機械（xiè）加工中刀具的使用技術探析
2017-1-4 來源：沈陽機床（chuáng）股份有限公司 作者：紀紅豔
摘要:刀具是（shì）機床的重要組成部分，是機床對基體材料進行加工製作的直接執行部分。機床在對零部（bù）件（jiàn）加工製造的過程中，刀具的材料、安（ān）裝、使用（yòng）對（duì）零部件的加工質量和（hé）加工精度都有著直接的（de）影響。在現代製（zhì）造業對加工要求日益（yì）提高的（de）情況下，機床的刀具使用技術就更顯得尤其重要。本（běn）文對機械加工中刀具的使用技（jì）術從基（jī）本要求、性能提升、基本原則三方麵進行（háng）研究和探討。
關鍵詞:機床刀具使用技術
刀具是機床的重要組成部分，直接執行生產加工任務，是完（wán）成（chéng）零部件加工的重要工具。從刀具材（cái）料的選擇，到刀具的裝配再到刀具的使用，都與加工質量和加工精（jīng）度緊密相關。在加工製造（zào）業飛速發展的今天（tiān），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（gèng）新中。麵臨日益提高的加工要求，如（rú）何正確使用刀具，使刀具與機場的匹配更加優化，更好的配合（hé）完成生產加工任務，是現代機械加工領域普遍關（guān）心的重要問題（tí）。
1.刀具使用（yòng）的（de）基本耍求
刀具與機床之間是相互依存的關（guān）係，沒有刀具的機床是不完整的，機（jī）床又是刀具加工工件的載體。刀具使用的基本要（yào）求不僅僅是要與安（ān）裝的基礎相匹（pǐ）配，同時也要與被加（jiā）工工件相匹配。外形的匹配、尺寸的匹配是刀具能夠（gòu）安裝在機床上的基（jī）礎條件，但這隻是最基礎的一部分，更重要的是機（jī）床安（ān）裝刀具是（shì）要利用（yòng）刀具完成特定的加工任務的。而在執行加工任務的過程中，刀具不僅僅要保證工件加工的及高（gāo）難度，更要對切（qiē）削力、切削扭矩、切削（xuē）熱度能夠承受、傳遞（dì）和（hé）導（dǎo）出（chū），這是刀具所應該具有的基本性（xìng）能。刀具與（yǔ）被加工工件之間的匹配包含較多的（de）內容。其中刀尖是刀（dāo）具的重要部分，是刀（dāo）具與工（gōng）件接觸的最常用點位，也（yě）是最重要的點位。刀尖的切削性能受三方麵因素的影響，即基體材料特性、刀尖表麵形狀以及（jí）刀尖的幾（jǐ）何形（xíng）狀。三者之間配合的程度（dù）決定了它們之間交互（hù）作用的大小，進而決定了刀尖的性能。基體材料承受著加工過程中大部分的切削力和熱度。現今基體材料分為多種類型，其中應用頻率（lǜ）最高的（de）為硬質合金。以鎢基硬質（zhì）合金為例，鎢鈷類硬質合金中，基體含鈷量（liàng）越高，抗衝擊能力就越強。而（ér）基體含碳化鎢等硬質向越多，其硬（yìng）度也就越高。也正是因為基（jī）體材料的特性在加（jiā）工中，如（rú）果衝（chōng）擊較小，則（zé）可選用基體材料含鈷較少的硬質合金的刀具，這種刀具（jù）會有良好的耐磨性。如果衝擊較大，則可選用基體材料中含鈷量較高的硬質合金的刀具，這種刀具硬度高（gāo），可有效防止加（jiā）工過程中出現（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塗層（céng）和刀具幾何參數有（yǒu）直接（jiē）的關係。從現今機械加工中使用的切削刀具來看，70％以上的刀具都添加的（de）塗層。刀具塗層（céng）的（de）應用不僅對刀具起到保（bǎo）護的作用，更有效促進了刀具基體材料性能（néng）的提升。刀具表麵添加塗層主要有以下作用：能（néng）夠提高刀具的抗磨損能力，有效增加刀具的使用壽命；能夠抗月牙窪磨損，防止刀具（jù）產生積屑瘤；能夠有效提（tí）高工件表麵（miàn）加工的質量，提高（gāo）機械加工的效（xiào）率。刀具（jù）塗層主要分為量（liàng）大類別，及CVD塗層和PVD塗層。在對刀具做正式塗層時，一定要做好刀具的塗前（qián）處理（lǐ）工（gōng）作。刀具表麵處理工作做到位，可以（yǐ）使塗層與刀具表麵（miàn）更好的附著，不僅使塗層與刀具基體之（zhī）間粘合度更強，而（ér）且有效減少了切削流動對刀具的損害，降低微崩刀的發生率。良好的塗層處理（lǐ）能夠大幅度提（tí）升硬（yìng）質（zhì）合金（jīn）刀具的（de）性（xìng）能，同樣的，塗層（céng）對於刀體也具有良好的保護（hù）租用，刀體上附著的硬塗層能夠到高速運動過程中與高溫和（hé）切削接觸的刀體減少磨損，加上刀體表麵因（yīn）為塗層的原因，潤滑度條，是容屑槽內（nèi）的加工產生的切削更加順暢的流動。另外，刀具的前（qián）角（jiǎo）、後角、斷屑槽形，還有其它細部（bù）結構都屬於刀具幾何形狀的（de）範疇。刀具（jù）基體材料（liào）的不足以及塗層處理的缺陷在很（hěn）多時候能夠利用刃（rèn）口的幾何形（xíng）狀來進行彌補。其中以刀具幾何槽型對刀具性能的影響（xiǎng）最為明顯（xiǎn），對其要特別加以重視。
3.刀具使用的基本屎喇
3．1正確的（de）夾持力
刀具在安裝過程中，將刀片轉位後（hòu）采用螺釘進行緊固夾持的過程（chéng）中，要注意對扭矩值（zhí）進行準確（què）的測量，不能單純依靠經驗隨意處置。過小的加持力（lì）會影響刀片的緊固性，難以保證加工精度符合工件加工的要求（qiú）；過大的夾持力會使刀片承受（shòu）緊固壓（yā）力過重而造成碎裂。為了保證施加正確的加持力，可利用扭矩扳手來對螺釘進行緊固，使用（yòng）這種扳手工具的好處在於可對夾（jiá）持力水平值進行設定，當達到設（shè）定值時，能夠發出信號提示（shì）。
3．2控（kòng）製和消除振動
機械加工中刀具的切削力（lì）的控製（zhì）非常重要，控製乃至消除振動可更好的控製切（qiē）削力，保證刀具加工保持穩定的切削性能。因此，控製振動是任何一個機床刀具配置加工方案優化的前提條（tiáo）件。減（jiǎn）小或消除振動可有效的延長刀具的生命周期，而且對於機床（chuáng）主（zhǔ）軸也（yě）具有保護作用。
3．3充分發揮（huī）冷卻液的作用
機械加工中，冷卻液的合理使用關係到加工的成敗，特別是在進行孔加工的過（guò）程中，冷卻（què）液更顯得尤其重要（yào）。對於機床刀具中可供冷卻液（yè）的鑽頭來說，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（jiā）工（gōng）產生的切（qiē）屑排出。要使冷卻液充分發揮作用，就（jiù）要同時考慮到冷卻液（yè）傳輸和切削（xuē）傳（chuán）輸兩種因素。
3．4采用新工藝、新技（jì）術
積極進行（háng）多功能刀具的開發，滿足多軸機床對加工刀（dāo）具（jù）的需要，采用模塊化刀柄，以能夠與多種硬質合金切削刀具相匹配。對可轉位切削刃加以充分的利用，才用（yòng）組（zǔ）合加工方式，盡可能（néng）的減少加工過（guò）程中所需刀具的數量。
3．5重視功率消耗
在機（jī）械加工的過程中，盡可能選擇使用機床功率需求小的（de）刀具（jù）。使（shǐ）用這種刀具，可以有效的節省能源（yuán）消耗，在大力提倡節能減排的今天，更加提倡（chàng）能夠降（jiàng）低能耗（hào）的加工方法。重視機床（chuáng）功率消耗，使用恰（qià）當的刀（dāo）具，可以延（yán）長刀具使用壽命，而且（qiě）會有效減輕對於機床的（de）主軸和導軌的損傷，相（xiàng）應的也會減小切削中引起的振動。綜上所述，機械加（jiā）工中刀具的使用不僅要充分考慮到與機床和加工任務的（de）匹配度，還要做好刀具的（de）保護措施，提升刀具性能。遵循刀具使用的基本原則，科（kē）學（xué）使用刀具，減少不必要的磨損，延長刀具使用壽命，從而節約的成本投入，獲取更大的經濟效益。
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