机械数控铣加工过程刀具使用优化探讨

机械数控铣加工过程刀具使用优化探讨

李政澄

贵州群建精密机械有限公司   贵州省遵义市   563000

摘要：世界经济的进步得益于机械化工业的进步，我国的制造能力和经济水平也在随之进步，随着新时代的到来，电子信息技术不断普及，机械加工领域也逐渐走向数控化，这大大提高了机械加工的生产效率和生产质量。数控系统有着很高的精确度，能够确保产品的安全生产，且数控化的应用使自动化生产得以实现，能够节约大量人力资源。数控化的机械加工无疑有着更加强大的市场竞争力，更加符合发展需要。本文结合机械化加工，探究数控技术在其中的应用和意义。

关键词：刀具；切削用量；CAM

引言

随着社会经济的快速发展，对机械制造提出了更高要求，组合机床方式已无法满足市场需求，新型数控机床技术逐渐发展起来。金属切削刀具是机械制造过程中必不可少的一类辅助设备，凭借刀具和工件的相互作用力来切除原材料上的多余金属，将原材料切削加工为特定造型和尺寸的工件，金属切削刀具应用的合理与否，直接影响到工件加工精度与机械产品质量，其重要性不言而喻。现阶段，我国机械制造行业正处于转型升级的关键时期，对金属切削刀具的应用效果进行改进，是进一步提高工件加工精度和生产效率的必由之路，本文就此开展研究。

1 机械数控铣加工过程刀具使用优化的价值

1.1 提高机械加工水平

从国内外机械制造行业的发展历程来看，金属切削刀具的应用与创新，显著推动了整个行业的发展进程，使得机械制造行业迈向了全新发展阶段，行业发展与刀具应用保持着极为紧密的内在联系。例如，在金刚石刀具的基础上研发出了SPDT单点金刚石切削技术，选用纳米单晶金刚石刀具作为切削刀具，把工件形状精度以及表面粗糙度提升到纳米级精度水准，可使用这类刀具加工非球面大型零件、激光核聚变反射镜等精密机械及光学部件，极大地提升了机械加工水平。

1.2 提高机械制造效率

在早期机械制造生产活动中，由于受到工艺技术与工具的限制，普遍由通用机床采取钻、磨等方法来初步加工零件，再由钳工对零件开展修配作业，把大量造型简单的工件组装形成机械设备整机或是单独机构，实际生产效率较低。而如果使用金属切削刀具，就可以直接采取切削加工的方式，切除零件上的多余部分，在短时间内加工成特定造型尺寸的工件，以此来简化钳工修配等生产步骤。同时，得益于金属切削刀具的更新迭代，使用快速切削刀具和精密切削刀具进一步缩短了机械制造周期，可以一次性加工获得造型轮廓复杂的工件。例如在生产航空部件时，可以借助金属切削刀具直接把零件加工为铝合金薄壁构件，无需分别加工若干工件后再进行铆接组装，对机械制造效率的提升有着十分重要的现实意义。

1.3 适应复杂生产环境

在机械制造过程中，现场生产环境较为恶劣，所使用的加工刀具往往会受到相互作用力、高温条件、腐蚀性流体侵蚀和高压条件等诸多因素影响，时常出现刀具变形破裂等质量问题，对机械制造的质量、生产效率和生产成本造成显著影响。例如，从生产效率的角度来看，如果加工刀具频繁损坏，不但需要占用一定时间来更换全新刀具，还有可能引发工件破损、机床损坏等连锁问题，干扰正常加工秩序，导致需要重新加工零件。而随着新型金属切削刀具的推出以及CVD化学气相沉积和超硬涂层等刀具涂层技术的发展，极大地延长了金属切削刀具的实际使用寿命，使得刀具可以在复杂条件下长时间维持稳定结构状况和良好工况，不仅提高了加工质量与生产效率，还减少了实际生产成本。

2 机械数控铣加工过程刀具使用优化的策略

2.1 尽量采用高速切削

从以往刀具加工与刀柄加工中，其加工过程复杂。为实现刀具加工、刀柄加工的顺利进行，要合理应用数控高速切削加工技术，根据实际情况，做好刀柄、刀具切削加工定位工作，确保定位精准性。数控高速切削加工技术应用于刀具刀柄加工期间，会受到不同因素的影响，如：离心力影响、震动影响等。因此，在加工之前，工作人员要对其中影响因素进行全面分析，并给出预防措施与解决措施，尽量避免对整个加工过程的影响。在刀具加工过程中，工作人员还要对温度因素、压力因素以及冲击因素等都进行充分考虑，确保刀具刀柄能够满足制作标准和使用需求。

2.2 提高自动化水平

从目前的现象来分析，施工技术的自动化程度还比较低，很多的操作还需要相关的工作人员来进行人工操作，自动化水平还未完全的开始应用。像在制造图样和样品生产方面的工作之中，数控技术无法有效地进行产品的加工，此时就需要相关的工作人员来进行对这些加工物品的代码编写和调整，但是人工在进行这些复杂代码编写和调整的过程之中，难免会出现各种各样的差错，或者一个很小的问题就需要工作人员进行多次的调整和修改，会使得整个工作的周期大大增加。所以，如果能够让数控技术和计算机技术相融合，能够最大程度提高数控技术的自动化程度，这是一项十分重要的也是迫在眉睫的工作项目。首先，代码的编程需要根据产品应用的标准、步骤以及流程来进行，这样就能够让数控设备以代码的基础开始进行有效的运行，契合所要加工的产品，能够最大程度的提高制作的精准化。比如，在计算机上编排和主轴道具上选择相应的代码，然后以代码为基础向数控设备发出相应的指令，控制机床来进行工作。如此一来机床便就能够根据这些代码来进行自动化的零部件生产。其次，对于相关的技术人员以及计算机人员需要根据产品的生产模式来进行相应的数据调配，让每一个工作人员都能够在相应的岗位之上发挥其作用，统一协调。最后，需要不断提高工厂内部专业人员的技能水平和素养，能够熟练掌握工厂之内的各项数控设备以及编程体系，能够进一步提高施工技术的自动化水平。

2.3 提高刀具的质量

提高刀具的质量，要考虑它的强度刚度、韧性、耐高温性、耐摩性、刀具和刀片的形状精度等；长期使用的刀具要注意定期检查、调整工艺参数或及时更换；对工装夹具的安装要求定位准确，加紧力位置合适且分布均匀，安装误差要符合技术要求。

2.4 降低热变形影响

可以通过减少热源，控制传热路径，采用热稳定结构等措施减少误差。在加工过程中，由于高速旋转和惯性力的作用，工件会发生变形。变形后会影响其生产和加工，破坏工件与刀具之间的位置关系，造成加工误差（比如细长杆加工）。设备、工件和刀具因为过热，会产生变形，或温度超过原材料的范围，也会因过热而变形，即加工完成后热胀冷缩，从而降低工件的精度，因过热而变形。

3 结束语

综上所述，随着金属切削刀具性能的不断提升，其在机械制造过程中发挥着愈发重要的作用，充分满足了机械制造加工的各项需求。制造企业理应提高对金属切削刀具的重视程度，肯定切削刀具的应用价值，合理选用刀具材质与种类，制备刀具涂层，进行刀具优化设计，使用切削液，测定修正切削参数，围绕金属切削刀具来构建一套完善的机械制造切削加工体系。

参考文献：

[1] 丘宏岳.机械数控加工过程刀具高效使用优化探讨[J].南方农机,2019,50(20):175.

[2] 林志坚.探讨机械数控加工过程刀具高效使用优化[J].内燃机与配件,2019(17):87-88.

[3] 田莉莉.机械数控加工过程刀具使用优化浅析[J].设备管理与维修,2019(08):163-164.

[4] 李炳宁,邢荣霞.机械数控加工过程刀具高效使用优化探讨[J].内燃机与配件,2018(13):82-83.

[5] 彭波.机械数控加工过程刀具高效使用优化探讨[J].时代农机,2017,44(10):76.