機械數控加工刀具使用控制與研究

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摘要：隨著社會經濟水平不斷提高，人們開始重視事件完成效率及最終取得的成本。因此，各行各業開始著重研究先進工藝，以提升自身生產效率，從而獲取更多利潤收益，實現企業可持續發展目標。對鉆削原理進行分析，得出機械數據加工過程中刀具合理使用與控制的具體方法，希望能夠為相關專業提供可以參考的理論依據。

關鍵詞：機械數控加工;刀具;合理使用

了解刀具切削過程及切削原理是研究機械數控加工刀具的主要途徑，只有真正掌握刀具切削過程中的相關物理理論、化學理論、化學現象及變化規律，才能在保證企業生產產品質量滿足行業要求。在PCB發展進程中，有很多專家學者及技術人員對提高刀具使用壽命的方式進行了深入研究，并取得了出色的成績。本文主要從刀具磨損的三個階段進行分析，結合鉆削原理、刀具研磨及過程控制，對該問題進行詳細分析，以期提出合理通用的刀具使用壽命增加方法。

1機械數控加工過程中的鉆削原理

本文以PCB專用焊接類硬質合金材料鉆頭為例，對機械數控加工過程中的鉆學原理進行簡單陳述。刀具在保持一定轉速情況下，切割面會直接對材料產生擠壓力，使材料在該擠壓力的影響下出現彈性變形。變形量的不斷積累使材料彈性變形逐漸轉化為塑性變形鋼，其塑性變形積累到一定程度且超過材料自身的屈服強度時，材料就會被刀具切割或擠壓，這便是機械數控加工過程中鉆學原理的基礎。在實際鉆削時，材料變形過程受到切削產生的熱力影響較大，而切削出現的熱力又于刀具本身類型有直接關系。在材料被刀具擠壓形成鉆屑的過程中，銅箔、玻璃纖維和紙電板等材料與鉆頭的摩擦都會出現大量切削熱，且材料與刀具接觸面積越大，切削過程阻力越大，材料與鉆頭之間的摩擦力就越大，摩擦熱也會隨之提升。在實際鉆孔過程中，刀具工作時間越長，加工孔數就會不斷增多，這會對刀具造成一定磨損，磨損程度的累積會使其磨損速度不斷加快，同時還會提高鉆頭有鉆孔之間的切削熱提升。在這樣的惡性循環下，造成產品材料加工精準度降低，加工孔內質量出現惡化情況。使用UC型鉆頭是為了減少刀具加工孔壁之間的摩擦，達到降低切削熱的目的。隨著我國PCB行業不斷發展，加工孔壁質量要求越來越高，且加工微小孔概率不斷提高。UC型鉆頭已廣泛使用于機械數控加工過程中，相對于ST型鉆頭而言，UC型鉆頭優勢更為明顯。對UC型鉆頭長度進行合理控制，能有效使用該鉆頭并對其進行管理。為保證刀具在使用過程中保持較長的延長壽命，在施工過程中，工作人員必須了解刀具磨損的三個主要階段，即初期磨損、正常磨損與急劇磨損。刀具在對不同類型材料進行加工時，會表現出不同程度的磨損狀態。例如在加工陶瓷或厚銅板等材料時，刀具會出現較大程度的磨損。一旦對磨損刀具使用常規刀具管控技術，往往會使刀具在后續工作中始終保持磨損狀態，不僅會影響產品生產質量，還會影響刀具使用壽命，甚至可能出現安全事故。經過劇烈磨損的鉆頭很難研磨，刀具使用壽命也會減短，從而增加企業生產過程中的成本支出。因此，在實際進行加工時，工作人員應當根據材料類別，調整相應刀具使用情況，使刀具始終保持較好的狀態中，在提高生產效率的同時促進企業利益最大化。UC型鉆頭能夠有效減少刀具與加工孔壁的接觸面積，但鉆頭長度并不是越短越好。隨著加工次數不斷提升，鉆頭的UC部分會逐漸減短，即使加工人員及時對其進行研磨，也容易影響該鉆頭的后續工作，還會影響孔壁質量。當UC鉆頭長度很短時，刀具在完成工作過程中可能會受到材料不均勻性而產生阻力影響，從而出現機械振動情況，甚至會出現鉆孔偏位或斷刀等問題。假設鉆頭在工作過程中受到玻璃纖維和銅箔等材料硬度不一致的材料影響，會迫使刀具在不自覺情況下產生偏移，且鉆頭長度越小，產生偏移的可能性越大。因此，在施工過程中要保證鉆頭長度合理。

2刀具的研磨

隨著刀具使用時間不斷加長，刀具磨損程度愈發嚴重，而磨損嚴重刀具在使用過程中容易出現機械振動增加和切削熱增加等情況，從而對孔壁的質量和精度產生不良影響，嚴重者甚至出現斷刀情況。因此，工作人員需及時對刀具進行研磨，嚴格控制研磨次數。另外，工作人員還要嚴格控制研磨量，以保證研磨刀能滿足正常生產需求。工作人員在研磨過程中，必須徹底去除刀具磨損層，保證其鋒利程度恢復正常。

3具體過程控制措施

3.1觀察刀刃光潔程度。半封閉式干切削加工是PCB鉆孔常見的加工模式，在該加工模式下，會導致切削熱不易逸散。在實際加工過程中，需要工作人員盡量保證刀具各個切削面光滑潔凈，減少刀具與材料之間產生的摩擦力以及機械振動出現的可能性，只有這樣才能有效降低切削熱累積。另外，在實際鉆孔加工前，可安排專業人士使用×80倍放大鏡對工作刀具進行檢查，保證其光滑與整潔滿足加工需求，避免刀刃出現雜質、粉塵、裂痕和缺損等問題。3.2觀察刀刃鋒利程度。切削刀具是否完好對稱是保證該加工過程平穩完成的重要因素。因此，在實際鉆孔加工過程前，工作人員必須對鉆頭進行檢查，安排專業人士利用×80倍放大鏡檢查各個刀刃狀態，尤其是在每次研磨之后，需更加嚴格完成相關刀具管控工作，從而有效保證鉆孔質量。3.3計算判定刀具相關參數是否符合使用需求。隨著刀具使用時間不斷增長，研磨次數也會不斷增加，在這樣情況下，無論工作人員如何完成管控工作，都無法使研磨過后的刀刃達到新刀刃的鋒利程度，一旦出現任何問題，將會直接影響加工孔壁質量與精細度。因此，在對刀具進行研磨后，工作人員應當選擇合理科學的控制體系，利用×80倍放大鏡檢查刀具，適當調整鉆孔參數，以保證刀刃與刀具更加匹配。一般情況下，刀具一旦出現磨損，其切削力也會不斷下降，而摩擦力會逐漸提升。為確保刀具能在正常磨損的狀態下使用，工作人員需適當提高轉速，保證切削熱快速散出。3.4建立完善的鉆頭研磨及鉆孔管控體系工作人員需嚴格控制刀具研磨次數，嚴肅控制刀具返修率，一旦出現返修情況，必須在返修刀具已研磨次數上添加一遍研磨，并安排進入下次刀具使用選擇范圍。相關庫房管理人員需對出庫刀具進行工前復檢，保證刀具切實力滿足實際加工鉆孔需求，充分保證產品生產質量。

4結語

根據本文研究可知，當工作人員對正在使用的刀具進行合理控制時，需要對刀具的加工參數和鉆削原理等內容進行充分了解，這有這樣才能有效節約成本，充分發揮能源作用，最終達到高效收益與節能減排的目的。通過對刀具的使用、管理與控制，形成一套規范化、科學化與合理化的機械數控技工刀具管控體系，工作人員可以此為基礎，根據板材特點及施工工藝要求選擇合適刀具，降低產品制造成本，在保證產品質量基礎上，提高企業收益。

參考文獻

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作者:曾林旭 單位:甘肅有色冶金職業技術學院