紀(jì)紅艷（沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司，遼寧沈陽(yáng)　110142）

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機(jī)械加工中刀具的使用技術(shù)探析

紀(jì)紅艷
（沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司，遼寧沈陽(yáng)110142）

【摘 要】刀具是機(jī)床的重要組成部分，是機(jī)床對(duì)基體材料進(jìn)行加工制作的直接執(zhí)行部分。機(jī)床在對(duì)零部件加工制造的過(guò)程中，刀具的材料、安裝、使用對(duì)零部件的加工質(zhì)量和加工精度都有著直接的影響。在現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)加工要求日益提高的情況下，機(jī)床的刀具使用技術(shù)就更顯得尤其重要。本文對(duì)機(jī)械加工中刀具的使用技術(shù)從基本要求、性能提升、基本原則三方面進(jìn)行研究和探討。

【關(guān)鍵詞】機(jī)床刀具使用技術(shù)

刀具是機(jī)床的重要組成部分，直接執(zhí)行生產(chǎn)加工任務(wù)，是完成零部件加工的重要工具。從刀具材料的選擇，到刀具的裝配再到刀具的使用，都與加工質(zhì)量和加工精度緊密相關(guān)。在加工制造業(yè)飛速發(fā)展的今天，各種新材料、新工藝層出不窮，刀具的材料和工藝也在不斷的變化更新中。面臨日益提高的加工要求，如何正確使用刀具，使刀具與機(jī)場(chǎng)的匹配更加優(yōu)化，更好的配合完成生產(chǎn)加工任務(wù)，是現(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域普遍關(guān)心的重要問(wèn)題。

1　刀具使用的基本要求

刀具與機(jī)床之間是相互依存的關(guān)系，沒(méi)有刀具的機(jī)床是不完整的，機(jī)床又是刀具加工工件的載體。刀具使用的基本要求不僅僅是要與安裝的基礎(chǔ)相匹配，同時(shí)也要與被加工工件相匹配。

外形的匹配、尺寸的匹配是刀具能夠安裝在機(jī)床上的基礎(chǔ)條件，但這只是最基礎(chǔ)的一部分，更重要的是機(jī)床安裝刀具是要利用刀具完成特定的加工任務(wù)的。而在執(zhí)行加工任務(wù)的過(guò)程中，刀具不僅僅要保證工件加工的及高難度，更要對(duì)切削力、切削扭矩、切削熱度能夠承受、傳遞和導(dǎo)出，這是刀具所應(yīng)該具有的基本性能。刀具與被加工工件之間的匹配包含較多的內(nèi)容。其中刀尖是刀具的重要部分，是刀具與工件接觸的最常用點(diǎn)位，也是最重要的點(diǎn)位。刀尖的切削性能受三方面因素的影響，即基體材料特性、刀尖表面形狀以及刀尖的幾何形狀。三者之間配合的程度決定了它們之間交互作用的大小，進(jìn)而決定了刀尖的性能?；w材料承受著加工過(guò)程中大部分的切削力和熱度。現(xiàn)今基體材料分為多種類(lèi)型，其中應(yīng)用頻率最高的為硬質(zhì)合金。以鎢基硬質(zhì)合金為例，鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金中，基體含鈷量越高，抗沖擊能力就越強(qiáng)。而基體含碳化鎢等硬質(zhì)向越多，其硬度也就越高。也正是因?yàn)榛w材料的特性在加工中，如果沖擊較小，則可選用基體材料含鈷較少的硬質(zhì)合金的刀具，這種刀具會(huì)有良好的耐磨性。如果沖擊較大，則可選用基體材料中含鈷量較高的硬質(zhì)合金的刀具，這種刀具硬度高，可有效防止加工過(guò)程中出現(xiàn)崩刀的狀況。

2　刀具使用的性能提升

刀具性能的提升與刀具涂層和刀具幾何參數(shù)有直接的關(guān)系。從現(xiàn)今機(jī)械加工中使用的切削刀具來(lái)看，70%以上的刀具都添加的涂層。刀具涂層的應(yīng)用不僅對(duì)刀具起到保護(hù)的作用，更有效促進(jìn)了刀具基體材料性能的提升。刀具表面添加涂層主要有以下作用：能夠提高刀具的抗磨損能力，有效增加刀具的使用壽命；能夠抗月牙洼磨損，防止刀具產(chǎn)生積屑瘤；能夠有效提高工件表面加工的質(zhì)量，提高機(jī)械加工的效率。刀具涂層主要分為量大類(lèi)別，及CVD涂層和PVD涂層。在對(duì)刀具做正式涂層時(shí)，一定要做好刀具的涂前處理工作。刀具表面處理工作做到位，可以使涂層與刀具表面更好的附著，不僅使涂層與刀具基體之間粘合度更強(qiáng)，而且有效減少了切削流動(dòng)對(duì)刀具的損害，降低微崩刀的發(fā)生率。良好的涂層處理能夠大幅度提升硬質(zhì)合金刀具的性能，同樣的，涂層對(duì)于刀體也具有良好的保護(hù)租用，刀體上附著的硬涂層能夠到高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與高溫和切削接觸的刀體減少磨損，加上刀體表面因?yàn)橥繉拥脑?，?rùn)滑度條，是容屑槽內(nèi)的加工產(chǎn)生的切削更加順暢的流動(dòng)。另外，刀具的前角、后角、斷屑槽形，還有其它細(xì)部結(jié)構(gòu)都屬于刀具幾何形狀的范疇。刀具基體材料的不足以及涂層處理的缺陷在很多時(shí)候能夠利用刃口的幾何形狀來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)。其中以刀具幾何槽型對(duì)刀具性能的影響最為明顯，對(duì)其要特別加以重視。

3　刀具使用的基本原則

3.1正確的夾持力

刀具在安裝過(guò)程中，將刀片轉(zhuǎn)位后采用螺釘進(jìn)行緊固夾持的過(guò)程中，要注意對(duì)扭矩值進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，不能單純依靠經(jīng)驗(yàn)隨意處置。過(guò)小的加持力會(huì)影響刀片的緊固性，難以保證加工精度符合工件加工的要求；過(guò)大的夾持力會(huì)使刀片承受緊固壓力過(guò)重而造成碎裂。為了保證施加正確的加持力，可利用扭矩扳手來(lái)對(duì)螺釘進(jìn)行緊固，使用這種扳手工具的好處在于可對(duì)夾持力水平值進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，能夠發(fā)出信號(hào)提示。

3.2控制和消除振動(dòng)

機(jī)械加工中刀具的切削力的控制非常重要，控制乃至消除振動(dòng)可更好的控制切削力，保證刀具加工保持穩(wěn)定的切削性能。因此，控制振動(dòng)是任何一個(gè)機(jī)床刀具配置加工方案優(yōu)化的前提條件。減小或消除振動(dòng)可有效的延長(zhǎng)刀具的生命周期，而且對(duì)于機(jī)床主軸也具有保護(hù)作用。

3.3充分發(fā)揮冷卻液的作用

機(jī)械加工中，冷卻液的合理使用關(guān)系到加工的成敗，特別是在進(jìn)行孔加工的過(guò)程中，冷卻液更顯得尤其重要。對(duì)于機(jī)床刀具中可供冷卻液的鉆頭來(lái)說(shuō)，其任務(wù)不僅僅是向切削刃輸送冷卻液，還包括向孔外將加工產(chǎn)生的切屑排出。要使冷卻液充分發(fā)揮作用，就要同時(shí)考慮到冷卻液傳輸和切削傳輸兩種因素。

3.4采用新工藝、新技術(shù)

積極進(jìn)行多功能刀具的開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足多軸機(jī)床對(duì)加工刀具的需要，采用模塊化刀柄，以能夠與多種硬質(zhì)合金切削刀具相匹配。對(duì)可轉(zhuǎn)位切削刃加以充分的利用，才用組合加工方式，盡可能的減少加工過(guò)程中所需刀具的數(shù)量。

3.5重視功率消耗

在機(jī)械加工的過(guò)程中，盡可能選擇使用機(jī)床功率需求小的刀具。使用這種刀具，可以有效的節(jié)省能源消耗，在大力提倡節(jié)能減排的今天，更加提倡能夠降低能耗的加工方法。重視機(jī)床功率消耗，使用恰當(dāng)?shù)牡毒撸梢匝娱L(zhǎng)刀具使用壽命，而且會(huì)有效減輕對(duì)于機(jī)床的主軸和導(dǎo)軌的損傷，相應(yīng)的也會(huì)減小切削中引起的振動(dòng)。

綜上所述，機(jī)械加工中刀具的使用不僅要充分考慮到與機(jī)床和加工任務(wù)的匹配度，還要做好刀具的保護(hù)措施，提升刀具性能。遵循刀具使用的基本原則，科學(xué)使用刀具，減少不必要的磨損，延長(zhǎng)刀具使用壽命，從而節(jié)約的成本投入，獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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