【論文關鍵詞】可轉位刀片選用意見

【論文摘要】隨著數控機床普遍進入社會生產活動中，機夾可轉位刀片也隨之廣泛使用，但是其選用過程中還存在有一些問題，本文就使用時應注意的一些問題提出了幾點意見。

近年來，數控機床得到了普遍使用，機夾可轉位刀片也隨之廣泛應用于生產活動中。但是在實際的應用過程中，可轉位刀片的選用還存在有一些問題，以致于刀片不能充分發揮其性能，或者出現刀片頻繁損壞等一些非正?，F象。筆者根據自己在生產中的使用情況及參閱相關資料，提出以下意見，供廣大同行參考。

一、可轉位刀片的邊數選擇

邊數多的可轉位刀片，刀尖角大、耐沖擊性好，可以利用的切削刃數目多，因此刀具壽命長。但是，這種刀片一般來說，切削刃較短，工藝適應性較差；切削時背向力較大，容易引起振動。如果單從刀片形狀考慮，在機床剛度、功率允許的條件下，大余量、粗加工及其工件剛度較高時，應優先考慮刀尖角大的刀片。反之，使用刀尖角小的刀片。另外，刀片形狀的選擇，又往往取決于被加工零件的輪廓。

二、可轉位刀片的精度、厚度選擇

一、可轉位刀片的邊數選擇

邊數多的可轉位刀片，刀尖角大、耐沖擊性好，可以利用的切削刃數目多，因此刀具壽命長。但是，這種刀片一般來說，切削刃較短，工藝適應性較差；切削時背向力較大，容易引起振動。如果單從刀片形狀考慮，在機床剛度、功率允許的條件下，大余量、粗加工及其工件剛度較高時，應優先考慮刀尖角大的刀片。反之，使用刀尖角小的刀片。另外，刀片形狀的選擇，又往往取決于被加工零件的輪廓。

二、可轉位刀片的精度、厚度選擇

國家標準GB/T2076-1987對于可轉位刀片的精度，規定了A、F、C、H、E、G、J、K、L、M、N、U等等級。目前，已經生產使用的是A、C、G、K、M、U等產品。在車削中經常選用G、M、U級，其中G級精度最高，M級次之，U級最低。顯然，在高精度車削時，不能選用低精度的刀片，否則肯定會影響到加工的精度、質量。因此，刀片精度的選擇應該適應加工精度的要求，選用時可按以下原則：

1．精加工時，一律選用G級刀片；非黑色金屬材料的精加工、半精加工也應選用G級刀片；淬硬鋼的精加工也選用G級刀片。

2．精加工、半精加工、粗加工、重切削加工時，除上述兩種特例，都選用M級刀片。

一、數控刀具的設計

目前工具制造商正在制造直徑為0.25英寸的此類鉆頭。帶有0.5μm調整機構的高速精密微調鏜刀系統也已進入市場。對于高的金屬去除率的鈦金屬類加工，新開發的重切削立銑刀可安裝多達72個可轉位刀片。這種數控刀具在設計上通過各個刀片的搭接提供各種變化多樣的刀具螺旋角和軸向刃傾度。這種變化擾亂了切削加工時的共振，從而可以無共振地進行深度的銑削加工。

二、數控刀具的的分類

(1)根據刀具結構可分為：整體式；鑲嵌式：采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；特殊型式：如復合式刀具，減震式刀具等。

(2)根據制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具；硬質合金刀具；金剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化氮化硼刀具，陶瓷刀具等。

(3)從切削工藝上可分為：車削刀具，分外圓、內孔、螺紋、切斷、切槽刀具等多種；鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；鏜削刀具；銑削刀具等。

摘要：分析了近幾年來數控刀具的特點、刀具材料及結構，未來數控刀具的發展趨勢。

關鍵詞：刀具；刀具材料及結構；未來發展趨勢

一、數控刀具的設計

目前工具制造商正在制造直徑為0.25英寸的此類鉆頭。帶有0.5μm調整機構的高速精密微調鏜刀系統也已進入市場。對于高的金屬去除率的鈦金屬類加工，新開發的重切削立銑刀可安裝多達72個可轉位刀片。這種數控刀具在設計上通過各個刀片的搭接提供各種變化多樣的刀具螺旋角和軸向刃傾度。這種變化擾亂了切削加工時的共振，從而可以無共振地進行深度的銑削加工。

二、數控刀具的的分類

(1)根據刀具結構可分為：整體式；鑲嵌式：采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；特殊型式：如復合式刀具，減震式刀具等。

摘要：分析了近幾年來數控刀具的特點、刀具材料及結構，未來數控刀具的發展趨勢。

關鍵詞：刀具；刀具材料及結構；未來發展趨勢

一、數控刀具的設計

目前工具制造商正在制造直徑為0.25英寸的此類鉆頭。帶有0.5μm調整機構的高速精密微調鏜刀系統也已進入市場。對于高的金屬去除率的鈦金屬類加工，新開發的重切削立銑刀可安裝多達72個可轉位刀片。這種數控刀具在設計上通過各個刀片的搭接提供各種變化多樣的刀具螺旋角和軸向刃傾度。這種變化擾亂了切削加工時的共振，從而可以無共振地進行深度的銑削加工。

二、數控刀具的的分類

(1)根據刀具結構可分為：整體式；鑲嵌式：采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；特殊型式：如復合式刀具，減震式刀具等。

摘要：高效切削技術作為先進制造技術中的重要部分，被廣泛應用于模具加工制造中。本文主要對高效切削刀具進行探究，對其在數控加工中的有效運用展開分析，僅供參考。

關鍵詞：切削；數控；運用

數控機床隨著我國工業的不斷發展逐漸被普及到各行各業中，這些先進的設備能夠有效提高小批量多品種生產能力，并能大幅度提高產品精度、生產效率以及尺寸匹配等環節。因此對于數控加工中高效切削刀具的應用，需要對其充分認知。

1高效刀具進行數控加工的前提條件

1）高切削性?，F代數控機床為了滿足生產效率得到提高的需求，其發展方向傾向于高剛性、高速以及大功率。例如中等規格加工中心的主軸轉速標準要求為50～10000r/min。這就要求現代刀具需要具備能夠承受較強切削和高速切削的功能。部分工業國家運用鈦基硬質合金、硬質合金刀具、陶瓷刀具以及超硬刀具作為數控機床涂層，且這些材料的應用數量在不斷遞增[1]。2）高可靠性。運用數控系統管理刀具壽命或者強迫換刀制度確保產品在數控機床上的質量，因此在選擇刀具的過程中較為重要的指標就是刀具的工作可靠性，并且需要注意的是要性能穩定，同一批刀具不能在刀具壽命和切削性能方面存在很大的誤差[2]。3）更換快速。刀具在更換過程中需要確保能夠自動或者快速更換，刀具在磨損方面需要具備自動補償裝置，或者是針對尺寸進行調整和控制的功能。

2數控加工使用刀具的幾點思考

1．整體硬質合金立銑刀“Epoch深加工圓角立銑刀（EpochDeepRadius）”

（1）切削性能

近幾年，用切削加工替代以前的放電加工的趨勢越來越明顯，這種需求漸漸轉向切削工件上窄而深的部位。使用立銑刀深切削加工這種窄而深的部位時，適用的主流刀具是小直徑球頭立銑刀（日立工具也在生產Epoch深切削球頭立銑刀、Epoch筆式深切削球頭立銑刀系列）。但是，使用小直徑球頭立銑刀進行高效深切削時會出現以下問題（即用切削加工替代放電加工存在的問題）：①切削阻力容易增大；②中心部位的切削速度很難提高（頂端中心刃部分易受損）；③存在理論上的切削殘留部分（刀具徑向切入量不能太大）。

日立工具為解決以上問題，開發了小直徑長頸系列Epoch深切削圓角立銑刀。在使用小直徑立銑刀進行深切削時，如果刀具切削刃前端的切削阻力太大，就會產生振動而無法在高效切削條件下加工，從而影響加工效率。從切削阻力的角度對球頭立銑刀與R角立銑刀進行對比可知，后者的切削刃接觸面積較小，切削阻力也相對較小。

此外，在進行等高線切削時，球頭立銑刀存在理論上的切削殘留部分，尤其是切削速度低的端部橫刃容易破損。而圓角立銑刀加工時通常能形成一定的切削面，故具有加工穩定可靠的優點。

現在開發的Epoch深切削圓角立銑刀能夠防止深切削時產生的顫振。為了進一步提高加工效率，采用了倒錐形設計。這種設計可防止切削過程中因刀具彎曲造成外周刃與被切削材料接觸，從而可實現穩定加工。此外，刀具涂層采用了具有高硬度和高耐熱、耐磨性能的TH（TiSiN）硬涂層，非常適合高硬度材料的直接深切削加工。

摘要：分析了鉆車刀在數控加工中的優勢，就如何使用好該種刀具，總結出了一套應用技巧，并針對不同的加工材料給出了鉆車刀應用時的切削參數。通過與常規機械加工方式進行對比，應用鉆車刀顯著提高了加工效率。

關鍵詞：鉆車刀；數控加工；應用技巧

1序言

隨著數控刀具技術的迅速發展，許多高速、高效的多功能刀具應運而生，鉆車刀就是一種結合了鉆削、車削特點的具有代表性的高效率、多功能刀具[1]。鉆車刀一改以往刀具功能單一的不足，1把刀具可同時完成端面車削、鉆孔、內孔車削和外圓車削4種高精度、高效率的加工方式，大大減少了加工時選刀、換刀及編程的復雜程度，成為高效生產的“倍增器”。為了使鉆車刀這種多功能刀具在數控加工中得到廣泛推廣和應用，最大限度地發揮鉆車刀和數控機床的技術優勢，筆者針對鉆車刀在數控機床實際運用中經常出現的問題，總結出一套通用的鉆車刀使用技巧，顯著提高了加工效率。

2鉆車刀在數控加工中的優勢

1）鉆車刀可同時完成端面車削、鉆孔、內孔車削和外圓車削4種高精度、高效率的加工方式，1把刀可實現4把刀的功能，如圖2所示。a2）鉆車刀在鉆削平底孔時，1把刀可以完成普通加工時需要中心鉆、鉆頭和平底鉆3把刀具才能完成的任務，并且可以保證底面與孔壁成90°垂直，無需再進行補充加工。3）鉆車刀可實現多階梯孔的鉆削、車削，并能鏜孔、倒角及偏心鉆孔。4）鉆車刀可加工精度為±0.05μm、表面粗糙度值Ra＝1.6μm的孔，并可實現高進給、高速度且高效率的切削。5）鉆車刀鉆削時切屑多為短屑，刀具自身的內冷功能可形成高壓冷卻水流進行安全排屑，無需清理刀具上的切屑，有利于產品加工的連續性，縮短加工時間。6）在標準長徑比加工條件下，使用鉆車刀加工孔時無需退屑。7）鉆車刀為可轉位單刃刀具，刀片磨損后無需刃磨，更換較方便，成本低廉。8）使用鉆車刀加工出的孔表面粗糙度值低，一般可達到Ra＝3.2μm，公差范圍小，可節省部分鏜刀的工作。9）鉆車刀的切削參數降低30%后，可實現斷續切削，如加工相交孔、相貫孔和相穿孔。10）使用鉆車刀技術不但能減少鉆削、車削刀具，而且因鉆車刀采用的是頭部鑲單刃硬質合金刀片的方式，其切削壽命為普通鉆頭的15倍，同時，刀片上有4個切削刃，刀片磨損時可隨時更換切削刃進行再切削，無需重新對刀，節省了大量磨削切削刃和更換刀具的時間，能平均提高生產效率6～7倍。

一、發展現狀

的鎢產業目前有規模以上企業5家，即鎢業有限公司、鎢業有限公司、礦業有限公司、鎢礦、鎢業有限公司。主要產品仍為鎢精礦和APT。2011年預計完成工業增加值3.8億元，主營業務收入15億元，利稅1.4億元。另外，還有從事鎢的貿易企業5戶。

二、發展目標

力爭到2016年實現主營業務收入50億元，工業增加值達到12.5億元，利稅總額4億元，三項指標年均增長25%以上。

三、發展定位

以現有鎢企業為基礎，加大——黃沙地區鎢礦資源勘查力度，積極推動建立國家、省、市、縣和企業聯動的鎢儲備體系，加快企業重組，重點發展多種晶形（單晶、復晶、球型等）和超細APT、超細粒、碳化鎢粉、納米和超粗級鎢粉等產品；在控制鎢精礦生產總量和鎢冶煉產品能力的基礎上，以發展硬質合金及刀鉆具為核心，重點發展超細和納米硬質合金、功能梯度硬質合金、硬面材料、特種鎢絲、鎢基復合材料、鎢基高相對密度合金、高純異型鎢材、添加稀土的鎢系列材料及其他特大特異型鎢制品。

一、引言

目前很多企業都采用數控加工來實現自動化，數控銑床的應用越來越廣泛。如何保證和提高數控銑床的加工質量顯得非常重要。

二、數控銑的工藝分析

數控銑床是在普通銑床的基礎上發展起來的，兩者的加工工藝基本相同。工藝分析是對零件進行數控加工的前期準備。如果工藝分析不周全，工藝處理不合理，會導致數控加工時出現錯誤，嚴重的會出現廢品。因此，保證和提高零件的加工質量和生產效率的關鍵是正確、合理地對零件進行工藝分析。認真仔細地分析零件圖，確定工件的裝夾方式，正確選擇數控機床，確定數控加工刀具、正確選擇切削用量，正確設置進退刀方式等是工藝分析的重要內容。故數控銑床在加工時應注意以下幾個方面。第一，正確合理地選擇夾具：其一，盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具，數控銑零件大多為方形或箱體零件，可采用平口鉗或壓板進行裝夾；其二，裝夾時應盡量采用基準重合原則，可以避免基準不重合誤差。[1]第二，合理選擇刀具。銑刀的種類有很多，根據零件的形狀、零件的加工精度及表面質量的要求以及生產效率等因素合理選擇刀具：一是根據零件特征，加工平面和臺階面應選擇面銑刀，加工凹槽應選擇立銑刀，加工型腔、三維曲面等應選擇球頭銑刀等；二是根據加工方式，粗加工時應選擇強度高、可轉位刀片刀具，以便滿足粗銑時大背吃刀量、大進給量的要求，同時通過更換刀片降低成本。精加工時應選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求；三是合理選擇銑削用量。在銑削過程中所選用的切削用量稱為銑削用量。銑削用量的要素包括銑削速度Vc、進給率f、背吃刀量ap和銑削寬度ae,銑削時，由于采用的銑削方式和選用的銑刀不同，背吃刀量ap和銑削寬度ae的表示也不同：其一，背吃刀量或銑削寬度的選擇。背吃刀量或銑削寬度的選取主要由加工余量和對表面質量的要求決定。在工件表面粗糙度值要求較大時，粗銑一次進給就可以達到要求；在工件表面粗糙度值要求較小時，可分粗銑和半精銑兩步進行；在工件表面粗糙度值要求很小時，可分粗銑、半精銑和精銑三步進行；其二，進給量和進給速度的選取。切削時的進給速度應與主軸轉速和背吃刀量等切削用量相適應，不能顧此失彼。工件剛度差或刀具強度低時，應取小值。加工精度和表面粗糙度要求較高時，進給量應選得小些，但不能選得過小，過小的進給量反而會使表面粗糙度增大。輪廓加工中，選擇進給量時還應注意輪廓拐角處的“超程”和“欠程”問題。另外，在切削過程中，由于切削力的作用，使機床、工件和刀具的工藝系統產生變形，從而使刀具產生滯后，在拐角處會產生欠程現象，采用增加減速程序段或暫停程序的方法減少由此產生的欠程現象。選取切削速度時應按以下原則：粗銑時切削負荷大，Vc應取小值；精銑時，為減小表面粗糙度值，Vc取大值；采用可轉位硬質合金銑刀時，Vc可取較大值；實際銑削后，如發現銑刀壽命太低，應適當降低Vc。[2]第三，合理選擇切削液。切削液的作用是為了提高切削加工效果。切削液的種類也很多，在加工中應按實際的材料、加工方法以及機床等因素綜合考慮后再選擇。例如高速鋼刀具熱硬性差，一般應使用切削液；切削銅、鋁及其合金，不能使用含硫的切削液；切削鎂合金，不能使用水基切削液，以免引起燃燒。第四，確定加工路線。加工路線是指刀具相對零件的運動軌跡和方向。刀具在切入和切離工件時，應沿外輪廓曲線延長線的切向切入和切離工件，以避免在切入和切出處產生刀具的刻痕而影響表面質量，保證零件外輪廓曲線平滑過渡。內輪廓的加工主要是要解決Z向切深進刀的問題，通常加工內輪廓的Z向進刀方式主要有以下幾種：垂直切深進刀、在工藝孔中進刀、三軸聯動斜線進刀、三軸聯動螺旋形進刀。與此同時，在保證加工精度和表面粗糙度的前提下，應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。第五，加工余量的確定。加工余量可通過經驗估算法、查表修正法、分析計算法來確定，確定加工余量應遵從以下原則：一是總加工余量和工序余量要分別確定；二是大零件取大余量。零件越大，切削力、內應力引起的變形越大，所以對余量要求也越大；三是余量要充分，防止因毛坯表面缺陷未能完全切除即達到規定的尺寸要求而致使工件報廢；四是，采用最小加工余量原則。在保證加工精度和加工質量的前提下，余量越小越好，以縮短加工時間，同時減少材料消耗，降低加工成本。

三、編制程序保證尺寸精度

第一，修改程序保證尺寸。在數控加工中，人們經常采用這樣的方式進行加工：程序自動運行后，進行測量，發現工件尺寸達不到要求，而且尺寸變化無規律。針對這種情況，可利用修改程序的方法來保證加工質量。如圖中要求Φ30mm，實際測量為Φ30.06mm，可在軟件中將加工余量減少0.03（單邊值）。第二，修改刀補保證尺寸。若加工中尺寸變化有規律，如X和Y向的尺寸全部都比圖中尺寸大0.1mm，可通過修改刀補的方法保證加工精度。具體方法是：將該號刀的刀補減小0.05mm。