摘要：随着国家经济的快速发展，对高速铁路客车、城市轨道交通装备的需求量逐年加大。这些装备的制造生产过程涉及大量的机械加工，尤其是铝合金切削加工。企业所加工产品的尺寸、形状、位置精度、表面形貌等都与刀具的性能、质量及正确的使用与维护相关，这些直接影响到能否顺利加工出所需要的合格产品，影响所使用设备的稳定运行，直接关系到企业的制造成本。本文仅在铝合金高速切削用刀具的使用、工艺编程与维护方面进行分析介绍，并根据实际情况提出一些建议，希望对读者有一些借鉴的作用。
关键词：刀具的选择；编程注意事项；刀具的安装与维护；保养
引言：
高速切削技术（HSC或HSM）是二十世纪迅速走向实际应用的先进加工技术。高速切削用刀具是实现高速切削的重要组成部分，刀具的正确选择与使用能有效的提高生产效率，确保产品质量。对刀具细致的维护与保养能有效延长刀具的使用寿命，降低企业刀具采购成本，间接降低产品的制造成本。作为产品的生产制造者——工人、技术人员，对刀具及其使用、维护有一个深刻的认识与了解是至关重要的。
一 切削铝合金刀具的选择
1.基本要求
铝合金不同于一般的金属材料，因此加工铝合金用刀具较之一般的刀具有一些特殊的要求。高速切削铝合金具有无可比拟的优越性，如果刀具选择不合理就会造成粘刀、积屑瘤直接影响切削效果与产品质量。铁路客车制造业对铝合金刀具的要求应更高一些，因为其加工的产品是不规则的中空型材与行腔结构，在加工的过程中由于材料内应力瞬间的释放、薄壁结构所产生的震动效应等因素的影响，要求其加工刀具不仅要具备高的动平衡特性，还要有足够的韧性与刚度确保其安全、稳定的运行。
2、刀具的选择
铝合金切削加工建议使用下列三类刀具之一：
1）不镀层的超细颗粒硬质合金刀具
2）带未含铝镀层（PVD）方法的硬质合金刀具，如镀TiN、TiC等
3）金刚石刀具
3、形状的选择
刀具的容屑空间要大，一般建议用2齿或3齿，前角、后角要大（如12°-14°，包括端齿后角）。目前也多采用45°主偏角的可转位铣刀，配用专门加工铝合金的刀片，效果更好。
二 使用刀具的编程注意事项
加工程序的编制对刀具的使用起着至关重要的作用，根据工艺编制的加工程序不光要考虑满足零件的尺寸、表面光洁度、加工效率，还应注重刀具的合理使用与设备的正常运行。车体多为不规则的型材，其内壁常有各种支撑斜筋、立筋这种斜筋、立筋会造成瞬间切削抗力增大处理不好会产生崩裂，直接损伤刀具的切削刃，严重的会直接造成刀具断裂，机床主轴精度降低。在切除大的余料时为了节省加工用时提高生产效率，常常会直接采用轮廓加工的方法。但如果不采取措施直接让余料自由掉落会有料件与刀具碰撞的危险，损伤刀具与机床。所以在编制加工程序时除了一般的工艺要求外还有几点需要考虑到：
1.立筋的处理方式
（1）当加工行腔或大的孔、口时，先将刀具行进路线上的立筋采用类似于钻削的扎刀方式切除掉，这样就避免了刀具切削过程中瞬间切削抗力的增大。同时在铣削到立筋位置时降低进给速度，防止顺铣处的立筋崩裂损伤刀具。
（2）当加工端面时应尽量使用逆铣吃刀防止立筋的崩裂。
2.斜筋的处理方式
（1）在加工行腔时常会遇到加工过程中部件的斜筋一边被加工掉，形成不规则的“悬臂”状态，继续加工时常会出现斜筋上翘、卷边，这种情况非常容易粘刀。这样的工件在编程前应尽量避开斜筋的结合部，如果不能避让那就要依据斜筋的宽度与厚度计算好吃刀深度分两次以上的方式进行切削或先对斜筋进行专门铣削。
（2）还有一种情况斜筋与部件两端都被切除，继续铣削时此“片状”的斜筋会直接折弯造成夹刀的情况损伤刀刃，严重的还会损伤主轴精度。遇到这样的情况应停止加工，将刀具抬离工件用锯条等工具将此段斜筋切割掉在继续加工。
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3.边角余料的分离与掉落方式
在型材的加工过程中为了降低刀具磨损减少切削时间提高生产效率，编程时常会余留各种边条、梁、平板等各种形状的边角余料。一般情况下根据余料形状的大小与切削方法的不同采取以下几种方式分离：
1）自由掉落
当余料与工装、机床台面不发生干涉，不会产生飞溅时可以直接准许余料采用自由掉落的方式分离。但要注意在切削的最后阶段控制好进给速度，防止余料在掉落时与刀具发生碰撞。
2）预留工艺筋
当余料比较大或细长时就要预留工艺筋。先进行粗铣，然后使用手锯将余料的工艺筋锯断使余料与工件分离，在对工件进行精铣。
3）专用工装
一些特殊的部件（侧墙）使用专用工装，在设计工装的过程中直接在大型余料的下方设置托料的横梁，这样在加工时可以不必考虑余料的掉落与分离，生产效率高。
解决好这些边角余料的分离问题不但可以减少刀具的磨损与损伤，留下的余料还可以废物利用到生产的其它工序中节约生产成本。
三 刀具的安装与维护、保养
做好刀具的安装与日常维护、保养工作是延长刀具使用寿命的关键。错误的安装会导致安全隐患，直接影响刀具的加工精度与切削效果，零件的表面光洁度。
1.安装
刀具安装前应擦拭好被夹持的柄部与刀柄的夹套或套孔，旋入前向刀柄滴两滴酒精润滑或使用专用的润滑剂，确保两者能紧密接触夹持牢固。应使用规定的扭矩扳手夹紧刀具否则可能会损坏刀具夹持部件。安装完毕后对刀具与刀柄结合部位滴一滴润滑油并擦拭干净防止缝隙处生锈。
可转位刀片的安装是十分精细的工作，要先对刀柄进行彻底的清理，确保夹持部位无异物刀片能与定位面紧密接触。铝合金切削用刀片十分锋利且脆，安装不当及易崩刃造成额外损失。紧固用螺钉在更换刀片的同时也要一同更换，螺钉在紧固前应先滴一滴专用润滑剂，使用专用扳手旋紧，现在有些品牌直接为刀具配备扭矩扳手有效确保刀片的加劲力科学合理。
2.维护、保养
对刀具细致耐心的维护与保养可以及时发现刀具的缺陷与破损，立即更换确保安全生产与工件的质量。
1）按时检查
刀具使用前要对刀具的使用情况进行细致耐心的检查，检查刀具是否有破损、粘刀、夹屑等情况的发生。
2）粘刀的清理
A.整体合金刀具切削铝合金时常常会发生刀具粘刀的现象，一般情况下只需要将粘附在刀具上的积屑剔除掉，然后检查冷却的设置后就可以继续使用。如果粘刀比较严重就要先剔除粘附的积屑，然后用水砂纸仔细研磨刀具的后刀面上粘附的积屑瘤，注意不要磨到刃口影响切削会加重刀具的粘刀。
B.可转位铣刀粘刀后应先将刀片卸下，剔除刀体上的铝屑后再用水砂纸仔细研磨彻底。安装上新刀片即可继续使用。
刀具粘附铝屑的剔除是极其细致的工作，不能像钳工使用扁铲工作那样大力剔除铝屑。应使用锋利且细小的扁铲或剔刀轻敲、薄剔。可转位铣刀如果是刀片碎裂后造成刀片定位区域铝屑堆积应用尖锥剔除，棱角处可用壁纸刀刮屑，必须要清理干净才能保证正常的使用与精度。
四 结论
刀具的选用、使用与维护保养是一个系统性的工作，需要操作者的实际操作，还需要刀具采购部门与管理部门的密切沟通，这就直接为刀具的科学的管理提出了要求。现在国外已经发展起了比较完善的刀具管理科学体系，应用规范的图表与专用的软件等工具对刀具的采购、使用、消耗、维护、维修等工作进行科学的管理。我国也已经认识到刀具管理的重要性开始科学的面对这个问题，积极的向更科学、更高效的方向努力，实现刀具科学合理的使用为企业创造更多的经济效益。
参考文献：
[1]作者：汤爱民 王社权 邓剑《铝合金加工硬质合金高速立铣刀的分析与设计》2006年佳工网
[2]作者： 李福生《实用数控机床技术手册》北京出版社1993年
论文作者:车馨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：刀具论文; 加工论文; 铝合金论文; 刀片论文; 工件论文; 损伤论文; 刀柄论文; 《基层建设》2019年第6期论文;