数控刀具可靠度的改善对策

数控技术

２００８年第４２卷Ｎｏｌｌ

８９

数控刀具可靠度的改善对策

林朝平

常熟理工学院

摘要：通过分析数控加工刀具的特点，提出刀具可靠度的概念和性质以及数控刀具的可靠度模型。介绍数控刀具可靠度改善对策，以提高生产效率及延长刀具使用寿命。

关键词：可靠度，可靠度模型，数控刀具，使用寿命

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ｃ删Ｉｌｇｔｏｏｌ，ｓ硎ｃｅ

ｌｉｆｅ

１刀具的可靠度

概率理论，刀具可靠度Ｒ（ｔ）为时间的递减函数，０≤Ｒ（￡）≤ｌ，且Ｒ（ｔ）＋Ｆ（￡）＝１。实际使用中，相当多可靠性和可靠度是数控加工对刀具最为严格的的刀具切削性能远低于平均值，可靠度也有一定的要求之一。刀具可靠度高，能减少换刀次数，提高切差异。

削效率，保证加工质量，使机床设备安全运行。大多２数控刀具可靠度模型的建立

数现有刀具标准均未提出可靠度方面的具体要求，

万方数据

不能满足现代生产的需要。

为适应数控加工高速、高效、高精度的要求，数在规定的切削条件下和切削时间内，刀具完成控刀具有切削速度与切削效率高、精度与重复定位规定切削要求的能力称为刀具可靠性，完成规定切精度高、可靠度高以及柔性与适应性高等特点。而削功能的概率称为刀具可靠度，用Ｒ（ｔ）表示，发生可靠度成为数控刀具选择的重要技术指标，不仅要故障的概率称为刀具不可靠度，用Ｆ（ｔ）表示。根据

求刀具材质和切削性能可靠，还要求组成刀具系统的各个零件和夹紧机构的材质与结构可靠。

收稿日期：２００８年３月

以可转位刀具为例，建立刀具可靠度模型，由刀

表４

ＨＳＫ刀柄的极限弯矩（Ｎｍ）

ＨＳＫ刀柄型号规格较多，每种型号的ＨＳＫ刀柄又有

规格２５

３２

４０

５０

６３

８０１００

１２５

１６０Ａ、Ｃ型

１００２ｌＯ３舳

６３０１１５０

１９ＤＯ

绷

很大区别，因此，根据实际加工要求，正确、合理地选３碰）ｏ用ＨＳＫ刀柄是高速切削加工中的一项不可忽视的Ｂ、Ｄ型

１４０

２８０

５１０８２０１３５０

ｌ∞Ｏ

２５００

Ｘ型２７

５５

１０２１８９

重要工作。

１４

Ｆ型

１４９

２７２

４５２

参考文献

表５

ＨＳＫ刀柄的极限扭矩（Ｎｍ）

１陈世平，侯智，周康渠等．ＨＳＫ刀柄高速切削性能研

规格

２５

３２４０５０６３８０１００１２５１６０

究．机械设计与制造，２００５（８）

Ａ、Ｃ型１７３

６７０

１７３０３０６０

５１９０

８０７０１０９６０

１３８４０

２

Ｅｕｇｅｎｅ

Ｋ∞ｈ啪Ｉｖｓｋｙ．ＨＳＫ

ｈａｎｄｂｏｏｋ．ｈｔｄ蜘ｔ

Ｃｏｎｃｅｐｔ，

Ｂ、Ｄ型

８２０

２１１０３７∞

６７５０

１０３２０

１５０ｒ７０

１９７７０

ＵＳＡ．１９９９：１１—１９

Ｘ型４９１７

３７７５３杨柳欣，李松生，吉智军．ＨＳＫ系列高速刀柄简介．制造

Ｆ型

２２

５０

１０３

技术与机床，２００３（７）：６９—７１

４许琰，王贵成，韩继光．ＨＳＫ空心短锥柄的结构及其

５结语

选用．工具技术。２１３０４（６）：３７一加

与传统的盯刀柄相比，ＨＳＫ刀柄在结构上有

第一作者：陈世平，教授，硕士生导师，重庆工学院图书馆，４０００５０重庆市

许多优点，因而具有较好的高速切削性能。由于

数控技术

片材质、刀片断屑与排屑、刀片性能、刀具其他零件结构及其材质、夹紧机构的可靠度组成。可转位刀具系

统可视为由刀片、刀垫、刀体和夹紧螺钉等各个零件

组成的串联系统，刀具整体可靠度主要由刀片、刀垫、刀体和夹紧螺钉的可靠度组成。当某些零件或某项因素失效时，可判别为整个刀具系统失效。随着切削时间的延长和切削条件的变化，刀片、刀垫、夹紧机构及刀具系统整体的可靠度均有所下降。因此，对于刀具可靠度模型，各影响因素的可靠度尽量提高，并趋于一致不可偏差过大。刀具必须在规定的工作条件下操作，才能保持和提高其整体可靠度。

３提高数控刀具可靠度的措施

（１）合理选择刀具材料

数控刀具材料应具有高抗压屈服极限、高温抗

磨损性能、高抗氧化性和长使用寿命等。通常可按刀具材料的维氏硬度（或洛式硬度）作为数控刀具的

材料主要性能指标。例如，维氏硬度为８００—１０００ＨＶ的高速钢刀具适宜切削硬度低于３５０ＨＶ（或３６ＨＲＣ）的钢材；维氏硬度为９５０—１８００ＨＶ的硬度合金刀具适宜切削硬度低于５５０ＨＶ（或５３ＨＲＣ）的钢万方数据

材；维氏硬度高于４０００ＨＶ的碳化硅、氧化铝、金刚石或立方氮化硼刀具适宜切削硬度为６０—６５ＨＲＣ的淬硬钢材。硬质合金涂层刀具和陶瓷刀具的广泛应用大大提高了刀具可靠度。

（２）正确选择刀具几何参数

前角Ｒ。增大，切削力减小，切削温度降低，刀具可靠度有所提高。但前角过大，刀尖强度降低，散热变差，刀具可靠度反而降低。精加工的进给量较小时，负前角的绝对值越小，刀具楔角越小，刀刃就越锋利，刀具可靠度也有所提高。

主偏角Ｘ，减小，切削时可减少因冲击而造成刀尖损坏，同时刀尖角增大，刀尖强度提高，散热条件改善，刀具耐用可靠度提高。但主偏角太小，背向分力增大，工艺系统刚性较差时易引起振动，会影响刀具可靠度。

刀具可靠度随着刀刃负倒棱６，（Ｏ．１—０．３ｍｍ之

间）的减小而提高。精加工时，迸给量及背吃刀量均很小，切屑很薄故刀刃锋利性起主导作用。当刀刃负倒棱增大时，刃口的钝圆半径增大，影响刀刃的锋利性，切削力变大会降低刀具可靠度。

数控刀具断屑槽的断屑、卷屑和排屑效果可靠，有利于提高刀具可靠度。

（３）合理选择切削用量

工具技术

合理选择切削用量，充分发挥数控机床和刀具

的性能。所选的切削用量要保证刀具至少加工完一个零件，或保证刀具可靠度不低于一个工作班次，最少大于半个工作班次。

（４）合 …… 此处隐藏：1182字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……