數控車削加工刀具的優(yōu)化

1、數控車削加工刀具的優(yōu)化最近幾年來，數控車床的應用日益廣泛，機械制生產企業(yè)和各類職業(yè)院校越來越普遍地采用數控車床進行零件加工和技術培訓，在生產實踐中，數控車削刀具的優(yōu)化對于提高加工質量和生產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，能否達到加工要求和提高生產效率。在生產實踐中，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。因此數控車削加工刀具的優(yōu)化對于保證加工質量，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控車削加工為例，對數控車削加工刀具的優(yōu)化進行分析與探討。1 .數控車削加工常用的刀具類型、刀具材

2、料數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合金的主要YT15YT30YG3YG8等牌號的硬質合金。2 .數控車削加工刀具常見刀具問題及原因分析數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，很容易產生車刀崩刃。2.3 刀具修理、重磨、安裝時間長，影響生產。造成造成此類問題的常見原因主要是選用焊接結構的硬質合金車刀和選擇用高速鋼車刀。焊接結構硬質合金車刀崩刃后，就需要重新焊接和刃磨，需要較長時間，一把焊接結構的硬質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，此類問題對生產的影響是相當嚴重的，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，嚴重影響生產，有時甚至造成直接備用刀具供應不上而被迫停機和停產。3 .數控車削加工刀具優(yōu)化做好刀具優(yōu)化工作，對于保障加工生產的正常

4、進行，具有舉足輕重的作用。在生產中可以從以下幾個方面解決好數控車削加工刀具優(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。在生產中，硬質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:硬質合金：耐磨性能和耐熱性能好，能適應高速切削，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合金，不能適應高速切削，但韌性較好，耐沖擊和振動。在生產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，要根據不同的加工情況選好刀具材料和牌號。下表為生產中常見的刀具材料選擇案例，在生產中還要根據情況做好刀具材料優(yōu)化選擇。表1數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牌號的硬質合金刀具材料，可適應當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行粗車，切削速度不般不要超過60米/分，可適應沖擊較大的切削。精車：選用YT30牌號的硬質合金刀具材料。較少選擇用高速鋼進行精車，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牌號的硬質合金刀具材料。有色金屬鑄件粗車：一般選用YG3牌號的硬質合金刀具材料。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牌號的硬質合金刀具材料。2 .正確選擇用選用刀具結構2.1 優(yōu)先選用機夾式結構或可轉位車刀結構。數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。由于數控車床自動化程度高，為了發(fā)揮數控車床的優(yōu)勢，一般要求

7、數控車刀要耐用，要避免刀具經常損壞和頻繁拆裝刀具。選擇用機夾式刀具結構或可轉位車刀結構，車刀刀刃磨損或崩刃時，不需要焊接重磨，只需調換刀片或調整刀片位置就可以繼續(xù)進行加工，停機時間短，節(jié)省時間，有利于提高生產效率。2.2 適當選用整體式車刀結構。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構或可轉位車刀結構稍差。2.3 3盡量少用焊接式車刀結構。焊接式結構的硬質合金車刀，由于車刀崩刃不能繼續(xù)使用時，需要進行焊刀和重磨，修復時間長，如果備用刀具不足，易造成沒有刀具而停機，嚴重影響生產，不利于發(fā)揮數控車床的優(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)院校的數控車削加工實訓中，學生的操作水平不高更容易造成直接經濟損成刀具損壞，更要少用焊接式車刀，以免刀具頻繁更換，影響教學實訓的正常開展。實踐證明選用機夾式結構或可轉位車刀結構的車刀，獲得的效果最佳。2013年，在百色職業(yè)學院進行的一期數控車工訓練中，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合金車刀，刀具種類有外圓車刀、切斷刀、螺紋刀，在訓練過程中，這批刀具頻繁出現崩刃，訓練受到嚴重影響，只能先用原有的整體式高速鋼刀具應急，總算使訓練不受太大的影響，高速鋼車刀磨損快，特別是在精加工過程中析刀件崩,刀具的磨損會導致加工精度受影響

9、，效果仍不夠理想。經過綜合分,決定購進一批可轉位數控車刀，其中包括外圓車刀、切斷刀、螺紋,經試用后，使用效果比較理想，加工質量可以保證，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，很少出現刃現象，使用效果較理想。另外，從刀具成本來看，盡管可轉位車刀的刀桿、刀片價格較高，但綜合來看，可轉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，刀片質量優(yōu)良，刀具壽命長，刀具成本仍低于焊接式硬質合金車刀，具有良好的經濟性。3 .優(yōu)化刀具參數優(yōu)化車刀參數，是保證加工質量、延長刀具使用壽命的重要手段。粗車時應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，但應注意保證主切削刃的強度，根據工件材料的硬度、韌性、切削條