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淺談加（jiā）工中心（xīn）的刀（dāo）具選擇與應用

2017-1-11 來源：中冶陝壓重工（gōng）設（shè）備有限（xiàn）公司（sī）作者：王省平

摘　要:推廣加工中心是（shì）提高（gāo）製造業（yè）精密加工水平的前提，刀具的正確選擇與應用（yòng）是提升加工中心加工精度的保證。具（jù）體而言，刀具（jù）的（de）正確選用（yòng），進刀速度的準確掌握、吃刀量的精確把控等問題，都是需要注意的。

關鍵詞:加工（gōng）中心；刀具；選擇；應用

一（yī）、引言

實現智（zhì）能製造（zào）、推廣加工中心，強化精密加工，滿足社會各個部門對（duì）產（chǎn）品加工精度和表麵質量日益提高的要求，是（shì）製造業實現奔跑跨越的技術基礎。在實際生產中，加工中心刀（dāo）具（jù）的選（xuǎn）擇與應用，是實現上述目標的根基。

加工中心的特點主要是銑削加（jiā）工，利用（yòng）銑刀的多刃齒數，通過階梯銑削或高速銑削（xuē）方式，在持續切削的過程中實現對材料的加工。在切削過程中，不可避免（miǎn）地會產生衝擊、振動，同時伴生大量熱（rè）能。當切削（xuē）振動與機床固有頻率一致（zhì）時，會引發共振現象，容易造成刀具崩刃、機床零件損壞等不良後果。如果選擇刀具齒數不合適，周期性熱變形會令刀具的切削刃出現熱疲勞裂紋，容易誘發刀齒剝落或崩刃，產生（shēng）廢（fèi）品。

按照國家製造業刀具標準，加工中心的刀具尺寸具備通用（yòng）化、標（biāo）準化（huà）、係列化的特點，切削參數滿足規範（fàn）化、匹配化、典型化的特點。

按照刀具結構，可分為（wéi）：整體式（shì）、減振式、鑲嵌式、內冷式、特殊（shū）形（xíng）式等。

按加工工藝，可分為：車削、鑽削、鏜（táng）削、銑削等刀具。

按刀（dāo）具材（cái）料，可分為：金剛石、硬質合金（jīn）、陶瓷、氮化硼、高速鋼等刀具。

二、刀具的（de）選擇

1、選擇（zé）刀具的原則

加工中心編程與操作人員在選擇刀具的時候，應（yīng）該綜合（hé）考慮工（gōng）件材料、外觀形狀、表麵光潔度要求、熱處理要求、加工工藝、切削量大小、加工餘量（liàng）等因素，選擇剛性好、與加工材料匹配、耐用度高的刀具，根據加工工藝要（yào）求，選擇機夾或可轉位式（shì）刀（dāo）具。

2、選（xuǎn）用刀具的（de）種類

在遵循以上原則的前（qián）提下，刀具（jù）的選用主要是要根據加工材料的外觀形狀而定。例如（rú）：①加工曲（qǔ）麵材料時（shí），采用球頭刀，在（zài）第一遍粗加工的時候（hòu），使用兩刃刀具，快速切削；在後期的半精加工、精加工的時候，使用四刃刀具，以提高表（biǎo）麵光潔度。②在加工較大麵積（jī）平麵時（shí），可以使用鑲嵌式盤（pán）形銑刀，以提高生產效率。③在加工小平麵或（huò）台階麵時，使用通用立（lì）式銑（xǐ）刀。④加工鍵槽時，使用兩刃（rèn）鍵槽（cáo）銑刀，可以（yǐ）有效（xiào）保證鍵槽成品精度。⑤加工圓孔的時候，對於精度不高的可以使用鑽頭，對於精度較高的，先使用鑽頭成孔，預留（liú）足夠的加工餘量，再換用鏜刀做精密加工。

3、選用刀具的材料

不同材料的刀具都有各自的適用範圍，並不是選擇材料貴（guì）的就是對（duì）的。隻有按照（zhào）加工材料和加工環境（jìng）的要求配比合適的刀（dāo）具，才能（néng）達到“工欲（yù）善其事必先利其器”的效果。金剛石刀具不耐高溫，切削溫度一（yī）旦超過800℃，其硬度（dù）幾乎完全喪失。在幾百度的溫度下，金剛石的（de）碳原子極易與鋼鐵材料發生化學反應，導致刀具損傷。因此，金剛石刀具隻適合在低溫環境下加（jiā）工非金屬材料、有色金屬及其合金。PCBN 刀具專門（mén）適（shì）用於硬度達到45HRC 的（de）耐磨鑄鐵與淬硬鋼、35HRC 以上的耐熱合金（jīn）、30HRC 以下的珠光（guāng）體灰口鑄鐵。硬質合金刀具的適用麵（miàn）比較大（dà），多用於各（gè）種鑄鐵或鋼（gāng）材、有色金屬、非金屬材料（liào）、耐熱合金等（děng）材料的切削。陶瓷刀具的工作狀態是幹切削，適用（yòng）於高速切削鑄鐵、硬質合金刀具難以加工的鋼材等難加工材料（liào）。

高速鋼刀（dāo）具在韌性與強度方麵的綜合性能比較好，高速鋼刀具在刃形複雜的刀具多采用高速鋼，目前，孔加工刀、螺紋刀、拉刀、切齒刀幾乎（hū）全（quán）部是（shì）高速鋼材料。高速鋼一般（bān）分作：通（tōng）用（yòng）型高速鋼（W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2）、高碳（tàn）高速鋼（95W18Cr4v）、高釩高速鋼（W12Cr4V4Mo）、鈷（gǔ）高（gāo）速鋼（W2Mo9Cr4VCo8M42）、鋁高速（sù）鋼（gāng）（W6Mo5Cr4V2AL501）。

三、刀具的應用

1、切削量的應（yīng）用（yòng）原則

切削用量的應用原則：保證加（jiā）工精度和表麵光潔度的（de）達（dá）標，發揮刀具正常（cháng）的切削性能，保證刀具的合（hé）理耐用度，充分發揮加（jiā）工中心的性能，最大限（xiàn）度地提高（gāo）勞動效能，提（tí）升勞（láo）動生產率，降低勞動成本。為了（le）實現這一原則，就要把握（wò）好刀具（jù）的切削速度、背吃刀量（側吃刀量）等因素。

2、切削速度的掌握

切削速度與與刀具（jù）直徑d 成正比，與刀具的每齒進給量（fz）、背吃刀量（ap）、銑刀齒（chǐ）數（Z）、耐用度T 成反比。隨著刀具工（gōng）作齒數的（de）增加，刀刃負荷必然增加，切削產生的熱量隨之增大，刀具的磨損（sǔn）程度必然也會增加。因此，改善刀具散熱條件可（kě）以有效提高（gāo）切削速度。在生產中，在其它條件相同的情況下，為了提（tí）高切削速度，多采用更換大直徑刀具的方法來改善散熱條件。下麵以高速鋼刀具和硬質合（hé）金刀具為例，說明刀具的切（qiē）削（xuē）速度參考值。

3、背（bèi）吃刀量的掌握

在保證加工質量的前提下，根據加工中心、刀具（jù）、加工工件等條（tiáo）件共同決定背吃刀量（ap）。為了減（jiǎn）少走刀次數，避免操作失誤數量，原（yuán）則上盡可能地讓背吃刀量（liàng）等於或鄰近加工工件額定的加工餘量。舉（jǔ）例說明：假設加（jiā）工工件的表麵光潔度要求為Ra3.2—12.5μm。可以按照先粗銑、後半精銑（xǐ）的步驟進行，在粗銑後預留半精銑餘量0.5—1.0mm 即可。假設加工工件的（de）表麵光潔度要求（qiú）為Ra0.8—3.2μm。可按（àn）照粗銑、半精銑、精銑三個步驟進行加工，在半精銑時，端銑背吃刀量取1.5—2mm，在精銑時，端銑（xǐ）背吃刀量（liàng）取0.5—1mm。

四、結論

綜上（shàng）所述，加工中心（xīn）刀具的選擇與應用，必須結合機床性能、工件材料、加工形狀、刀具特性（xìng）等因素綜合考慮，同時在應用中務必注意切削速（sù）度（dù）和吃刀量，才能保（bǎo）有效（xiào）提高加工（gōng）精度。

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