探讨机械数控加工过程刀具的应用

李玉龙

（湖南生物机电职业技术学院，湖南 长沙 410128）

0 引言

在机械数控加工中，影响刀具应用效果的主要因素有刀具类型、刀具研磨以及刀具使用寿命等。要想获得最为理想的加工效果，就需要根据具体的加工内容、加工要求等合理选择最合适的刀具，如此才能保证产品加工质量。下面结合实际，就刀具在机械数控机床中的应用做具体分析。

1 机械数控加工中刀具使用要求分析

1.1 刀具刚性

刀具是机械数控加工中的一项重要工具，承担着切削、加工等重要责任。在机械数控加工中选择与应用刀具时，必须保证刀具的刚性满足标准要求，以免刀具在加工过程中出现倾斜、振动等问题，避免整个机械数控加工过程受到影响[1]。

1.2 刀具寿命

除了刀具要有较强的刚性外，刀具的使用寿命也是必须要考虑的一项因素。一般来说，要想尽可能降低产品加工成本，提高数控加工经济效益，就需要选用具有较长使用寿命的刀具，从而减少刀具的维修与更换次数，达到降低经济成本、提高经济收益的目的[2]。

1.3 刀具的精密性

在选用刀具时也需要对刀具的精准性进行考虑，要选择具有较高加密精度的刀具，这样才能保障产品的加工质量达到标准要求。在选用刀具时有关人员需要对几种类型的刀具进行精密度检测，通过检测选出性能质量最优的刀具，以保证最终的加工效果能达到预期目标。

1.4 刀具材质

在选择与应用刀具时要根据机械数控加工特点、加工要求等合理选择合适材质的刀具。如对一般的切削加工作业可选择合金刀，对在有特殊要求或情况的加工作业中可选用涂层的刀具和高速钢刀具的材料。在选择刀具时要尽可能避开一些可能产生偏位、断刀等问题的刀具，要保证刀具选择的科学性与合理性，要确保刀具能在机械数控加工中发挥出最大的作用[3]。

2 机械数控加工中刀具的应用要点

2.1 精密切屑加工

在机械数控加工中，刀具起着至关重要的作用，如在对产品进行精密切削加工时，就需要通过操作刀具让材料产生滑移、挤压以及断裂，最终达到加工目的。在加工过程中若能合理控制、科学操作刀具，工业产品的加工精度能达到0.1微米以下。在精密切削加工过程中，刀具切削刃的刃口圆弧承担主要的切削功能，在加工过程中能否从加工材料上切下切屑，主要取决于刀具刃口圆弧处被加工材料质点受力情况。在应用高精度刀具对产品进行加工时，需仔细检查刀具精密度以及运行状态，确保刀具不存在故障。另外，在正式加工过程中对温度、刚度等参数进行控制，从而保证产品加工精度能达到标准要求[4]。

2.2 微细加工

在机械数控加工中元器件的微细加工也主要是通过刀具完成。以刀具为基础的微细加工似乎能在狭小的空间内进行作业，并且在加工过程中也不会受到工作对象、工作环境等的干扰，可有效保障产品加工精度。运用刀具对产品进行微细加工时，需要高度重视晶粒子在整个加工过程中的作用。在进行切削加工时，因为工件的尺寸比较小，因此刚度、强度也相对较低，这就要求操作人员在操作时要合理控制吃刀量，避免工件受损。在切削时也需要对工件表面切除层厚度进行控制，要保证工件加工精度达到标准要求。在对工件进行切削加工时，切削力要超过晶体内部非常大的原子、分子的结合力，并且根据具体的切削加工要求适当提高刀刃承受的切应力。

3 机械数控加工中刀具优化应用措施

3.1 做好刀具应用技术提升

尽管近年来刀具的制作技术、应用技术都在不断发展进步，刀具应用效果明显提升，但与发达国家相比，我国机械数控加工中刀具的应用技术还有很大提升空间。在新的发展时期，相关企业与部门要能结合时代特征、根据产业与行业发展需求进一步优化刀具制造与应用技术，提升刀具应用水平。具体可顺应时代发展需求，运用现代科技优势将刀具加工技术体系进行优化，于刀具加工体系中科学引进电子信息技术、人工智能技术、大数据技术等，利用这些先进的科技手段提高刀具加工精度，提升刀具在应用过程中的自动化与智能化水平，让刀具得到更充分合理地使用[5]。

3.2 做好刀具研磨处理

研磨刀具主要是将刀具上因为使用而出现磨损的部位去除，让刀具重新恢复良好性能。结合实践经验可知，刀具在使用过程中都会出现一定程度的磨损，且刀具的磨损程度与使用时间成正比，使用时间越长的刀具，它的磨损问题也会更加严重。刀具的磨损问题会影响刀具精度与加工效率，同时也会影响加工能耗。这是因为当刀具出现较为严重的磨损后，刀具与加工元器件之间的摩擦力也就会更大，随着摩擦力的变化，加工速度随之减缓，加工能耗也明显上升。

此外经调查发现，一些刀具在出现磨损问题后还会引起刀具孔壁质量与孔位位置改变，进而大大降低产品加工精度，使产品质量达不到标准要求。鉴于此，在将刀具应用于机械数控加工时就必须重视与做好刀具的磨损处理，根据刀具的磨损程度对刀具进行研磨，将刀具上薄厚不同的磨损层去除，以此提高刀具的锋利度，提高刀具加工速度与加工精度。在对刀具进行研磨处理时需要注意：研磨次数需科学合理，不能出现过度研磨问题，如果研磨过度会直接导致刀具变薄，使用寿命缩短，进而造成机械加工成本增加，经济收益下降。在研磨过程中需先对刀具的实际磨损情况做详细价差与分析，根据刀具的实际情况把控好研磨的质量和次数，避免切削刀具的二次损伤[6]。

3.3 做好钻孔检查与处理

在机械数控加工中使用刀具时还应对钻孔质量做严格管理，通过提高钻孔质量来提升刀具的应用效果。结合实践经验可知，机械数控加工环节中的钻孔位置、孔壁粗糙程度以及孔洞周围的毛刺情况等都会对刀具的切削速度、切削精度等产生一定影响，为此在加工期间要能根据相关图纸以及要求合理控制钻孔质量，从而保证刀具切削加工的顺利完成。具体的钻孔质量控制措施如：在每次结束钻孔后都安排专业技术人员依照有关标准对钻孔进行检查，查明孔洞内部是否光滑、孔洞周围是否有过多毛刺等，进而推断出刀的平面光滑度是否正常，刀的锋利程度是否正常等，判断出是否需要对刀具进行研磨处理以及需研磨多少次等。

一般来说，钻削的切削力是否平衡都取决于刀具的运行状态是否正常，如果刀具在加工过程中出现异常使元器件受损，那么钻削的切削力就无法达到平衡，并且还会狐仙其它的质量问题，如毛刺、切削偏位等。因此在使用刀具进行加工时必须提前仔细检查刀刃状态是否良好，如果刀刃存在问题就需及时对刀刃进行处理，要让刀具保持良好的工作状态。在刀具加工过程中如果出现精度偏差等问题，就需要及时查明误差原因，借助增量动态模型，并基于温度、振动频次等参数找到误差来源，明确刀具与加工误差之间的关系，在此处上对刀具加工参数等进行调整，让刀具加工精度达到标准要求。

3.4 其它优化措施

在将刀具应用于机械数控加工时，可运用现代信息网络技术、计算机技术对刀具的运作过程进行动态监测与调控，让刀具加工规程得到规范与优化[7]。

4 结语

综上所述，刀具在机械数控加工中发挥着重要作用，优化刀具应用对于提升机械数控加工精度、加工进度，降低机械数控加工成本等具有重要意义。近些年来，我国机械数控加工技术飞速发展，刀具应用效果也不断优化，但与此同时，刀具在使用过程中也还存在一些问题。鉴于此，需结合时代特征，进一步加大对刀具的研究与优化，让刀具在机械数控加工中发挥出更大的作用。