数控刀具技术的发展与管理系统

张立明，杜朋旺

（SEW-工业减速机（天津）有限公司，天津 300457）

数控刀具技术的发展与管理系统

张立明，杜朋旺

（SEW-工业减速机（天津）有限公司，天津 300457）

数控刀具是参与生产第一线的重要工具，在数控加工中发挥着重要作用，保证了制造技术的有效实施。本文从数控刀具的概念入手，介绍了数控刀具的特点与选择，对数控刀具技术的发展做了详细的论述，并分析了数控刀具的管理系统。

数控刀具；特点；发展；管理系统

随着微电子技术以及数控技术的提高，我国的制造业进入了一个全新的时代。数控刀具作为数控加工的重要组成部门，在制造技术的发展与提高方面发挥了重要作用。

数控刀具技术与传统的刀具技术相比，不仅在外形上发生了改变，而且其在刀具结构、材料以及设计方法等方面都发生了本质性的变化，大大促进了数控加工技术的提高，以及制造行业的工业化进程。

1 数控刀具技术

1.1 数控刀具的概念

数控刀具又称为切削工具，是指在机械制造过程中用于切削加工的工具，不仅包括切削用的刀片，还包括刀柄和刀杆等附件。

1.2 数控刀具的分类

数控刀具按其结构可以分为：整体式，即刀具由一个坯料制造而成，是一个整体；焊接式，即通过焊接的方法将刀杆和刀头进行连接；机夹式，是数控加工中最常使用的刀具结构；还包括诸如复合式、减震式等特殊型刀具结构。

2 数控刀具的特点与选择

2.1 根据数控刀具的适用条件，其特点归纳如下

（1）切削性能好。数控刀具的精度高、刚性好，可以进行强力和高速切削。

（2）寿命长。数控刀具材料多具有高性能、高韧性并且抗磨损程度高，因此在使用过程中表现出较长的寿命。

（3）高精度。数控刀具可以通过采用可转位刀片，提高刀具的加工精度，保证加工质量。

（4）自调功能。数控刀具通过机内补偿和机外预调机制，减少换刀调整的时间，实现了快速更换。除此之外，数控刀具还具有可靠性、模块化、标准化等特点。

2.2 在数控刀具的选择过程中，应综合考虑以下几个方面

（1）零件材料的切削性能。优先选择硬质合金刀具，必要的时候选择高速钢材料或者涂层刀具。

（2）零件的加工阶段。将粗加工与精加工刀具分开使用，如果必须同时使用时，应先进行精加工，然后再进行粗加工。

（3）切削用量。刀具在使用过程中，或多或少的都会有些磨损，合理的选择切削用量是提高生产率与减少成本的必要步骤。

3 数控刀具技术的发展

3.1 数控刀具材料的发展

材料科学的进步加快了新型材料的出现和应用，从而提高了刀具材料技术。

（1）高性能高速钢材料。高性能高速钢材料是切削的基础材料，被广泛应用在数控刀具中，提高了刀具的切削效率，并扩大了数控刀具的应用范围。

（2）硬质合金材料。硬质合金材料具有强韧性和抗磨损性，成为主要的刀具材料之一。不锈钢和铸铁是当前应用比较广泛的两种刀具材料，随着超细颗粒与优质整体硬质合金刀具的开发与使用，数控刀具的切削寿命与切削速度得到了很大提高。

（3）先进涂层。涂层技术的进步与发展，离不开涂层设备的提高，值得一提的是PVD涂层技术，通过提高磁场强度、等离子体密度等方式不仅使涂层本身的性能得到了优化，而且还促进了计算机全自动控制的实现。同时，涂层表面的光洁度也得到了很大提高，进而提高了数控刀具的抗黏结能力和耐磨损性能。此外，先进的涂层技术在模具开发中也发挥了重要功能，如缩短了其开发周期、降低了制造成本等。

（4）超硬刀具材料。随着数控刀具对硬切削和干切削的要求越来越高，诸如陶瓷类等超硬刀具材料应运而生，不仅增加了抗塑性变性能力，而且提高了其耐热性能。

3.2 数控刀具结构的发展

数控机床的进步与发展给数控刀具的结构带来了深远影响，尽管数控刀具的种类日趋增加，其结构不断优化，创新速度不断加快，但是可转位刀具依然是主要的刀具结构，并在降低制造成本、提高产品质量和加工效率等方面发挥着重要作用。

可转位刀具是指用机械方法将能转位使用的多边形刀具固定在刀体或刀杆上的刀具。可转位刀具具有如下优点：

（1）避免由于硬质合金焊接时造成的裂纹。

（2）可通过气相沉积法增加硬质合金刀片表面的材料硬度，提高切削性能。

（3）缩短换刀时间。

（4）切削稳定性高等。因此可转位刀具被广泛应用于各种车刀、镗刀、大直径深孔钻等数控加工过程。可转位刀具在刀杆结构的优化、刀片外形、小规格浅钻孔、小切削主偏角等方面都取得了很大进展，不进增加了刀尖的强度，而且改善了加工表面粗糙度等。此外，当前刀具结构发展的另一趋势是复合刀具的开发。对于加快产品开发速度、提高数控机床效率、建立数控刀具管理系统等具有重要作用。

4 数控刀具的管理系统

数控刀具管理系统的目的是提高数控加工效率，保证产品生产质量，优化数控刀具资源配置。当前数控刀具的管理缺乏行之有效的系统，不能对刀具的调配、选型和维护进行统一的管理。数控设备数量的增加大大加重了数控管理的工作强度，迫切需要一种先进的数控刀具管理系统来实现刀具的科学管理，从而保证产品质量，提高生产技术。

建立数控刀具的管理系统可分为如下几个步骤：

（1）收集数据并录入。根据数控刀具的使用情况并结合数控技术人员的操作经验，确定数控加工过程中的刀具录入参数。

（2）明确数据库参数关系。将刀具参数录入到Access中，明确标注数据库中各参数的关系。

（3）编写数据库功能模块。采用C语言对数控刀具管理软件进行编程，然后调试适用。数控刀具管理系统的建立与应用大大减少了查找刀具信息所用的时间，优化了刀具资源配置，并加快了技术人员对刀具的熟悉。

［1]赵长明. 数控加工工艺与设备［M］. 高等教育出版社，2008.

［2]沈壮行. 高速切削加工已成为全球制造技术的发展趋势——中国工具工业应迎头赶上［J］. 工具展望，2005（4）.

［3]孙振梅，吴能章. 可转位镗刀刀片槽参数优化的数值方法［J］.西华大学学报（自然科学版），2006，25（3）.

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伊朗新建首套ESBR装置

10月14日，一套乳聚丁苯橡胶（ESBR）装置的动工仪式在伊朗阿萨鲁耶进行。该装置是伊朗国内首套ESBR装置，正在由萨达夫石化阿萨鲁耶公司建设。据萨达夫石化阿萨鲁耶公司总经理Ahmad Jazayeri称，该项目投资为2.55亿欧元（约合2.911亿美元），将历时29个月完成。该装置设计年产13.6万t ESBR，主要用于生产轮胎。Jazayeri表示，Maire Tecnimont公司正在提供工程服务，而该装置的技术由Versalis公司提供。

摘编自“中国化工报”

Development and management system of CNC cutter technology

TG659

1009-797X（2016）02-0088-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.02.032

张立明（1985-），男，助理工程师，本科，机械设计制造及自动化方向。

2015-10-21