數(shù)控車削加工刀具的優(yōu)化

1、數(shù)控車削加工刀具的優(yōu)化最近幾年來，數(shù)控車床的應(yīng)用日益廣泛，機械制生產(chǎn)企業(yè)和各類職業(yè)院校越來越普遍地采用數(shù)控車床進(jìn)行零件加工和技術(shù)培訓(xùn)，在生產(chǎn)實踐中，數(shù)控車削刀具的優(yōu)化對于提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有十分重要的作用，刀具問題解決不好，直接影響到能否完成加工，能否達(dá)到加工要求和提高生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)實踐中，最常用的刀具問題主要刀具壽命短，刀具易損壞、易磨損，刀具更換頻繁，刀具維修時間長，影響生產(chǎn)。因此數(shù)控車削加工刀具的優(yōu)化對于保證加工質(zhì)量，減少停機時間，提高加工效率具有舉足輕重的作用。下面主要以軸類零件的數(shù)控車削加工為例，對數(shù)控車削加工刀具的優(yōu)化進(jìn)行分析與探討。1 .數(shù)控車削加工常用的刀具類型、刀具材

2、料數(shù)控車削加工常用的刀具主要有外圓車刀、切槽刀、切斷刀、螺紋車刀等。常用的刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金，陶瓷合金刀具材料在實踐中用得不多。在加工中最常用的硬質(zhì)合金的主要YT15YT30YG3YG8等牌號的硬質(zhì)合金。2 .數(shù)控車削加工刀具常見刀具問題及原因分析數(shù)控車削加工刀具主要以下幾個方面。2.1 刀具磨損快，需要頻繁重磨。造成此問題的主要原因是選用的刀具材料耐磨和耐熱性能較差，在加工過程中，不適應(yīng)高速和高溫條件切削和較高硬度工件材料的切削，切削過程中冷卻和潤滑條件不好，容易造成直接造成直接造成車刀快速磨損。2.2 刀具易崩刃，易損壞，更換頻繁。造成此類問題的主要原因是選用的刀具材料韌性較差，在

3、加工過程中，如遇到振動、沖擊，很容易產(chǎn)生車刀崩刃。2.3 刀具修理、重磨、安裝時間長，影響生產(chǎn)。造成造成此類問題的常見原因主要是選用焊接結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金車刀和選擇用高速鋼車刀。焊接結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金車刀崩刃后，就需要重新焊接和刃磨，需要較長時間，一把焊接結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金車刀重新焊接和刃磨往往需要一兩個小時甚至更多，一把高速鋼車刀的重磨也需要一定的時間，換刀還需要一定的拆裝時間。由此可見，此類問題對生產(chǎn)的影響是相當(dāng)嚴(yán)重的，這個問題如果解決不好，就可能造成刀具損壞過快、換刀頻繁，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，有時甚至造成直接備用刀具供應(yīng)不上而被迫停機和停產(chǎn)。3 .數(shù)控車削加工刀具優(yōu)化做好刀具優(yōu)化工作，對于保障加工生產(chǎn)的正常

4、進(jìn)行，具有舉足輕重的作用。在生產(chǎn)中可以從以下幾個方面解決好數(shù)控車削加工刀具優(yōu)化問題。3.1正確選用刀具材料。在車削加工中，要根據(jù)不同的條件，合理選擇刀具材料，優(yōu)先選擇用耐磨和耐熱性能好的刀具材料。在生產(chǎn)中，硬質(zhì)合金刀具材料和高速鋼刀具材料都很常見，這兩類刀具材料的性能特點如下:硬質(zhì)合金：耐磨性能和耐熱性能好，能適應(yīng)高速切削，但韌性較差，不耐沖擊和振動。高速鋼刀具：耐磨性能和耐熱性能不如硬質(zhì)合金，不能適應(yīng)高速切削，但韌性較好，耐沖擊和振動。在生產(chǎn)中使用高速鋼刀具需要控制好車削溫度，通常要施加充足的冷卻液，以水性冷卻液為主，采用中低速切削，可以獲得良好的效果。在生產(chǎn)中，中高碳鋼、灰口鑄鐵零件、有色

5、金屬材料的車削最為多見，要根據(jù)不同的加工情況選好刀具材料和牌號。下表為生產(chǎn)中常見的刀具材料選擇案例，在生產(chǎn)中還要根據(jù)情況做好刀具材料優(yōu)化選擇。表1數(shù)控車削刀具材料選擇方案工件材料刀具材料中高碳鋼粗車：選用YT15牌號的硬質(zhì)合金刀具材料，可適應(yīng)當(dāng)120米/分左右的切削速度。在冷卻條件較好的情況下，可選用高速鋼車刀進(jìn)行粗車，切削速度不般不要超過60米/分，可適應(yīng)沖擊較大的切削。精車：選用YT30牌號的硬質(zhì)合金刀具材料。較少選擇用高速鋼進(jìn)行精車，特別是較長臺階的車削，因高速鋼刀具的磨損可能會造成圓柱度誤差過大，影響精車的尺寸精度。HT200粗車：一般選用YG3牌號的硬質(zhì)合金刀具材料。在冷卻條件較好的

6、情況下，可選用高速鋼車刀進(jìn)行粗車，但實踐中較少見，鉆孔加工則較常用高速鋼刀具。青車：一般選用YG8牌號的硬質(zhì)合金刀具材料。有色金屬鑄件粗車：一般選用YG3牌號的硬質(zhì)合金刀具材料。在冷卻條件較好的情況下，可選用高速鋼車刀進(jìn)行粗車，但實踐中較少見，鉆孔加工則較常用高速鋼刀具。青車：一般選用YG8牌號的硬質(zhì)合金刀具材料。2 .正確選擇用選用刀具結(jié)構(gòu)2.1 優(yōu)先選用機夾式結(jié)構(gòu)或可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)。數(shù)控車削加工的零件種類主要有短軸類零件、套類零件、輪盤零件，最常見的加工表面外圓、端面、退刀槽、螺紋，這幾種加工表面的加工主要用外圓車刀、切槽刀、螺紋刀。由于數(shù)控車床自動化程度高，為了發(fā)揮數(shù)控車床的優(yōu)勢，一般要求

7、數(shù)控車刀要耐用，要避免刀具經(jīng)常損壞和頻繁拆裝刀具。選擇用機夾式刀具結(jié)構(gòu)或可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)，車刀刀刃磨損或崩刃時，不需要焊接重磨，只需調(diào)換刀片或調(diào)整刀片位置就可以繼續(xù)進(jìn)行加工，停機時間短，節(jié)省時間，有利于提高生產(chǎn)效率。2.2 適當(dāng)選用整體式車刀結(jié)構(gòu)。采用整體式高速鋼，車刀刀刃磨損過多需要重磨時，也可不需要焊接，只需重磨即可，也不需要花很多的時間，但刀具耐用度比選用機夾式結(jié)構(gòu)或可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)稍差。2.3 3盡量少用焊接式車刀結(jié)構(gòu)。焊接式結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金車刀，由于車刀崩刃不能繼續(xù)使用時，需要進(jìn)行焊刀和重磨，修復(fù)時間長，如果備用刀具不足，易造成沒有刀具而停機，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，不利于發(fā)揮數(shù)控車床的優(yōu)勢，因此，

8、機械制造企業(yè)的控車削加工已較少用焊接式車刀，在職業(yè)院校的數(shù)控車削加工實訓(xùn)中，學(xué)生的操作水平不高更容易造成直接經(jīng)濟損成刀具損壞，更要少用焊接式車刀，以免刀具頻繁更換，影響教學(xué)實訓(xùn)的正常開展。實踐證明選用機夾式結(jié)構(gòu)或可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)的車刀，獲得的效果最佳。2013年，在百色職業(yè)學(xué)院進(jìn)行的一期數(shù)控車工訓(xùn)練中，需要加工45號鋼材料的短軸，我們最初選用的是一批焊接式硬質(zhì)合金車刀，刀具種類有外圓車刀、切斷刀、螺紋刀，在訓(xùn)練過程中，這批刀具頻繁出現(xiàn)崩刃，訓(xùn)練受到嚴(yán)重影響，只能先用原有的整體式高速鋼刀具應(yīng)急，總算使訓(xùn)練不受太大的影響，高速鋼車刀磨損快，特別是在精加工過程中析刀件崩,刀具的磨損會導(dǎo)致加工精度受影響

9、，效果仍不夠理想。經(jīng)過綜合分,決定購進(jìn)一批可轉(zhuǎn)位數(shù)控車刀，其中包括外圓車刀、切斷刀、螺紋,經(jīng)試用后，使用效果比較理想，加工質(zhì)量可以保證，在高速切削條,用冷卻液，車刀刀片的每個刀刃都能使用較長的時間，很少出現(xiàn)刃現(xiàn)象，使用效果較理想。另外，從刀具成本來看，盡管可轉(zhuǎn)位車刀的刀桿、刀片價格較高，但綜合來看，可轉(zhuǎn)位車刀仍然具有較高的性價比，特別是個圓車刀，每一個刀片有個刀刃可輪換使用，刀片質(zhì)量優(yōu)良，刀具壽命長，刀具成本仍低于焊接式硬質(zhì)合金車刀，具有良好的經(jīng)濟性。3 .優(yōu)化刀具參數(shù)優(yōu)化車刀參數(shù)，是保證加工質(zhì)量、延長刀具使用壽命的重要手段。粗車時應(yīng)保證主切削刃的強度足夠，并注意保證主切削刃有足夠的切削能力，減小切削力，提高刀尖的強度和散熱能力。精車時要保證主切削刃的切削能力、減小切削力，保證刀尖有足夠的耐用度。面以45號鋼軸外圓表面的車削為例，對粗車和精車刀具角度的選擇進(jìn)行對比。在加工實踐中，粗車采用較大前角，可提高主切削刃的切削能力，減小切削力，但應(yīng)注意保證主切削刃的強度，根據(jù)工件材料的硬度、韌性、切削條