戴晓英

（苏州高等职业技术学校 机电工程系，江苏 苏州 215000）

关于机械数控加工过程中刀具的合理使用控制与研究

戴晓英

（苏州高等职业技术学校 机电工程系，江苏 苏州 215000）

以更低的成本换取更高的效率是当今制造业提高盈利的主要手段之一，先进的技术对降低生产成本、提高生产效率都有着极大作用，因而制造业对于先进技术的研究非常重视。对机械数控加工而言，合理使用刀具能有效减少生产浪费，提高生产效率。文章以机械数控加工过程中的刀具作为研究对象，对其在这一过程中的合理使用进行分析与研究。

机械数控加工；刀具；合理使用

1 刀具使用特点及钻削原理

（1）刀具特点。在机械数控加工中，使用的刀具一般具有刚性大、装换性强、规格标准化的特点。首先数控加工中对刀具刚性强度要求较高，因为刚性较低的刀具在加工过程中会产生振动或者倾斜，加剧刀具乃至机器磨损，更会影响加工精度。另外由于刀具是安装在刀库上的，所以必须严格按照标准规格生产，才能安装在机器上投入生产。

（2）刀具钻削原理。钻削是指刀具在机械数控加工过程中的运动方式，在机器的运作下，刀具的切削面会对材料产生一股挤压力，当这种挤压力超过了材料强度时，就会使材料在切削面产生分离断落。由此可知，在进行数控加工时，刀具的强度必须要大于材料强度，否则无法完成钻削工作。

2 刀具磨损情况

在刀具使用过程中，有许多因素都会导致刀具产生不同程度的磨损，从而导致刀具使用寿命降低。在这个过程中，刀具与材料的切削面会产生非常大的切削热，这种热量是由切削面及切屑与刀具产生高速滑移而产生的能量和摩擦转化而成。通常情况下，有八成的热量会被切屑带走，而余下的两成热量则传入到刀具之中，使得刀具表面及内部的温度急剧升高，热量和温度是造成刀具磨损的根本原因。刀具磨损度增加之后，切削热也会相应增加，随之导致机械振动和摩擦加剧，又恶性循环地加剧刀具磨损。另外，刀具的磨损情况也与加工的材料息息相关。当加工材料的强度较大时，在切削过程中产生的摩擦及钻屑热相对更大，会加剧刀具的磨损。当刀具磨损达到一定程度时，继续将刀具用于数控加工之中会严重影响加工精度及质量，也会大大增加断刀率。

3 刀具使用控制方法

刀具的磨损对数控加工过程极其不利，严重者还会导致刀具断裂、加工成品残次率过高，因此加强刀具使用控制十分重要。

（1）判断刀具磨损情况。刀具磨损是刀具在长时间数控加工之后不可避免的情况，对刀具磨损情况进行判断并及时进行更换、返修是减轻刀具磨损所造成后果的重要方式。刀具磨损类型多种多样，有后刀面磨损、刻划磨损、切削刃磨钝等多种类型。无论是哪种形式，只要从刀具寿命表、观察加工过程、观察切屑颜色和形状、观察加工件表面、听加工声音及观察机床负载等方面入手，就能对刀具磨损严重程度有个基本判断，从而决定是否应当进行刀具的更换或者返修。

（2）注意对刀具的保养。对机械数控刀具的保养，主要着重于保养刀刃，要想刀具拥有良好的工作性能，必须保证刀刃足够锋利及其刃面足够光滑。要想在数控加工过程中保证钻削的平稳进行，那么刀具切削刃必须要完好、锋利。如果刀具不够完好，出现了破损情况的话，那么在使用过程中会引起钻削力不够平衡，从而导致偏位、钉头、钻孔过于粗糙、毛刺甚至断刀的情况。

（3）调整刀具参数。在刀具使用一段时间之后，无论怎么保养，其性能总会比新刀具有所降低，但为了降低生产成本，不可能在刀具磨损前就将其丢弃而使用新刀具。这时要在使用旧刀具的情况下尽可能不影响数控加工精度与效率，就需要对就刀具参数进行调整，使其达到它能达到的最佳性能。因此，在刀具每次研磨之后，应当有相应的选别控制体系对其进行选别，再在此基础上调整钻孔参数，使其能与刀具相适配。另外，由于刀具使用一段时间后有了一定的磨损，在进行数控加工时，其切削力会稍有下降，同时会伴随着摩擦力的增加。

（4）完善管控体系。当刀具出现返修的情况时，下次研磨刀具就会使用返修刀具的当前研磨次数作为可研磨量，所以加强对研磨次数的管控，能从根本上控制返修率。另外钻孔工作站需要加强对出库刀具的复检及加工产品质量的确认，避免刀具的滥用。只有完善了这种出库、返修刀具及加工产品的管控体系，才能确保机械数控加工每一个环节不会出现纰漏。

4 结语

在降低成本的同时提高效率是现代工业关注的焦点，随着生产竞争的日益激烈，利用科学方法来完成这一目标也就显得格外重要。在机械数控加工过程中，要做到合理使用刀具，必须对刀具本身及其工作原理有充分认识，再分析其在加工过程中受到哪些因素的影响。只有这样，才能对合理使用刀具做出正确的判断并提出科学的建议。希望文章关于这一问题的研究能对我国数控加工过程中刀具的合理使用控制起到帮助。

[1]张凌云.机械数控加工过程刀具高效使用优化探讨[J].山东工业技术，2017，（19）：66.

戴晓英（1980-），女，江苏如东人，大学本科，讲师，主要研究方向：先进加工制造技术。