怎樣提高CNC數(shù)控加工中心刀具的使用壽命？

數(shù)控加工中心在使用過(guò)程中，刀具會(huì)不同程度的磨損，而一把刀具能夠用多少次或多長(zhǎng)時(shí)間往往是固定的。我們把刀具從開始加工到刀尖報(bào)廢整個(gè)過(guò)程中刀尖切削工件的時(shí)間或切削過(guò)程中在工件表面實(shí)際時(shí)間稱為刀具壽命。

在刀具的壽命即將結(jié)束時(shí)，數(shù)控加工中心用戶希望提前知道這一事實(shí)，以提前準(zhǔn)備新的刀具，而不至于刀具壽命結(jié)束加工出廢件才去*換刀具。

由于刀具壽命大致是固定的，刀具制造商在實(shí)驗(yàn)室中相對(duì)理想的狀態(tài)下基本可以測(cè)算出來(lái)。根據(jù)不同的工件材質(zhì)、不同的切削深度和進(jìn)給量，按每個(gè)刀刃連續(xù)加工15－20分鐘進(jìn)行計(jì)算，算出相應(yīng)的線速度與進(jìn)給速度的關(guān)系，即構(gòu)成了相應(yīng)的切削參數(shù)表。各刀具制造商的切削參數(shù)表通常也各不相同。

數(shù)控加工中心刀具切削參數(shù)表

圖1  某知名刀具廠商切削參數(shù)表

但是刀具壽命真的是固定不變的嗎，我們能否提高呢？刀具的壽命又會(huì)受到哪些因素的影響呢？接下來(lái)小編就要和各位聊聊刀具壽命的那點(diǎn)事兒。

1、刀具壽命能否提高？

（1）刀具壽命大致是確定的，但能否進(jìn)一步提高刀具壽命？

刀具壽命可以提高，但只能以犧牲線速度為前提。線速度越低，刀具壽命增加相應(yīng)*明顯。但線速度過(guò)低，可能導(dǎo)致加工表面產(chǎn)生振動(dòng)，反而降低刀具壽命。

（2）提高刀具壽命有沒(méi)有實(shí)際意義？

提高刀具壽命沒(méi)有實(shí)際意義。工件的加工成本中，刀具成本所占的比例非常少。線速度降低，即使刀具壽命增加，但由于工件加工時(shí)間也相應(yīng)增加，刀具加工的工件數(shù)量不一定會(huì)增加，反而工件加工成本會(huì)增加。

所以我們*需要做的事情是在保證刀具加工壽命正常的情況下，盡可能的提高工件加工數(shù)量。

2、影響刀具壽命的因素

不考慮刀具質(zhì)量等自身原因，影響刀具壽命的因素主要為以下幾點(diǎn)：

（1）線速度

線速度對(duì)刀具壽命的影響*大。如果線速度高于樣本規(guī)定線速度的20％，刀具壽命將降低為原來(lái)的1/2；如果提高到50％，刀具壽命將只有原來(lái)的1/5。要提高刀具的使用壽命，必須要知道每種被加工工件的材質(zhì)、狀態(tài)以及選用刀具的線速度范圍。每家公司的刀具，線速度都不相同，可從該公司提供的相關(guān)樣本中進(jìn)行初步查找，再在加工時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，即可取得比較理想的效果。線速度在粗加工和精加工時(shí)的數(shù)據(jù)并不一致，粗加工以去余量為主，線速度要低；精加工以保證尺寸精度和粗糙度為主，線速度要高。

（2）切深

切深對(duì)刀具壽命的影響沒(méi)有線速度大。每種槽型都有一個(gè)比較大的切深范圍。粗加工時(shí)，切深盡量加大，保證*大的余量去除率；精加工時(shí)，切深盡量小，保證工件的尺寸精度和表面質(zhì)量。但切深不能超過(guò)槽型的切削范圍。如果切深過(guò)大，刀具無(wú)法承受切削力，導(dǎo)致刀具崩刃；如果切深過(guò)小，刀具只是在工件表面進(jìn)行刮削和擠壓，也可能導(dǎo)致后刀面磨損，從而降低刀具壽命。

（3）進(jìn)給速度

相比較線速度和切深，進(jìn)給對(duì)刀具壽命的影響較小，但對(duì)工件的表面質(zhì)量影響很大。粗加工時(shí)，加大進(jìn)給可以提高余量的去除率；精加工時(shí)，降低進(jìn)給可以提高工件的表面粗糙度。在粗糙度允許的情況下，可以盡量加大進(jìn)給，提高加工效率。

3、刀具壽命與加工工件件數(shù)的關(guān)系

在刀具壽命范圍內(nèi)，能否提高工件的加工數(shù)量？

在刀具壽命范圍內(nèi)，刀具有效切削工件的長(zhǎng)度就決定了實(shí)際加工工件的件數(shù)。要提高工件的加工數(shù)量，意味著減少單個(gè)工件的加工時(shí)間和切削長(zhǎng)度。可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整刀具切削參數(shù)來(lái)減少工件的加工時(shí)間：

（1）在合理的線速度范圍內(nèi)，適當(dāng)提高線速度不能減少工件的加工長(zhǎng)度，但能縮短工件加工時(shí)間；

（2）切削深度的加大可減少粗加工次數(shù)，降低工件的有效切削長(zhǎng)度，從而縮短加工時(shí)間；

（3）適當(dāng)加大進(jìn)給也可以有效降低切削長(zhǎng)度，縮短加工時(shí)間。

4、刀具*換的條件

刀具*換的標(biāo)準(zhǔn)主要體現(xiàn)以下三個(gè)方面：

（1）刀具發(fā)生了磨耗。刀具在切削的過(guò)程中因?yàn)槟ズ模镜某叽缫箅y以保證了，這個(gè)時(shí)候刀具必須*換。

（2）刀具的缺損。刀具的缺損是指發(fā)生缺口、崩斷等問(wèn)題。刀具一旦發(fā)生缺損必然會(huì)有不良或修理發(fā)生，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響是非常大的。所以對(duì)刀具的缺損設(shè)定合適的檢出裝置如傳感是非常必要的。

（3）品質(zhì)不良。因?yàn)榈毒咂焚|(zhì)不良而需要*換刀具。

5、影響刀具壽命和質(zhì)量的因素

影響刀具壽命和質(zhì)量分為客觀因素和主觀因素：

（1）客觀因素有如下幾點(diǎn)：

a)刀具的材質(zhì)、形狀。

b)切削條件：切削厚度、切削速度。

c)產(chǎn)品的材質(zhì)、硬度。

d)產(chǎn)品的品質(zhì)要求：尺寸精度、表面粗糙度。

e)設(shè)備的剛性：動(dòng)作的精度和剛性。

（2）主觀因素有如下幾點(diǎn)：

a)不遵守刀具的使用規(guī)范和保養(yǎng)規(guī)范：不遵守刀具使用規(guī)范和保養(yǎng)規(guī)范的主要表現(xiàn)是：進(jìn)刀過(guò)快，使用錯(cuò)誤的刀具類型，刀具沒(méi)有擰緊等，這些因素導(dǎo)致刀具消耗過(guò)快。

b)不遵守刀具的定期*換規(guī)范：對(duì)于特定產(chǎn)品、特定種類的刀具而言，根據(jù)刀具壽命設(shè)定的*換周期是有要求的，但是在一般生產(chǎn)中，不遵守規(guī)范的不是特別多，有超長(zhǎng)使用刀具的傾向。

c)*換周期是建立在理想狀態(tài)下的，而企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候，切削條件會(huì)發(fā)生一些變*，產(chǎn)品形狀、硬度發(fā)生了變化或偏差。出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)的切削條件必須要變*。要遵守*換規(guī)范，*多的時(shí)候是要關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)的變異問(wèn)題，對(duì)刀具*換的設(shè)定值要經(jīng)常修正，包括刀具的*換方法、重點(diǎn)、切削條件這些相應(yīng)的要素。規(guī)范要不斷地進(jìn)行檢討修正，遵守才有意義，不然的話，死板的遵守只能導(dǎo)致一些壞的后果。

6、延長(zhǎng)刀具使用壽命的方法

刀具壽命是一定的，各刀具制造商會(huì)提供理想狀態(tài)下的測(cè)試值，但是正常使用狀態(tài)下比較難得達(dá)到理想狀態(tài)，如何接近理想壽命，我們加工中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

（1）加強(qiáng)日常保養(yǎng)，通過(guò)一些看似簡(jiǎn)單的工作將刀具的壽命延長(zhǎng)：

a)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，尤其是刀具夾持裝置、工作臺(tái)面、刀具存放場(chǎng)所等，進(jìn)行徹底的清掃。

b)定期進(jìn)行刀具精度的維護(hù)保養(yǎng)。

c)確認(rèn)刀具與夾持裝置的螺釘緊固。

d)安裝與拆卸的時(shí)候，對(duì)泄露臟污及時(shí)進(jìn)行清掃。

（2）把握與調(diào)整*佳切削條件：

a)設(shè)定良好的切削條件并給予維持。

b)通過(guò)振動(dòng)分析等了解刀具切削狀態(tài)，并適時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使刀具有良好的工作環(huán)境。

c)一旦刀具*換對(duì)尺寸必須進(jìn)行調(diào)整，保證緊固條件和切削條件的適當(dāng)。

（3）預(yù)測(cè)刀具壽命，采取相應(yīng)的對(duì)策：

使用將出現(xiàn)缺陷的刀具是非常危險(xiǎn)的。從安全的角度考慮，我們?cè)O(shè)定刀具*換標(biāo)準(zhǔn)是防止出現(xiàn)問(wèn)題的重要手段。許多時(shí)候，生產(chǎn)員工不是按照刀具的使用時(shí)間來(lái)*換刀具，二是根據(jù)刀具的狀況來(lái)判斷是否進(jìn)行*換。這樣，在刀具的使用極限前（故障發(fā)生前，或者其它不可挽回不良的問(wèn)題發(fā)生前），對(duì)問(wèn)題的征兆進(jìn)行確認(rèn)和分析的能力和經(jīng)驗(yàn)就非常有必要。我們應(yīng)該確立一些具體的、詳細(xì)的刀具狀況判斷標(biāo)準(zhǔn)，使我們能針對(duì)刀具剛出現(xiàn)一些征兆，就能判斷出來(lái)，并確定準(zhǔn)確的刀具*換時(shí)間，這樣既可以*大限度地使用刀具，又能夠不因使用不良刀具影響生產(chǎn)和安全。設(shè)定良好的切削條件并給予維持。

（4）做好刀具壽命管理管控記錄表