陕西航空技师学院
摘要：当前社会，为了降低工业制造成本，提高工作效率，同时，也为了赚取更多的利益，创造更好的发展条件，各个领域都在进行创新、研究，以期提高工业制造水平。本篇文章从切削原理、刀具研磨以及过程控制等方面对机械数控加工过程中刀具的合理使用控制与研究分析做探讨，希望对业界人士有所帮助，达到共同学习的目的。
关键词：切削原理；刀具结构；刀具研磨；过程控制
一、引言
机械数控加工过程中，刀具怎么使用才是合理的，又该怎样控制？想要知道刀具的使用控制原理，就得了解数控加工的切削过程以及原理，只有弄清楚了机械数控加工过程中削切的物理以及化学变化，以及产生这种现象的规律，才能在品质满足要求的条件下，科学合理的使用加工刀具。在科研过程中，科研技术人员也曾考虑过去提高加工刀具的使用寿命，并且在这方面还有了一定的进展。本篇文章将从刀具磨损开始，采取循环渐进的方式，依次对磨损阶段、钻削原理以及刀具研磨和过程控制等方面进行说明，希望能够达到共同学习的效果。
二、钻削的原理
为了更好的诠释钻削原理，在此将采用焊接类硬质合金材料的钻头进行举例。在转速以及进给确定的情况下，材料在受到钻削的时候，它的作用面因受到压力的排挤，导致材料自身发生弹性变化。特别需要注意的是，在钻削的过程中，刀面所承受的应力在不断的增大，当到达某一零界点的时候，就会发生塑性变化。而当塑性变化超过了材质本身的极限时，那么，被切削的部分就或者受到排挤的那一部分就会脱离材质本身，也就是钻屑，而这就是钻削最基本的工作原理。在进行加工的过程中，会产生一定的热能量，导致刀具发生变形，产生不利的影响。
因为加工是在高速旋转的工作环境下，有些母材如铝板、铜板、纸垫板等在与钻头接触的时候，会产生大量的热能量。而削切产生的热量还会随着接触面的增大而增大，所以，当母材进行加工处理的时候，它们之间的接触面越大，加工时的阻力也会相应的提升，摩擦产生的热量也会发生变化，不断的提升。在实际的加工过程之中，刀具的磨损主要受钻孔数量的影响，数量越大，磨损也就越快。反过来解释就是，刀具削切时产生的热的产生速率受刀具磨损的影响。如果一直这样循环往复的工作，不仅加工的精度以及质量得不到保障，钻头也会在工作的时候发生断裂。
我们都知道，刀具在工作的时候会发生磨损，特别是在处理含有高TG和无卤材料以及陶瓷、厚铜板材料的时候，刀具会严重的磨损。在管理刀具使用的时候，不能按照它的常规寿命去进行管理，因为这会使得刀具磨损变得更加的严重，生产出来的产品也产生各种质量缺陷。因此，我们必须结合实际的加工情况以及作业环境，对于不同的母材设置适合它的加工参数，使得加工刀具在它的磨损范围内能够得到最有效的利用。
“UC”过短所造成的影响：UC虽然能够减少刀具与母材钻孔部分的接触面积，但是UC也并不是足够短就好，UC缩短容易使得刀具的边沿产生钝圆，影响产品的质量，当UC特别短的时候，刀具在加工过程中，还会引发机械振动、位移以及刀折断等不良后果。当然了，在加工的过程中，对刀具的制作材料也是有严格要求的，质量达标的刀具能够更好的提升加工产品的质量，优化生产效率。加工刀具一般都会使用超硬的材料（金刚石、立方氮化硼等）、陶瓷材料、TIC（N）基硬质合金、超细颗粒硬质合金材料、粉末冶金高速钢材料等合金材料制造，这几类材料所制造的加工刀具基本可以满足各种工艺的需求。
三、刀具研磨
刀具使用次数越多，它的磨损程度也就越高。刀具与母材之间的接触摩擦以及机械工作时的震动都会加剧刀具的磨损，影响母材加工的精准度和加工孔壁的平滑光泽度，还会发生刀断裂的风险。而为了改善刀具磨损造成的不利影响，就必须要对加工刀具进行研磨，研磨次数不宜过多，一定要控制在被允许使用的范围内。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且对于已经经过研磨工序的刀具要与其他没有经过返修的刀具区分开，分门别类的进行管理，还要严格管控刀具的研磨质量。研磨是为了去除刀具在加工时产生磨损的那部分，使刀具重新变得锋利，能够再次被使用。
四、过程的控制
使用钻头对母材进行加工的时候，需要考虑孔的位置、孔壁的光滑度、孔边是否留有毛刺、灯芯效益、钉头状态以及刀具发生断裂的频率等问题，而研究这些加工过程中所引发的问题，能够帮助我们在加工前做好充分的准备工作，包括对钻孔参数设计、层面设计、母材材质的选取、加工设备的选择、辅助性工具等准备工作，而想要使的上面的各种技术指标都满足要求，就需要管控刀具合理使用以及对加工刀具的研究，如下做简要分析。
（1）要想增加刀具研磨次数，首先要看“刀具表面够不够光”
因为PCB板机械数控加工干切削钻孔过程是半封闭的，加工产生的摩擦热量很难散发出去，所以，加工刀具的各切削平面应该尽量的保持光滑，减少加工阻力，降低机械振动，减少摩擦热的产生，在每次使用刀具的时候，都要对其进行检验校核，在X80倍的放大镜下观察刀具的各平面是否平整、是否有异物、杂质、缺口、裂痕等不良隐患。
（2）要想增加刀具研磨次数，要看“刃是否锋利”
母材进行加工的过程中，要想使母材保持平稳，刀具能够对母材顺利进行钻削，那么，刀具的平面是否是完整的，对称的就显得尤为重要了，要是刀具的表面有问题，刀具与母材在接触的时候，两者产生的应力将不均衡，很容易引发一系列不良的问题，严重的刀还会断裂。所以，在使用钻头进行加工操作的时候，要把钻头放在X80倍的放大镜下进行检测，观察刀面是否是完整的，对于研磨刀具的管理与控制应该更为严格，随着研磨频次的增大，就越要重视它的完整性。
（3）要想增加刀具研磨次数，要看“参数是否调整至最佳化”
刀具使用的次数越多，磨损也就越严重，就越需要对刀具进行研磨，研磨的频次也会越大，而研磨过后的刀具不管你怎么进行管控，它都无法恢复到新刀时的工作状态，一个不注意就会造成不良的后果，各种质量问题都将接踵而来。所以，应该有对应的控制管理体系对研磨后的刀具进行管理，在加工的时候，还需要适时的调整加工参数，使其与研磨后的刀具进行匹配。从各研究数据显示，研磨后的刀具是无法恢复到它最初的水平的，所以，在加工的时候要提高它的转速，并增大进给，使刀具在磨损状态下能够被最大化的利用。
（4）要想增加刀具研磨次数，要看“钻头研磨、钻孔管控体系是否完善”
要加强研磨刀具的检查工作，实时严格管控。对于需要研磨的刀具，要严格控制好刀具的研磨次数，返修频率，如果刀具进行过返修，那么，返修后的刀具只能作为此次研磨后的下一次研磨刀具的使用，钻孔管理处不仅要在刀具出库前进行复检，还要对产品进行质量检验，产品钻孔过后，要检查孔位的大小，孔壁的平整度以及孔的精准度，如果确定有问题需要及时告知相关人员，让他们进行处理，防止盲目的使用加工刀具。生产制造工厂，在进行工艺更新的时候，要加强对加工环节的管理与监控，一旦确认是符合预期的，可以形成制造体系，作为质量检验标准。
五、总结
现代社会竞争非常的激烈，需要不断的创新，进行全方位的提升，才能不被社会淘汰，至于从哪些方面去提高工作效率，通过什么策略来降低制造成本，人们一直在努力之中。本篇文章特从切削原理、刀具研磨以及过程控制等方面进行详细分析，提升人们对机械数控加工过程中刀具的合理使用的认知，降低制造损耗。建立一套完整的刀具控制体系，完善刀具的再次修复使用标准，根据材料的特性、按制造要求选择合适的刀具，不仅能够提高工作效率，减少产品不良率，而且还使得生产成本有所降低，更好的提升自身的竞争优势。
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论文作者:张海峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：刀具论文; 加工论文; 磨损论文; 过程中论文; 数控论文; 钻头论文; 钻孔论文; 《基层建设》2018年第2期论文;