鉆孔質量做嚴格管理，通過提高鉆孔質量來提升刀具的應用效果。結合實踐經驗可知，機械數控加工環節中的鉆孔位置、孔壁粗糙程度以及孔洞周圍的毛刺情況等都會對刀具的切削速度、切削精度等產生一定影響，為此在加工期間要能根據相關圖紙以及要求合理控制鉆孔質量，從而保證刀具切削加工的順利完成。具體的鉆孔質量控制措施如：在每次結束鉆孔后都安排專業技術人員依照有關標準對鉆孔進行檢查，查明孔洞內部是否光滑、孔洞周圍是否有過多毛刺等，進而推斷出刀的平面光滑度是否正常，刀的鋒利程度是否正常等，判斷出是否需要對刀具進行研磨處理以及需研磨多少次等。

一般來說，鉆削的切削力是否平衡都取決于刀具的運行狀態是否正常，如果刀具在加工過程中出現異常使元器件受損，那么鉆削的切削力就無法達到平衡，并且還會狐仙其它的質量問題，如毛刺、切削偏位等。因此在使用刀具進行加工時必須提前仔細檢查刀刃狀態是否良好，如果刀刃存在問題就需及時對刀刃進行處理，要讓刀具保持良好的工作狀態。在刀具加工過程中如果出現精度偏差等問題，就需要及時查明誤差原因，借助增量動態模型，并基于溫度、振動頻次等參數找到誤差來源，明確刀具與加工誤差之間的關系，在此處上對刀具加工參數等進行調整，讓刀具加工精度達到標準要求。

3.4 其它優化措施

在將刀具應用于機械數控加工時，可運用現代信息網絡技術、計算機技術對刀具的運作過程進行動態監測與調控，讓刀具加工規程得到規范與優化[7]。

4 結語

綜上所述，刀具在機械數控加工中發揮著重要作用，優化刀具應用對于提升機械數控加工精度、加工進度，降低機械數控加工成本等具有重要意義。近些年來，我國機械數控加工技術飛速發展，刀具應用效果也不斷優化，但與此同時，刀具在使用過程中也還存在一些問題。鑒于此，需結合時代特征，進一步加大對刀具的研究與優化，讓刀具在機械數控加工中發揮出更大的作用。