数控刀具管理与应用

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数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用对全球机械制造业产生了根本性变化 ，已成 为衡 量- 个企业 乃至- 个国家科技进步和工业现代化水平的重要标志。

伴随社 会进步与发展 ，单个企 业拥有的 数控 设备已经不再是屈指可数了，再加上人们的需求向个性化发展，数控制造即向专业化又向综 合化发 展 (既有 提供生 产设备又有提供解决方案的)。数控设备的增加必然需要大量的刀具，单台设备时的刀具管理模式已不能满足数控车间的刀具管理要求。

1数控刀具管理1.1数控刀具管理的意义以前大多数的车、铣、钻、刨、磨机加设备只是具有单-功能，而今车削中心、加工中心以及计算机集成制造系统往往是多种加工功能的集合，为了满足这种加工功能集合的趋势，刀具 材料、刀具型式也经历-个不断 发展变化 的过程 。刀具 材料 也由以前以高速钢、YT类硬质合金为主逐渐向高速度、高韧性、高硬度、高耐磨性发展。刀柄类型统-化标准化。再加上数控车间的出现，大量数控刀具要被应用。

如果还是按照起初的单台管理模式管理势必带来以下弊端。

第-，刀具重复购置增加企业成本。单台设备刀具往往由设备操作员管理，这种情况下各设 备的操作 员之 间有许多相互重复的刀具 并不同时使用造成闲置浪费和重复购景浪费。

第二，刀具取用时间成本增加。刀具数量大大增加后如果没有统-标示及分类摆放 ，造 成 刀具 取用 时 乱找- 气，时 间成 本增加 。 々第三，重复添置大量的刀具调整工具。

由于不同类型的刀具装夹调整工具不同，分散管 理导致要 因人 数配置大 量工具 ，有时候相互之间乱拉乱 放，虽然工具 很多，但用时也不能得心应手。

第四，人员新老交替时要单独培训增加人工教育成本。而且有些刀具价值较高，-旦调整应用不当就会造成较大损失，机会成本较大。刀具的修缮处于无控制状态，小毛病本来可以修复，但由于责任不明无人解决可能直接报废。

第五，刀具分散管理也不利于工艺设计人员根据 刀具 合理安排工艺。工艺人员如果不能掌握刀具的实际情况就没办法在加工工艺上降低成本。

当然刀具分散管理不是-无是处，他的主要优点是的有利干本机床操作人员的应用。

刀具集中统-集中管理有利于解决分散管理带来的弊端主要由以下好处。

第-，统-管理有利于降低刀具重复购置成本。刀具购置可以按通用情况设备标准配置和比例配置，充分利用刀具旧能减少闲置。

第二，刀具统-管理有利于加强专业化，更合理的利用刀具。刀具不仅是随取随用还需要日常维护，冷却液长期在刀具中形成锈死，影响刀具的重复使用.有专人维护可以减少不必要的报废。

第三，刀具统-管理有利于企业产品设计及工艺标准化；工艺及产品设计可以参照现有刀具合理设计避免使用特殊刀具增加成本。

第四，刀具统-管理可以节省刀具取用时间。刀具管理员可以根据生产计划提前准备刀具以利使用。有可能的话还可以按产品对刀具分类，大大提高刀具准备时间。

实行刀具统-管理解决了分散管理的弊端，但要增加相应专业管理人员。所以刀具的统-管理更适用于大量数控设备存在的数控车间。

1.2刀具实物管理配置及方法(1)硬件配置：计算机 (主要负责录入刀具信息)对刀仪、刀具架 (铣 刀刀具架、钻柄刀具架、镗刀刀具架、特殊刀具架、钻头架 、铣刀架 、拈 架等)、工具架 (通 用工具架、专用工具架)。

(2)人员配置：按作业班次或生产计划配备。刀具管理员的职责：除正常维护刀具管理区秩序 (环境卫生清洁、刀具码放、维修、造册登记等)外，在新产品试制阶段①作者简介：李军峰 (1976-)，男，汉，陕西蓝田，本科，研究方向数控加工工艺及数控原理。

要配合工艺出刀，要对成熟产品按加工程序建立零件用刀表，方便在生产任务下达时及时出刀。

(3)建立刀具借用管理制度：①按设备通用情况基础对设备进行刀具标配，如镗铣类设备由设备操作员管理粗、精铣面铣 刀、中心钻等基本用刀，数量不超过十把。②操作员除管理好设备标配刀具，还应管理好其他借用刀具。③建立借用人员明细，形成借用制度，根据刀具损毁频次确定刀具更新规律。

(4)刀具 的软件 管理 ：①建 立刀具管理台账，台帐的主要内容从经营成本的角度应该能反映出当前刀具的总价值，刀具的消耗率及刀具的总数量。从使用的角度应该 能够 反映 出刀具的类型种类、库存量、以及零件刀具用表等。②形成合理有效的刀具管 理制度 。规范与刀具 有关 联人员的 相关职责、明确奖惩降低刀具应用成本。③依据刀具使用情况 进行工艺反馈实现工艺优化 。

(5)刀具存放：按刀具类型制作存放工具 架 ，如铣 刀架 、镗 刀架、钻 柄架 、拈架、废旧刀具架、配件架等。各种刀具架在合理分层，如铣刀架可以分为面铣刀层 (又可按 刀具直径再分层)、立铣 刀层 (还 可按莫 氏锥度 继续 细分)，钻 柄 可按 莫氏锥 度分层，镗刀可按 镗孔直径 分层，另外每种刀架最好再设-特殊层应 对同类特殊刀具 的摆放。

2数控刀具应用：数控刀具应用可以分为基本应用和特殊应用(1 基本应用是指按照金属切削原理使用刀具：即掌握刀具的切削角度(前角、后角偏角等)，能刃磨刀具，就是要掌握原先普 通设备 关于刀具的 实用知识 。其 中最为基本的是能够根据切削材料及转速计算公式 (V ⅡDn)确定刀具的切削条件。当然越来越多的专业刀具生产厂商已经在代替生产者对刀具的研究，如国际上的山特、伊斯卡，国内的株洲、关工、哈工等，生产者只需提出自己的要求刀具生产商就会给出科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 93 Q：Science and Technology Innovation Herald解决方案，当然此类解决方案的成本也会相对较高，因此我们除了选用别人的解决方案，为了降低成本我们还应旧能发挥当前刀具 的全部价 值，普通 刀具 的特殊应用用就是我们要研究的方向。

(2)刀具的特殊应用主要是指根据刀体的形状、切削刃的形状以及工件的特殊性非常规使用刀具。

①90 。直角面铣 刀除 了可以加 工垂直轴 线的平面 ，还可 以加 工平行刀具轴 线的平面 ，唯- 的缺 点就是 在加工刀具轴 线平面 式表面粗 糙度不容易提高 。另外在 用刀具侧 刃加工时要注意 刀具有足够 的活动范 围。

②三特维 克的大孔径精镗 刀除了可 以精镗 内孔 ，还 可以用来加工较浅的外止口，使用时将精调镗头旋转180。反装即可，但是它的外止 口深 度必须小于刀尖至加长 板的距离。

③锪孔，除了选用常规的锪孔钻外，最 常用的 方法 就是 将 钻 头磨 成平钻 用来锪孔 。当然 ，还可以用键 槽铣刀锪平，另外在底 -fLTJ工好 的情况下立铣刀也能达到该目的。

④镗刀加工长腰槽。加长铣 刀的加长长度也是有限的。在遇到长腰槽时，我们可以用镗刀插镗的加工方法实现长腰孔的加工。

90 面铣 刀的侧 刃加工和插镗加工其实就类似于CAM在曲面加工中刀具路径微分的集合，只不过这两种刀具用法微分的方式比较简单，可以用手工方式描绘出来。

刀具的特殊应用主要要根据设计要求及使用要求合理应用，各企业的产品及工艺能 力不同都会创造不同的新应 用方法 。比如有些小企业在 加工卞 凶时把钻头磨成两半圆形，在加工较大孔时 把镗 刀变换成圆规形切削刃绕刀具 中心做圆周运动。总之，刀具的特殊应用很多需要大家拿出来分享共同进步。

3刀具标准类型及代号关于 目前数 控刀柄的类型及编号 已经有相应标准，刀柄的管理可参照它制定。

国家标准GB10944-89《自动换刀用7：24圆锥 工具柄部40、45和50号 圆锥柄》对刀具柄部及拉丁提出了-些必要的技术要求 ，刀柄 的寿命和可修复程度都 需要 按标准去执行，作为-名普通的数控设备操作员要管理和操作好设备是很难有更多精力去做这些刀具管理工作的，再者从工作传承的角度讲，如果让全部的设备操作员都掌握刀具管理的细节势必又是-项巨大的投入，不如有专门的人员传承简单方便，而且在 传承的过程 中可以形成标 准化 、拈化、图表化等简单 易学的方式。另外还可以由刀具管理员依据平时刀具的应用及损耗情况和操作员沟通对刀具的应用提出合理化建议或形成-定的应用标准。

现实情况 中是许多老师傅- 辈子都只接触到普通机加设备如车铣钻刨磨，这些工 业 技 术设备功能单-，刀具也单- ，他们很 少认识这样那样的数控刀具。实行统-管理后可以在刀具制造商 和设计生产 制造之 间形成定期的沟通，从而进-步的提高新刀具新材料的应用，对工业生产形成 良性的推动。

整体式工具系统标准JB/GQ 5010-1983(TSG工具 系统 型式与尺寸》TSG工具系统的刀柄其代号 (按1990年国家标准报批稿)有四部分 (JT-45-Q32-1 20)组成，各部分含义如下。

JT 具柄型代码45-- 圆锥柄锥度规格Q32-- 表示工具规格120-- 表示刀具长度 、他 所表 示 的工具为：自动 换 机 床用7：24圆锥 工具 柄 (GB10944-89)，锥 柄为45号，前部为弹簧夹头，最大加持直径为32 mm，刀柄工作长度 (锥柄大端直径0 57.15 mm到弹簧夹头前 端面的距离)为120 mm。