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优化机械数控加工:刀具的使用与控制

【机械工业网】 时间:2024-02-18 来源:本站 浏览:

在当今这个科技迅猛发展的时代,数控机床因其有着传统机床不可比拟的优势,毫无疑问是机械生产加工的第一选择。在机械数控加工的过程中,刀具的使用和控制对产品加工精度、质量以及生产效率有着直接的影响。刀具的使用效果与多个因素相关。

为了实现最佳的机械数控加工效果,必须根据具体的加工需求合理控制刀具的使用,通过科学的刀具管理和维护,延长刀具的使用寿命,提高加工的稳定性和一致性,从而有效提高生产效率与生产质量。科学合理地控制刀具的使用是实现最佳机械数控加工效果的关键。通过优化刀具管理和维护,不仅可以提高加工质量和生产效率,还能降低生产成本,提升企业的经济效益。因此,加强对刀具使用的合理性控制和管理,对于现代制造企业而言至关重要。

1刀具的使用特点

在当今的机械制造生产中,机械数控加工技术已经成为主流应用,并且在众多加工方式中展现出独特的优势。在这一过程中,刀具作为重要的加工工具,其使用特点对于加工效率和产品质量起着至关重要的作用。

①互换性

首先,互换性是刀具使用中的重要特点之一。在机械数控加工中,刀具必须适应不同的加工环节和工件需求,需要在不同的加工环节中进行灵活切换。通常情况下,刀具会安装在刀库上,并根据加工工件、程序等要求进行合理的切换。在这一过程中,程序编写的合理性和刀具数量的调控都至关重要。另外,在钻、镗、扩等工序中,刀具的快速互换和精准安装也是确保加工效率和质量的重要保障。在实际生产中,充分发挥刀具的互换性,能够提高加工效率和灵活性,从而更好地满足客户的需求和市场的竞争。

②刚性

其次,刚性是刀具在机械数控加工使用中需要特别重视的一个方面。刀具的刚性直接影响着加工精度和效率。如果刀具的刚性不足,就会容易导致刀具出现倾斜、破损和振动等现象,影响加工质量和效率。更为严重的是,刀具的振动还会加剧磨损程度,进而缩短刀具的使用寿命。当前,设计人员在进行刀具的设计时通常以刀柄杆为核心。在设计过程中,需要特别关注刀具的刚性与圆柱长的三次方是否成反比、与圆柱截面直径四次方是否成正比。这些参数的值直接影响着刀具设计是否合理。此外,选用刀具时,短柄刀具更能确保其刚性。

③精密性、材质

此外,精密性和材质也是刀具使用在机械数控加工中需要重点关注的方面。高精密度的刀具能够保证产品加工的精度和质量,而合适的材质选择能够提高刀具的耐磨性和使用寿命。因此,在刀具的选用和使用过程中,需要对不同类型刀具的精密度进行检测和评估,选择性能优良的刀具,以确保加工效果和经济效益的最大化。

刀具的使用特点包括互换性、刚性、精密性和材质等。充分理解和把握这些特点,采取合适的措施和选择合适的刀具,将有助于提高加工效率、降低生产成本,进而推动整个制造业的发展和进步。

2、科学合理选用刀具

在机械数控加工中刀具的选择至关重要,以下是科学合理选用刀具的关键步骤:

1.刀具的切削性能:不同材料的零件需要不同切削性能的刀具。对于像钛合金这一类的硬质材料,适合使用耐磨性良好的硬质合金刀具;对于像铜这一类的软性材料,可使用前角偏大的立铣刀,但刀具齿数不宜过多。

2.刀具的完好性与锋利性:在加工过程中刀具会经历旋转、振动及处在高温环境中。不可避免的会导致其磨损。因此,定期检查刀具的完好性和锋利性至关重要。倘若发现损坏,应及时修理或更换,以确保加工生产不受影响。

3.刀具相关参数:刀具的切削量、线速度、进给速度等参数设置需根据不同的加工材料和工艺合理灵活调整。例如,在粗加工时,应调慢速度、放低切削速度,但可增大进给速度;在快完成时,可稍微加快速度,但降低进给速度。

4.综合考量刀具特性:针对不同加工需求,选择合适的刀具轨迹。例如,高速切削时选用硬质合金刀具。在加工材料类型发生变化时,必须检查刀具相关参数是否与加工要求相匹配。

通过以上步骤科学合理地选用刀具,可以提高加工效率和产品质量,延长刀具使用寿命,从而为机械数控加工提供良好支持。

3、刀具控制策略

1.严格控制加工精度

有效控制刀具的结构合理性和切削热也极为重要。刀具主要由装夹部分和工作部分组成。刀具的结构直接影响加工精度,因此在使用时需确保结构具备足够的抗弯性和抗冲击韧性,以满足加工标准,保证刀具性能良好。同时,机械数控加工涉及多种材料,如铜、铝、玻璃纤维等,与刀具摩擦会产生大量切削热。随着刀具与材料接触面逐渐增大,切削阻力也逐步增加,综合作用导致切削热增加,加剧刀具磨损。因此,切削液的选择尤为重要。不同刀具匹配的切削液也有所不同,根据需求选择适合的切削液。例如,陶瓷材质的刀具通常选用水基切削液,在加工高强度材料时效果显著。

2.控制钻孔质量

钻孔的位置、孔壁精细程度和孔洞毛刺等因素直接影响刀具的切削效果和加工质量。因此,每次完成钻孔后,需要技术人员根据技术标准进行钻孔的检查,确保孔壁平滑,没有残留过多毛刺,并判断刀具是否异常或者是否需要研磨。

3.相关装置设计

刀具的刀刃性能是刀具合理使用控制的核心。它直接关系到机械数控加工的质量、效率以及成本。

1. 定位装置设计:定位装置是确保工件定位稳定的基础,要依据工件加工要求确定自由阈值,并结合工件结构特征和加工生产条件进行调整。设计时应避免欠定位情况的发生,优选定位元件,计算定位误差,确保定位质量。

2.夹紧装置设计:夹紧装置是保证工件的装夹刚性是否符合生产标准并确保定位可靠的关键。设计时需根据夹具夹紧力的作用点和方向确定夹具夹紧着力点和方向,根据切削力确定夹紧力大小。根据夹具行程的长短和力度的大小选择合适的夹紧模式,以保证加工效率。

3.导向装置设计:需针对待加工表面和详细要求进行设计,明确刀具装置的用途和模板套用模式。根据待加工表面形状和要求设计元件类型,确定详细尺寸,并计算对刀误差,以保证加工精度在合理范围内。

4.研磨处理

刀具磨损是机械数控加工中一个常见问题,而刀具研磨处理则是解决这一问题的关键一环。在机械加工领域的实践中,刀具使用时间越长,其磨损情况就越严重。磨损严重的刀具会增加与工件间的摩擦力,进而拖慢加工速度,增加能耗,导致加工精度降低,产品质量无法达标,这在实际加工生产中时常发生。因此,刀具研磨处理工作至关重要。通过研磨,可以消除刀具的磨损层,提升其锋利程度,从而确保加工精度和效率。

同时,在进行刀具研磨时,需要合理控制研磨次数,过度研磨会导致刀具变薄,影响使用寿命,增加加工成本。另一方面,需要提前对刀具磨损情况进行全方位检查与分析,以避免刀具二次损伤情况的发生。此外,对不同类型刀具的研磨规律也需要进行总结和分析,因为不同刀具的使用频次和加工方式各不相同,不能一概而论,否则会导致刀具无故损耗。

结束语

在机械数控加工领域,科学合理地控制刀具的使用是确保生产效率和产品质量的关键。通过充分理解和把握刀具的使用特点,采取适当的选用和管理措施,可以提高加工效率、降低生产成本,并推动整个制造业的发展和进步。因此,加强对刀具使用的合理性控制和管理,对于现代制造企业而言至关重要。

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