基于數(shù)控刀具選擇的數(shù)控加工工藝影響分析

鐘陽(yáng)星

摘 要：數(shù)控刀具基于其不同的工藝特征以及特性，在數(shù)控加工生產(chǎn)的過程中，關(guān)于刀具的選擇對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造有非常直接的影響。鑒于此情況，本文將結(jié)合數(shù)控刀具的特征與數(shù)控刀具的不同選擇進(jìn)行討論，深入談?wù)撈溥x擇不同對(duì)于數(shù)控加工工藝造成的影響。

關(guān)鍵詞：數(shù)控刀具;數(shù)控加工工藝;選擇影響;影響分析

前言：數(shù)控刀具即指現(xiàn)代數(shù)控加工過程中效率較高的刀具，各種數(shù)控刀具中以機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀和超硬刀具兩種刀具為代表，它們基本都是應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)加工制造環(huán)節(jié)的切割工具。在實(shí)際的生產(chǎn)期間，不同的數(shù)控刀具對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)效率有直接的影響。鑒于此，操作人員需要充分結(jié)合不同的情況，選用最適合的刀具，通過這樣的方式保證后期生產(chǎn)作業(yè)能夠達(dá)成生產(chǎn)任務(wù)，保障加工機(jī)床設(shè)備能夠展現(xiàn)出其應(yīng)有的功能和精度。

1.簡(jiǎn)述數(shù)控刀具

數(shù)控刀具的產(chǎn)生其實(shí)就是將數(shù)控技術(shù)向機(jī)械化發(fā)展的變現(xiàn)，與傳統(tǒng)刀具技術(shù)相比，數(shù)控刀具可以自行更換刀片，并且大力提升了刀具的質(zhì)量，保證其高標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上高效率的進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。因此，數(shù)控刀具的生產(chǎn)廠家需要將其生產(chǎn)流程與實(shí)際需求相結(jié)合，開發(fā)更加具有針對(duì)性的刀具模型，越是適應(yīng)市場(chǎng)需求的刀具模型，越能受到市場(chǎng)的廣泛推廣。數(shù)控刀具的生產(chǎn)廠家還可以依照客戶的具體需求參考，調(diào)整刀具的參數(shù)至合適的范圍。

相比而言，傳統(tǒng)刀具的使用方式更加直接，雖然數(shù)控刀具必須要與自動(dòng)化機(jī)械共同使用。但是，數(shù)控自動(dòng)化設(shè)備上的自動(dòng)換刀裝置能夠準(zhǔn)確而快速的進(jìn)行更換刀具的操作，能夠大幅提升整體生產(chǎn)效率。但是需要注意的是其選刀工作，刀具必須將產(chǎn)品要求與機(jī)床設(shè)備情況相結(jié)合，這樣才能便于日后的數(shù)據(jù)化管理工作。

2.數(shù)控刀具的特點(diǎn)

2.1刀具的經(jīng)濟(jì)效益以及耐用度

通常數(shù)控加工中選擇刀具最重要的一項(xiàng)指標(biāo)就是刀具的持久性和耐用度。在刀具的生產(chǎn)過程中，由于其材料的細(xì)微差別，對(duì)于刀具的質(zhì)量必定會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，可能會(huì)出現(xiàn)基體、涂層不良等情況。由此，即便其生產(chǎn)環(huán)境是完全相同的，但是刀具的質(zhì)量還是可能會(huì)出現(xiàn)輕微的差別，例如耐久性等性能。從數(shù)控生產(chǎn)的角度而言，其刀具的耐久性以及可靠性都有明確的指標(biāo)，通常其不能低于標(biāo)準(zhǔn)的0.95左右。

2.2刀片或刀具削切方式進(jìn)行控制

一般在機(jī)床加工的過程中，主要通過刀具進(jìn)行生產(chǎn)工作，數(shù)控機(jī)床一般需要種類較多的刀具進(jìn)行各種削切加工。鑒于此，為了保證刀具使用正確的切削方式，使其在加工過程中順利完成對(duì)應(yīng)的切削任務(wù)，一定要選用正確的數(shù)控加工指令。同時(shí)考慮的還有刀具的加工冷卻問題，除了傳統(tǒng)的外部冷卻以外，內(nèi)冷刀具也不斷被使用到更廣闊的加工領(lǐng)域。此外，要想減少加工中的震刀情況，還可以在刀具制造中加入抗震工藝，使加工工藝水平進(jìn)一步提升。

2.3刀具自動(dòng)更換系統(tǒng)

基于數(shù)控自動(dòng)化器械能夠進(jìn)行自動(dòng)刀具的更換，因此，其規(guī)格、通用性能以及系統(tǒng)化都必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，這樣，能夠大大增加換刀的速度。另外，刀具中必須具備能夠調(diào)整或是對(duì)尺寸進(jìn)行控制的能力，也可以利用自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒吣p的方式，大大降低調(diào)刀的概率。

3.數(shù)控刀具的選擇方式及其影響因素

3.1數(shù)控刀具的選擇

通常選擇刀具的目的，都是為了將生產(chǎn)效率有所提升。通過合理選擇刀具，能夠?qū)⒌毒哔Y源結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，防止刀具資源浪費(fèi)。同時(shí)，還要將刀具的管理機(jī)制進(jìn)行強(qiáng)化，避免刀具被外借后不及時(shí)歸還;刀具的保存方式也要正確，以確保刀具的精準(zhǔn)度不會(huì)遭受影響。在刀具的選擇方面，需要遵循安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試方便的兩大原則，在此基礎(chǔ)上，選擇剛性較強(qiáng)，耐久性以及精確度等各方面性能都比較優(yōu)秀的刀具。刀具的刀柄可以盡量選擇較短的，以保證其剛性充足。

在刀具的選擇過程中，還需要將刀具規(guī)格以及加工零件的尺寸都考慮到位。一般當(dāng)?shù)毒咄度肷a(chǎn)流程后，其零件設(shè)計(jì)中的輪廓加工部分，通常會(huì)選用銑刀;進(jìn)行凸臺(tái)或是凹槽的加工中，其刀具選用高速鋼立銑刀較為合適;將毛坯表面和粗加工孔進(jìn)行加工時(shí)一般會(huì)選擇硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;而立體性較強(qiáng)的工件進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，球頭銑刀或是T形銑刀都是最佳選擇。

此外，還有一種自由曲面加工工藝在進(jìn)行加工的過程中，需要著重考慮其加工精度，由于球頭刀具在進(jìn)行頂部端刃削切時(shí)，其速度為零，所以需要將其削切的刀路設(shè)置的更加緊密一些，通過球頭刀具的有效刃進(jìn)行曲面工藝的精加工工作。

球頭刀具因?yàn)榍邢魉俣纫约凹庸ば识急绕筋^刀具慢，所以，在非曲面的前提下，以平頭刀為首要選擇進(jìn)行工藝加工。另外，刀具的質(zhì)量以及刀具的價(jià)格一般都成正比例關(guān)系，為了將成本控制在有效范圍，所以選擇刀具的時(shí)候要在質(zhì)量良好的條件下，選擇較為經(jīng)濟(jì)的刀具。

3.2影響數(shù)控刀具選擇的因素

在進(jìn)行刀具的選擇時(shí)，下述幾項(xiàng)同樣影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素必須要重點(diǎn)關(guān)注：第一，數(shù)控加工設(shè)計(jì)的前期規(guī)劃;第二，刀具加工生產(chǎn)的主要性質(zhì)如何;第三，刀具對(duì)接的機(jī)床是什么作用;第四，產(chǎn)品的大小以及形狀;第五，產(chǎn)品外表的粗糙度;第六，產(chǎn)品的精度要求;第七，加工產(chǎn)品的原料屬性。

另外，還需要考慮其他問題，例如生產(chǎn)中使用的刀具類型以及規(guī)格等信息能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求;刀具的材料能否適應(yīng)產(chǎn)品的材料;刀具的切割性能是否足夠使用;其精準(zhǔn)度以及耐久性是否達(dá)標(biāo);其斷屑以及排屑能力情況。

4.數(shù)控刀具選擇差別對(duì)于加工工藝的影響

數(shù)控加工工藝對(duì)生產(chǎn)加工的質(zhì)量和產(chǎn)量有很直接的影響，刀具的選擇則能夠影響數(shù)控加工的工藝水平，鑒于此種情況，選用適宜的數(shù)控刀具能夠有效提高機(jī)加工藝的控制水平。關(guān)于刀具的選擇，能在一定的方面決定生產(chǎn)水平以及產(chǎn)品的質(zhì)量。若是選擇的刀具不合理，不但會(huì)加速刀具的磨損情況，還會(huì)對(duì)刀具的通用性以及精準(zhǔn)度都造成不利影響。在進(jìn)行機(jī)械加工生產(chǎn)的過程中，若想保證加工環(huán)節(jié)的順利展開，那么選擇合適的刀具是必須的。因此，在實(shí)際的加工過程中，相關(guān)人員需要將刀具的選擇以及產(chǎn)品生產(chǎn)工藝容易受到影響的因素進(jìn)行充分的考慮，然后進(jìn)行具體的選擇，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的需求?？梢詮南率鰩追矫嫒胧帧?/p>

4.1對(duì)加工零件的數(shù)量進(jìn)行分析

若是工廠承接的產(chǎn)品訂單數(shù)量太過龐大，想要控制其生產(chǎn)成本，則可以在刀具的選擇上慎重考慮，結(jié)合訂單數(shù)量較多的特點(diǎn)，選用復(fù)合型功能性較高的專用刀具;若是其訂單的數(shù)量較小，就需要與實(shí)際生產(chǎn)需求結(jié)合，選用耐久性能和通用性較強(qiáng)的刀具，達(dá)到更好的控制成本造價(jià)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約的目標(biāo)。

4.2選用合適類型的機(jī)床

機(jī)械生產(chǎn)加工的過程中，除了要考慮刀具的適配性，還要注意刀具系統(tǒng)與設(shè)備機(jī)床之間的對(duì)接配合度，根據(jù)產(chǎn)品的特征、要求、產(chǎn)能、節(jié)拍去有針對(duì)性的選用對(duì)應(yīng)的加工設(shè)備。鑒于此，選擇刀具時(shí)，產(chǎn)值和產(chǎn)能高的設(shè)備加工工藝，必須選配高質(zhì)量、高精度、高效率的復(fù)合型專用刀具;其次，對(duì)于產(chǎn)值高、要求高但產(chǎn)量不高的設(shè)備加工工藝，我們要選配能夠精準(zhǔn)完成加工任務(wù)、充分體現(xiàn)機(jī)加工藝水平的高標(biāo)準(zhǔn)刀具。充分考慮刀具與產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)、尺寸精度、材料特性以及其他因素，選配最適用的刀具。優(yōu)良的配刀鏈接，能夠直接體現(xiàn)在操作層面上的最優(yōu)化表現(xiàn)，對(duì)于編程順利展開;刀路最簡(jiǎn)化;操作員調(diào)機(jī)率;機(jī)床機(jī)臺(tái)的節(jié)拍調(diào)節(jié)等等，都有關(guān)鍵的支持支撐作用。能夠保證刀具、設(shè)備、產(chǎn)品、人員、程序等的機(jī)加工藝元素暢順的融合，產(chǎn)品產(chǎn)出達(dá)到現(xiàn)代化工業(yè)4.0的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4.3加工表面的精細(xì)度以及粗糙度要求

在選擇刀具期間，其產(chǎn)品表面的精度也是需要考慮的重點(diǎn)。若是產(chǎn)品的加工對(duì)于其表面的精細(xì)度以及粗糙程度的要求都高于普通標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員就需要在選擇刀具時(shí)重點(diǎn)關(guān)注其標(biāo)準(zhǔn)是否能達(dá)到產(chǎn)品的工藝標(biāo)準(zhǔn)，保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量符合要求。例如在毛坯加工時(shí)，粗加工可以使用粗疏齒銑刀進(jìn)行，精加工可以切換細(xì)密齒銑刀進(jìn)行。通過切換刀具來達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝要求。另外，不同產(chǎn)品的原料也會(huì)約束刀具的選擇，一些材料需要使用指定的刀具進(jìn)行操作，產(chǎn)品原料也是影響刀具選擇的重點(diǎn)。因此，產(chǎn)品的原料、硬度以及精度都要在選擇具體的刀具前充分的進(jìn)行了解。通過加強(qiáng)對(duì)數(shù)控刀具選擇的合理性，防止刀具出現(xiàn)意料之外的損傷，使得產(chǎn)品的加工質(zhì)量遭受影響。如此還能有效控制成本，增加整體的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語(yǔ)：通過上述情況可知，在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工階段，對(duì)于數(shù)控刀具的選擇，與數(shù)控加工廠生產(chǎn)的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率都有直接的聯(lián)系。生產(chǎn)加工實(shí)際操作環(huán)節(jié)，需要技術(shù)工程人員根據(jù)實(shí)際情況確定刀具的選擇指標(biāo)，由此選擇合適的刀具，保證生產(chǎn)工作的有序開展。鑒于這樣的情況，技術(shù)工程人員需要將各種類型刀具的特點(diǎn)以及屬性等信息完全掌握，只有如此才能根據(jù)生產(chǎn)工況，配用性能最合適的刀具投入生產(chǎn)中。提升所選刀具的合理性，能夠有效提升企業(yè)生產(chǎn)加工的質(zhì)量，還可以幫助加工機(jī)械更順利的進(jìn)行后續(xù)的生產(chǎn)制造工作，起到良好的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙傳生.基于數(shù)控刀具選擇的數(shù)控加工工藝影響分析[J].設(shè)備管理與維修，2020（20）：68-70.

[2]蘇蒙.數(shù)控刀具對(duì)數(shù)控加工工藝的影響分析[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（14）：85.

[3]何志昌.基于數(shù)控刀具選擇的數(shù)控加工工藝影響分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（06）：89-90.

[4]郝惠東.基于數(shù)控刀具選擇的數(shù)控加工工藝影響分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（24）：51.