機(jī)械數(shù)控加工中刀具高效使用方案

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摘要：近幾年我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)不斷創(chuàng)新優(yōu)化，并且在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也為各種精密零件加工帶來(lái)幫助。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中刀具消耗量較高，導(dǎo)致成本支出無(wú)法得到控制。所以在發(fā)展過(guò)程中，為進(jìn)一步提高機(jī)械數(shù)控加工的合理性，保證刀具能夠得到合理應(yīng)用，就需要對(duì)刀具高效使用問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分析，并制定出相應(yīng)解決方案。文章對(duì)機(jī)械數(shù)控加工過(guò)程中刀具高效使用優(yōu)化進(jìn)行總結(jié)分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械數(shù)控；高效使用；刀具；措施

在生產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大的背景下，各生產(chǎn)單位的關(guān)注重點(diǎn)已經(jīng)不僅僅局限于如何提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量，更多的是對(duì)生產(chǎn)成本支出控制的關(guān)注。特別是對(duì)機(jī)械數(shù)控加工的成本控制，因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)刀具無(wú)法合理應(yīng)用導(dǎo)致成本受損的問(wèn)題，所以在實(shí)際工作中就需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)刀具無(wú)法合理應(yīng)用的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，并制定出相應(yīng)解決方案，進(jìn)而合理幫助企業(yè)控制成本支出。

1機(jī)械數(shù)控刀具的特點(diǎn)

若要進(jìn)一步整理出如何提高刀具的使用效率，降低成本，就需要對(duì)機(jī)械數(shù)控刀具的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，本文結(jié)合實(shí)際情況對(duì)機(jī)械數(shù)控刀具的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析。首先對(duì)刀具的剛性層面進(jìn)行深入總結(jié)分析。在機(jī)械數(shù)控操作過(guò)程中極有可能會(huì)出現(xiàn)刀具振動(dòng)與傾斜的問(wèn)題，所以為了避免刀具因?yàn)檎駝?dòng)或是傾斜而損耗，就需要結(jié)合實(shí)際情況去選擇剛性較強(qiáng)的刀具，若是刀具剛性較差就會(huì)直接影響到機(jī)械數(shù)控正常操作。因此在實(shí)際工作中就需要將這一問(wèn)題重視起來(lái)，那就是如何挑選合適的刀具。在刀具挑選過(guò)程中要重視以下幾點(diǎn)，首先一定要選擇切割性能較強(qiáng)的刀具；其次要選擇壽命長(zhǎng)的刀具以提高其使用效率，與此同時(shí)刀具還需要具備一定的精準(zhǔn)度，以免在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)產(chǎn)品損耗；最后就是刀具在操作過(guò)程中一定要具備自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，只有這樣才能保證刀具在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中能夠更加高效[1]。在總結(jié)過(guò)程中還需要對(duì)刀具的可靠性進(jìn)行分析，在實(shí)際刀具挑選過(guò)程中還需要將以下兩點(diǎn)重視起來(lái)，即模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化這兩個(gè)特殊層面。在選擇刀具時(shí)一定要認(rèn)真對(duì)刀具的多方面因素進(jìn)行分析，例如在切割一些特殊零件或是材料時(shí)其切割方式是否滿足基本切割需求，一般情況下為了保證刀具切割能夠滿足基本需求，企業(yè)都會(huì)選擇應(yīng)用質(zhì)地較為堅(jiān)硬的合金刀，若是需要對(duì)特殊材料進(jìn)行切割或是遇到特殊情況，還需要選擇涂層的刀具和高速鋼材料刀具，最重要的就是在刀具選擇過(guò)程中切忌不要選擇形狀特殊的刀具，更不要選擇容易出現(xiàn)斷刀情況的刀具，因?yàn)榈毒呷羰浅霈F(xiàn)了問(wèn)題就會(huì)直接影響到實(shí)際操作。在實(shí)際操作過(guò)程中還需要相關(guān)工作人員學(xué)會(huì)辨別不同的刀具，同時(shí)還需要對(duì)刀具的特點(diǎn)了如指掌，通過(guò)這樣的方式來(lái)提高刀具應(yīng)用的合理性，避免出現(xiàn)在對(duì)粗糙材料切割時(shí)應(yīng)用精密刀具造成損耗的情況，若是遇到特殊情況需要同時(shí)應(yīng)用不同的刀具，一定要明確刀具應(yīng)用的先后順序，首先需要利用精細(xì)刀具進(jìn)行精加工，隨后再利用粗劣刀具進(jìn)行后續(xù)加工。在長(zhǎng)時(shí)間使用刀具后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在使用過(guò)程中磨損或是缺口的情況，為了進(jìn)一步降低成本支出，在發(fā)現(xiàn)刀具出現(xiàn)問(wèn)題后，就需要結(jié)合實(shí)際情況去應(yīng)用刀具，并進(jìn)行定量切割。此外還需要將刀具系列化問(wèn)題重視起來(lái)，刀具之間存在系列化應(yīng)用的規(guī)律，所以在實(shí)際加工操作過(guò)程中就需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)刀具進(jìn)行系列化管理，其目的不僅僅是為了更好地開(kāi)展工作，同時(shí)也是為了更好地對(duì)刀具進(jìn)行管理，那么在實(shí)際操作過(guò)程中若要選擇出合適的操作刀具，就需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析，分別是機(jī)床、材料、操作和工序等，在工作中還需要將這一問(wèn)題重視起來(lái)，那就是在保證以上幾點(diǎn)的同時(shí)還需要選擇能夠滿足操作需求的刀柄，只有這樣才能進(jìn)一步提高機(jī)械數(shù)控加工的精確度[2]。

2機(jī)械數(shù)控加工時(shí)刀具的高效率使用

2.1采納鉆削的概念

各單位若要進(jìn)一步提高刀具應(yīng)用合理性，就需要結(jié)合實(shí)際情況去選擇合適的加工技術(shù)，并解決技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)這樣的方式來(lái)提高刀具應(yīng)用效率與質(zhì)量。為此各單位在實(shí)際工作中可以將鉆削加工方式應(yīng)用起來(lái)，該加工方式主要就是應(yīng)用鉆頭材料進(jìn)行加工，同時(shí)也是加工孔的基本方式，該工藝應(yīng)用場(chǎng)地較為廣泛，如鉆床、車(chē)床和鏜床等。本部分以PCB專(zhuān)門(mén)電焊接質(zhì)地堅(jiān)硬的合金材料所做成的鉆頭舉例，進(jìn)而對(duì)鉆削工藝進(jìn)行深入介紹。在傳統(tǒng)加工過(guò)程中，經(jīng)常需要長(zhǎng)時(shí)間在固定的轉(zhuǎn)速與進(jìn)給條件下進(jìn)行切割，這就會(huì)導(dǎo)致刀具承受壓力，同時(shí)其切削平面也會(huì)因?yàn)椴牧喜煌霈F(xiàn)切割壓力，再加上材料在切割過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)彈性力，所以在此時(shí)若是材料壓力增加，就會(huì)導(dǎo)致刀具隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)出現(xiàn)塑性變形。若是此時(shí)材料還可以繼續(xù)承受刀具塑性變形帶來(lái)的壓力，那么大多數(shù)經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間擠壓或是已經(jīng)完成切割的零件就會(huì)在基板掉落，同時(shí)形成巖屑，最終完成切割工作，這一流程就是基本鉆削切割方法。雖然這一加工方式看似簡(jiǎn)單，但是在應(yīng)用這一方式進(jìn)行加工時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，那就是在長(zhǎng)時(shí)間加工過(guò)程中刀具切割導(dǎo)致其熱量不斷攀升，最終影響到加工質(zhì)量，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備工作質(zhì)量受到影響。若要對(duì)刀具切割熱量產(chǎn)生的原因進(jìn)行總結(jié)分析可以了解到，導(dǎo)致這一問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因就是在實(shí)際操作過(guò)程中隨著切割時(shí)間的不斷增加，刀具來(lái)回的摩擦次數(shù)增加，進(jìn)而產(chǎn)生大量熱量，這就會(huì)引發(fā)出熱量攀升的問(wèn)題，并且在刀具長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用過(guò)程中其損耗也會(huì)增加，產(chǎn)品質(zhì)量也就會(huì)隨之下降[3]。所以在實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中，就需要將刀具的磨損問(wèn)題重視起來(lái)，并結(jié)合實(shí)際情況將刀具磨損規(guī)律總結(jié)出來(lái)，通過(guò)這樣的方式來(lái)控制加工時(shí)間，這樣就能夠保證刀具使用壽命得到延長(zhǎng)，同時(shí)降低其損耗問(wèn)題出現(xiàn)的概率見(jiàn)表1。

2.2優(yōu)化刀具的研磨

在日常工作中工作人員經(jīng)常會(huì)對(duì)刀具進(jìn)行研磨，其目的就是為了將刀具上的磨損去除，以保證機(jī)械設(shè)備能夠正常應(yīng)用，并提高加工效率與質(zhì)量。但是刀具在經(jīng)歷過(guò)多次研磨后，其使用壽命就會(huì)受到影響，同時(shí)在下一次使用后磨損度也會(huì)增加，磨損程度增加后摩擦力就會(huì)增加，進(jìn)而產(chǎn)生出更多的熱量，長(zhǎng)此以往持續(xù)下去就會(huì)導(dǎo)致機(jī)械振動(dòng)頻率增加。不僅如此，在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用并多次研磨后，孔壁質(zhì)量以及孔位也會(huì)受到影響，大大增加了刀具斷裂的概率。所以為了避免這樣的問(wèn)題，就需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)刀具研磨進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)這樣的方式來(lái)提升刀具使用壽命，同時(shí)還需要對(duì)不同刀具的研磨速度進(jìn)行控制。為此各企業(yè)就需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)的內(nèi)容要以切削刀具研磨規(guī)律為主，根本目的就是保證工作人員在對(duì)刀具進(jìn)行研磨時(shí)能夠控制研磨次數(shù)，因?yàn)槿羰茄心ゴ螖?shù)過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致刀具使用壽命受到影響。同時(shí)還需要工作人員對(duì)不同刀具的研磨規(guī)律明確出來(lái)，因?yàn)椴煌毒叩氖褂妙l率與作用方式都存在一定差異，若是不將這一問(wèn)題重視起來(lái)，而是一味地利用相同頻率對(duì)刀具進(jìn)行研磨，就可能導(dǎo)致刀具因失去作用價(jià)值而造成損耗見(jiàn)表2。

2.3增強(qiáng)對(duì)鉆孔的質(zhì)量管控

為了進(jìn)一步提升機(jī)械鉆孔切削加工效率與質(zhì)量，需要工作人員在實(shí)際操作與加工過(guò)程中將孔位進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，在此基礎(chǔ)上還需要對(duì)孔壁內(nèi)粗糙程度進(jìn)行分析，以及觀察孔洞周?chē)欠翊嬖诿?、釘頭的問(wèn)題，還有在實(shí)際工作中產(chǎn)生燈芯會(huì)發(fā)生怎樣的反應(yīng)，會(huì)不會(huì)在操作過(guò)程中出現(xiàn)大概率斷刀的問(wèn)題等，以上問(wèn)題都是PCB鉆孔需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，只有在實(shí)際工作中將以上問(wèn)題重視起來(lái)，才能進(jìn)一步提高鉆孔工作的合理性與有效性，并保證機(jī)械數(shù)控加工操作工作的質(zhì)量[4]。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)工作人員在實(shí)際工作中還需要將刀平面光滑程度的問(wèn)題重視起來(lái)，在工作中一定要檢查刀平面光滑程度是否能夠滿足相關(guān)加工標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)這樣的方式來(lái)確定刀具的研磨次數(shù)。為此相關(guān)工作人員就需要在設(shè)備每次完成鉆孔后，及時(shí)檢查刀具平面光滑程度。與此同時(shí)，在檢查過(guò)程中還需要對(duì)刀的鋒利程度進(jìn)行整理，因?yàn)樵趯?shí)際操作過(guò)程中刀具是否鋒利會(huì)直接影響到研磨次數(shù)。一般情況下，出現(xiàn)鉆削力的主要原因大多是因?yàn)橹?、副切削刃破損，這就會(huì)導(dǎo)致加工過(guò)程中出現(xiàn)孔粗糙度大、毛刺和斷刀等問(wèn)題。因此在加工過(guò)程中一定要有專(zhuān)業(yè)工作人員對(duì)刀刃完整度進(jìn)行檢查。參數(shù)也會(huì)給刀具研磨次數(shù)帶來(lái)影響，因?yàn)樵陂L(zhǎng)時(shí)間的加工與設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，刀具壽命就會(huì)隨著研磨次數(shù)的增加而減少，并且每一次研磨后都無(wú)法達(dá)到新刀時(shí)的鋒利程度。所以在實(shí)際工作中，相關(guān)工作人員就需要將以上問(wèn)題重視起來(lái)，并制定出相應(yīng)解決方案，進(jìn)而有效提高刀具應(yīng)用的合理性與有效性，提升機(jī)械數(shù)控加工質(zhì)量[5]。

2.4利用新型材料

隨著近幾年我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，越來(lái)越多的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)與材料應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)現(xiàn)代化技術(shù)與材料的應(yīng)用可以進(jìn)一步提高刀具應(yīng)用效率。所以在當(dāng)前這一新時(shí)代發(fā)展背景下，就需要結(jié)合實(shí)際情況去選擇相應(yīng)的材料，進(jìn)而有效提高材料加工的合理性與有效性。本部分對(duì)現(xiàn)代化刀具材料應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)分析。對(duì)現(xiàn)代化新型材料進(jìn)行簡(jiǎn)單分類(lèi)可以分為以下4種，分別是高性能高速鋼材料、硬質(zhì)合金材料、先進(jìn)涂層和超硬刀具材料。下面就對(duì)這4種材料進(jìn)行總結(jié)分析，首先是高性能高速鋼材料，這一材料經(jīng)常被當(dāng)作切削基礎(chǔ)材料，通常被應(yīng)用到數(shù)控刀具中，利用該材料可以有效提升刀具切削效率，同時(shí)還可以進(jìn)一步提升數(shù)控刀具應(yīng)用范圍。其次就是硬質(zhì)合金材料，這一材料具有極強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，主要在于材料具備極強(qiáng)的韌性與抗磨損性，所以也被當(dāng)作主要刀具材料，經(jīng)常被應(yīng)用到的是不銹鋼和鑄鐵。隨著時(shí)代與技術(shù)不斷進(jìn)步，超細(xì)顆粒以及優(yōu)質(zhì)整體硬質(zhì)合金刀具也開(kāi)始被廣泛開(kāi)發(fā)利用，進(jìn)而有效提升了刀具使用壽命與切削速度[6]。與此同時(shí)，先進(jìn)涂層也為刀具高效應(yīng)用帶來(lái)了幫助，隨著近幾年現(xiàn)代化技術(shù)不斷推進(jìn)，涂層技術(shù)受到了重點(diǎn)關(guān)注，并且在應(yīng)用過(guò)程中PVD涂層技術(shù)得到了廣泛關(guān)注與重點(diǎn)應(yīng)用。這一涂層技術(shù)的應(yīng)用可以通過(guò)提高磁場(chǎng)強(qiáng)度、等離子體密度等多種方式來(lái)提高涂層實(shí)用性，并且在進(jìn)一步應(yīng)用過(guò)程中還推動(dòng)了計(jì)算機(jī)全自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。在不斷創(chuàng)新優(yōu)化過(guò)程中，涂層表面亮度與整潔度得到了大大提升，同時(shí)在現(xiàn)代化涂層技術(shù)應(yīng)用后還進(jìn)一步提升了刀具的抗粘結(jié)能力以及耐磨損性能。不僅如此，在現(xiàn)代化涂層技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，為模具開(kāi)發(fā)帶來(lái)了幫助，在涂層技術(shù)應(yīng)用后模具的開(kāi)發(fā)周期逐漸縮短，制造成本也得到了控制。最后就是超硬刀具材料，隨著近幾年我國(guó)對(duì)材料加工要求的不斷提升，硬切削與干切削的要求發(fā)生了轉(zhuǎn)變，同時(shí)其技術(shù)應(yīng)用需求越來(lái)越高，所以為了保證刀具能夠滿足實(shí)際加工需要，超硬刀具材料應(yīng)運(yùn)而生，例如陶瓷類(lèi)刀具就屬于超硬刀具材料，該材料不僅有著極強(qiáng)的抗塑性變形能力，耐熱能力也得到顯著提升[7]。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以了解到，在當(dāng)前現(xiàn)代化機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)不斷深化的背景下，各單位在發(fā)展過(guò)程中應(yīng)如何選擇刀具，同時(shí)也了解到應(yīng)怎樣合理提高刀具使用效率。那么在實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程中，各單位不僅需要重視以上問(wèn)題，還需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)不常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分析，并提高相關(guān)工作人員專(zhuān)業(yè)能力，通過(guò)這樣的方式來(lái)進(jìn)一步提高刀具應(yīng)用的合理性，進(jìn)而為企業(yè)降低成本支出。最重要的就是在實(shí)際工作中，及時(shí)對(duì)刀具進(jìn)行清潔維護(hù)，因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的刀具損耗問(wèn)題大多數(shù)都來(lái)自于未定期維護(hù)刀具，導(dǎo)致刀具老化最終損壞，所以為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量，降低成本支出，就需要合理選擇并應(yīng)用刀具。

作者:周海軍 王天楊 單位:中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司湛江分公司