摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，數(shù)控機床獲得了較快發(fā)展，其應用也愈加普遍，行業(yè)內(nèi)競爭的不斷加劇，促使相關(guān)企業(yè)不斷加強對刀具使用成本的控制，并積極采取措施提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率。加強刀具選擇的精準性、不斷優(yōu)化刀具系統(tǒng)的設計等將對于提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率、降低成本具有非常重要的意義。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控刀具;刀具選擇;刀具系統(tǒng)

　　《數(shù)控機床市場》雜志是由經(jīng)新聞出版署批準的國家一級刊物。由中國機械工業(yè)聯(lián)合會主管、中國工業(yè)報機電產(chǎn)品導報編輯部編輯出版的一份大型雙月刊。

　　1數(shù)控刀具概述

　　1.1數(shù)控刀具的屬性分類

　　簡單說來，數(shù)控刀具可分為兩大類：模塊化刀具和常規(guī)刀具。在這兩類數(shù)控刀具中模塊化刀具更能代表未來的發(fā)展方向，因為模塊化刀具有許多無可比擬的優(yōu)勢，最明顯的就是換刀停機時間大大縮短，極大地提高了數(shù)控生產(chǎn)加工的效率，經(jīng)濟效益更高。如果對數(shù)控刀具進行詳細分類，按照不同的分類標準有不同種類。首先，按照數(shù)控刀具的結(jié)構(gòu)進行分類，可細分為整體式、鑲嵌式與減振式三類;其次，按照數(shù)控刀具的制作材料進行分類，同樣可以分為三大類，分別是高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具以及金剛石刀具;再次，按照數(shù)控刀具的切削工序進行分類，可以詳細地分為內(nèi)孔、外圓、內(nèi)螺紋、外螺紋、切槽等種類。

　　1.2數(shù)控刀具的獨特之處

　　數(shù)控刀具作為一種機械加工中的重要工具，在機械制造中發(fā)揮了重要作用，而且因為其獨特的優(yōu)勢促進了機械制造的發(fā)展。首先，數(shù)控刀具在加工生產(chǎn)的過程中通過設置科學的執(zhí)行標準，可以保證刀具的質(zhì)量及可靠性，所以通過數(shù)控刀具生產(chǎn)的刀具或者刀片的經(jīng)濟壽命指標及耐用度都更加合理;其次，數(shù)控刀具操作更加簡便，對于刀片或刀具的切削控制更加靈活便利，斷削效果更佳;再次，數(shù)控刀具切削部分的幾何尺寸必須進行嚴格控制，保證刀體刀片及刀桿反復裝卸精度的穩(wěn)定性，換句話說，就是將刀片或刀具切削參數(shù)及幾何參數(shù)等進行規(guī)范，促進其典型化;最后，數(shù)控刀具刀柄及刀片的自動換刀及定位基準系統(tǒng)需要不斷優(yōu)化，促進其規(guī)格化、通用化等，同時設置相應的調(diào)整及控制尺寸的功能，或者直接配置能夠自動補償?shù)毒吣p的裝置。

　　2數(shù)控刀具的選擇標準

　　2.1數(shù)控刀具的型號選擇標準

　　對于型號這一問題，國內(nèi)外的刀具廠商進行了統(tǒng)一，將IS0作為統(tǒng)一標準。在進行數(shù)控刀具的選擇時，型號不同，其具體的參數(shù)也不同，不同的參數(shù)所代表的就是不同型號的刀具。 數(shù)控刀具的具體參數(shù)與數(shù)控機床的適配性關(guān)系到整個數(shù)控機床的運行效率，因此，在選擇過程中需要關(guān)注到數(shù)控刀具的型號，提升數(shù)控機床的整體運行效率。

　　2.2數(shù)控刀具的刀片形狀選擇

　　①刀片的形狀。刀片的形狀也是選擇數(shù)控刀具時需要考慮的一個依據(jù)。一般來說，不同的形狀是因為加工部位不同的形狀形成的，我們一般所說的刀片形狀往往就是指數(shù)控車的刀片形狀，常見的刀片形狀有刀尖角、刀具主偏角、刀具有效刃數(shù)等。不同數(shù)控機床的功能不同，同一數(shù)控機床的不同操作環(huán)節(jié)也有著不同的操作需要。

　　②刀片的類型。數(shù)控刀具的刀片類型一般是從刀具是否存在中心孔或斷屑槽來說的，選擇刀具時，只要確定了刀體，就可以根據(jù)可用刀片選擇相應的一種或幾種類型。一般來說，正反面都有刀刃的類型更具優(yōu)勢。在數(shù)控刀具選擇過程中，由于不同數(shù)控機床相應位置的設計不同，因此也需要根據(jù)其安裝位置等選擇相應類型的數(shù)控刀具。

　　③刀尖的半徑。數(shù)控刀具的刀尖半徑指的是刀尖的圓弧半徑，這一數(shù)據(jù)直接影響著刀具的切削效率，決定著被加工工件的精度及其表面粗糙程度等。最常被選用的刀具，其刀尖圓弧半徑一般要不小于l.25倍的最大進給量。刀尖的半徑越小，精確度和切削效率也相對較高，因此，在數(shù)控刀具選擇過程中需要對數(shù)控機床操作精確度要求和產(chǎn)品精確度要求等進行綜合考量，選擇性能最佳的數(shù)控刀具。

　　2.3數(shù)控刀具車刀類型的選擇

　　在選擇刀具時，對于刀具的強度有著嚴格的標準，其強度必須能夠達到一定的標準，而且不能與工件間存在沖突。從刀具刀桿頭部形式方面來說，選擇的主要指標應該以直頭及主偏角為標準。在選擇車刀類型的時候，應該將刀具的主偏角作為主要參考。至于刀片卡緊方式的選擇則應該將刀片形狀及切削強度作為選擇標準。

　　2.4數(shù)控刀具的刀桿尺寸選擇

　　數(shù)控刀具的刀桿尺寸指的是刀桿的長度、寬度以及刀尖的高度，而且這三者之間是相互對應的關(guān)系。刀桿尺寸的選擇應以具體的機床類型及標準為依據(jù)，做到相互匹配即可。合理選擇數(shù)控刀具刀桿尺寸，能夠幫助數(shù)控刀具最大限度地發(fā)揮其作用，保證數(shù)控機床運行的連貫性和流暢性，提升數(shù)控機床運行效率。

　　3數(shù)控刀具系統(tǒng)的設計優(yōu)化途徑

　　3.1對數(shù)控刀具中工位刀具系統(tǒng)的優(yōu)化設計

　　數(shù)控刀具應用于機械制造中應該將其作為一個完整的系統(tǒng)，對其系統(tǒng)設計進行優(yōu)化，首先就應該做好工位刀具系統(tǒng)的優(yōu)化：其一，如果刀具安裝的方向?qū)崗较虻脑挘溟L度就要進行控制，避免在刀位轉(zhuǎn)換過程中機床內(nèi)壁與刀具發(fā)生碰撞;其二，如果刀具恰好位于鄰刀位的位置，就應該控制好大直徑帶小孔工件加工過程中的干擾問題;其三，在小直徑內(nèi)控的加工中，如果工件的直徑比較大，就要預留出充足的空間，避免相互干擾;其四，如果在系統(tǒng)調(diào)試時不能準確判斷機床內(nèi)壁與刀具之間是否存在相互干涉等問題，就需要準備相應的刀具干涉圖。在對數(shù)控刀具中工位刀具系統(tǒng)的優(yōu)化設計過程中，需要不斷協(xié)調(diào)刀具位置以及長度等多方面因素，提升其與整個數(shù)控系統(tǒng)的適配性。數(shù)控刀具干涉圖以及安裝示意圖的設置，能夠有效提升數(shù)控刀具的安裝效率以及位置的準確性，提升數(shù)控刀具系統(tǒng)安裝的成功率。

　　3.2刀架最大轉(zhuǎn)動慣量的優(yōu)化設計

　　在數(shù)控刀具系統(tǒng)設計優(yōu)化過程中，必須對刀架的最大轉(zhuǎn)動慣量進行嚴格控制，將其控制在可控的范圍之內(nèi)，以免發(fā)生不必要或者嚴重的事故。因為一旦忽視刀架最大轉(zhuǎn)動慣量的管控設計，容易導致數(shù)控機床以及數(shù)控刀具系統(tǒng)在運行過程中因為高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機械慣性而對周圍的操作工人造成傷害。對于刀架的最大轉(zhuǎn)動慣量控制應該根據(jù)刀夾的重量、鏜桿的直徑以及其長度等要素進行計算，保證計算結(jié)果的精確性，尤其是當上述要素數(shù)據(jù)較大時，一定要做好最大轉(zhuǎn)動慣量的計算并進行精準控制。在這一環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計過程中，還可以采用模擬實驗的方式，對其進行運行模擬，提升數(shù)控刀具系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

　　4 結(jié)語

　　數(shù)控刀具在機械制造行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，在制造業(yè)發(fā)展需求更高的今天，對于數(shù)控刀具的選擇及其系統(tǒng)的設計優(yōu)化應該引起足夠重視，選擇最佳的刀具，通過不斷優(yōu)化，保證工作效率、生產(chǎn)過程的經(jīng)濟效益等。

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