先进刀具在数控机床加工中的应用与效果评估.docx

    先进刀具在数控机床加工中的应用与效果评估    Summary：随着制造业的持续快速发展,大力发展以数控机床为主的设备制造业，将对数控机床的发展产生重大影响，现代切削技术和刀具的进步为提高数控机床的切削效率创造了良好的条件Keys：先进刀具；数控机床加工；应用；效果评估前言先进的切削技术和工具已经成为现代数控加工技术高速、智能发展的有机组件,技术和工具的发展共同促进了数控加工技术的进步1先进刀具在数控机床加工中的应用近年来,刀具材料和涂料技术取得了巨大进展,使切削和进给速度大大提高，为加工过程中的切削效率的提升奠定了基础硬质合金已成为主要的切削材料,用细颗粒、超细颗粒制成的全硬质合金刀片、立式刀片等多用途刀片代替高速钢刀,使切削效率提高数倍,效果非常明显，通常可以将切割效率提高50%以上此外,由于涂层技术的发展,出现了更新、更耐磨、更耐高温的涂层,如A1203化学涂层厚膜,TicN中温涂层,TiA物理涂层等，其中，钻石和纳米结构等涂层使切割效率提高一倍，涂层刀的比例在工业化国家超过50%从发展趋势来看涂层切割技术将在切削加工中发挥越来越大的作用,涂层刀具的应用成为用户提高切削效率的首选措施。

数控加工刀是指数控加工机床中用于加工产品的刀具高速切削刀在实际应用时，因所用的工件材料不同，所以会使切削的条件也有所不同，从而形成的切屑形状也各有不同，最常见的形状有带状、粒状和节状这些切屑形成过程中，长形的切屑会不同程度地对所生产的工件造成破坏，从而会对全过程的生产产生影响，更为严重的是，还会不同程度地使操作工受到伤害在实际操作过程中，如果失去对切削力的有效控制，那么不仅会使刀具造成损坏，而且还会使机床产生很大的震动建立基于振动信号的刀具特性退化模型,以刀具加工中心为研究对象1）镗刀这类刀具可以在一定范围内对径向尺寸进行微调，并且具有良好的通用性；因为和铰孔比较起来镗孔的位置和精准度更加有保障，因此镗刀被广泛应用于数控机床中镗刀在进行尺寸调整时，只需要对螺母进行转动，螺杆自会在其轴线方向配合其进行移动，在调整好尺寸之后需要紧固螺杆尾部的螺钉2）孔钻可转位扩孔钻不同于孔加工刀具中浅孔钻的是，在同一个外圈上存在两个可转位刀片的外刃，且刀片能够微量调整径向，从而对扩孔直径进行有效控制通常会用到的直径都处于20mm～60mm之间3）铣刀在数控镗铣床和加工中心中较为常用的刀具就是硬质合金螺旋齿立铣刀，这类刀会被制作为机夹、焊接和转位，其本身具有较强的排屑性能和刚性，可以将粗铣和精铣对阶梯面、工件平面、槽沟以及内侧面进行有效加工。

随着加工技术的发展必须大力使用新型数控刀具，现代数控机床为了满足生产效率得到提高的需求，其发展方向倾向于高刚性、高速以及大功率刀具在更换过程中需要确保能够自动或者快速更换，刀具在磨损方面需要具备自动补偿装置，或者是针对尺寸进行调整和控制的功能，工具制造商已经开发出一系列高性能的数控机床工具它可以执行刀具的平面转角，还可以用倾斜的步行方式对刀具的腔体进行修剪,并对孔进行编程和加工,同时进行数控加工,从而大大减少刀具更换的次数和时间多功能螺纹刀具,采用数控编程,可一次性完成四个工序,如折弯、旋转螺纹等螺纹立铣刀则是通过复合螺纹铣刀和过中心端刃立铣刀形成的四轴在实际加工时出现联动现象，并一次性铣出螺孔和底孔，同一把刀具在实际加工中可以实现对相同螺距以及不同直径螺纹的加工2效果评估数控机床在整个加工过程中完成产品的加工,检测刀具存不存在磨损，可参照刀具切出的工件毛边、粗糙度及尺寸来进行具体判断在数控加工中，刀具磨损会直接影响所加工产品的质量，因此需要在实际操作中根据相关参数来进行操作，以便对刀具的磨损情况进行合理控制由于刀具在切割过程中,刀具可能由于刀具与零件的相互作用而磨损，导致刀具可用性降低。

高速切削刀具在数控加工中的具体应用，必须要思考其可靠性，需要有关单位对切削的工艺进行不断创新，尽量采用较先进的、质量佳的刀具，提高高速切削刀具的可靠性和单位刀具的生产量与生产持续时间，可降低生产成本，增强企业的竞争力，节约资源，提高生产力从当前的机械加工发展形势来看，不仅要求机床的运转越来越快，而且要求高精度与高效性，这就要求数控加工在加工零件时，用于选择低能耗刀具，以减少加工过程中过多的能量浪费,增加能耗在数控加工当中，高速切削刀具有其特有的优势，其中，刀架模块组是由立轴式的转塔和转位式的刀架等刀架模块组成，不同的刀架模块，其性能、用途和结构都有所不同程序控制模块属于相对独立的一种模块，其可以有效地提升数控机床的自动化水平和产品的使用期限传输数控数据时，必须要对最小的不平衡量和径向偏差及精度等因素进行考虑，只有保证各因素的安全，才能控制好刀具，减少磨损运用数控系统管理刀具寿命或者强迫换刀制度确保产品在数控机床上的质量，因此在选择刀具的过程中较为重要的指标就是刀具的工作可靠性，并且需要注意的是要性能稳定结论在数控加工中，高效切削刀具发挥了重要作用，既解决了刀具材料使用的实际问题，又促进了机械制造生产效率与生产质量的提升，因此在生产和实训教学研究中要充分考虑高效切削刀具的选择与加工的属性。

Reference[1]刘又青，王锋，等．数控机床误差补偿技术及应用发展动态及展望[J]．制造技术与机床，2021，(12)：8-9．[2]任建国．五轴数控机床综合误差补偿解耦研究[J]．机械工程学报，2021，40(2)：55—59．  -全文完-。