机械数控加工刀具使用控制与研究

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摘要：随着社会经济水平不断提高，人们开始重视事件完成效率及最终取得的成本。因此，各行各业开始着重研究先进工艺，以提升自身生产效率，从而获取更多利润收益，实现企业可持续发展目标。对钻削原理进行分析，得出机械数据加工过程中刀具合理使用与控制的具体方法，希望能够为相关专业提供可以参考的理论依据。

关键词：机械数控加工;刀具;合理使用

了解刀具切削过程及切削原理是研究机械数控加工刀具的主要途径，只有真正掌握刀具切削过程中的相关物理理论、化学理论、化学现象及变化规律，才能在保证企业生产产品质量满足行业要求。在PCB发展进程中，有很多专家学者及技术人员对提高刀具使用寿命的方式进行了深入研究，并取得了出色的成绩。本文主要从刀具磨损的三个阶段进行分析，结合钻削原理、刀具研磨及过程控制，对该问题进行详细分析，以期提出合理通用的刀具使用寿命增加方法。

1机械数控加工过程中的钻削原理

本文以PCB专用焊接类硬质合金材料钻头为例，对机械数控加工过程中的钻学原理进行简单陈述。刀具在保持一定转速情况下，切割面会直接对材料产生挤压力，使材料在该挤压力的影响下出现弹性变形。变形量的不断积累使材料弹性变形逐渐转化为塑性变形钢，其塑性变形积累到一定程度且超过材料自身的屈服强度时，材料就会被刀具切割或挤压，这便是机械数控加工过程中钻学原理的基础。在实际钻削时，材料变形过程受到切削产生的热力影响较大，而切削出现的热力又于刀具本身类型有直接关系。在材料被刀具挤压形成钻屑的过程中，铜箔、玻璃纤维和纸电板等材料与钻头的摩擦都会出现大量切削热，且材料与刀具接触面积越大，切削过程阻力越大，材料与钻头之间的摩擦力就越大，摩擦热也会随之提升。在实际钻孔过程中，刀具工作时间越长，加工孔数就会不断增多，这会对刀具造成一定磨损，磨损程度的累积会使其磨损速度不断加快，同时还会提高钻头有钻孔之间的切削热提升。在这样的恶性循环下，造成产品材料加工精准度降低，加工孔内质量出现恶化情况。使用UC型钻头是为了减少刀具加工孔壁之间的摩擦，达到降低切削热的目的。随着我国PCB行业不断发展，加工孔壁质量要求越来越高，且加工微小孔概率不断提高。UC型钻头已广泛使用于机械数控加工过程中，相对于ST型钻头而言，UC型钻头优势更为明显。对UC型钻头长度进行合理控制，能有效使用该钻头并对其进行管理。为保证刀具在使用过程中保持较长的延长寿命，在施工过程中，工作人员必须了解刀具磨损的三个主要阶段，即初期磨损、正常磨损与急剧磨损。刀具在对不同类型材料进行加工时，会表现出不同程度的磨损状态。例如在加工陶瓷或厚铜板等材料时，刀具会出现较大程度的磨损。一旦对磨损刀具使用常规刀具管控技术，往往会使刀具在后续工作中始终保持磨损状态，不仅会影响产品生产质量，还会影响刀具使用寿命，甚至可能出现安全事故。经过剧烈磨损的钻头很难研磨，刀具使用寿命也会减短，从而增加企业生产过程中的成本支出。因此，在实际进行加工时，工作人员应当根据材料类别，调整相应刀具使用情况，使刀具始终保持较好的状态中，在提高生产效率的同时促进企业利益最大化。UC型钻头能够有效减少刀具与加工孔壁的接触面积，但钻头长度并不是越短越好。随着加工次数不断提升，钻头的UC部分会逐渐减短，即使加工人员及时对其进行研磨，也容易影响该钻头的后续工作，还会影响孔壁质量。当UC钻头长度很短时，刀具在完成工作过程中可能会受到材料不均匀性而产生阻力影响，从而出现机械振动情况，甚至会出现钻孔偏位或断刀等问题。假设钻头在工作过程中受到玻璃纤维和铜箔等材料硬度不一致的材料影响，会迫使刀具在不自觉情况下产生偏移，且钻头长度越小，产生偏移的可能性越大。因此，在施工过程中要保证钻头长度合理。

2刀具的研磨

随着刀具使用时间不断加长，刀具磨损程度愈发严重，而磨损严重刀具在使用过程中容易出现机械振动增加和切削热增加等情况，从而对孔壁的质量和精度产生不良影响，严重者甚至出现断刀情况。因此，工作人员需及时对刀具进行研磨，严格控制研磨次数。另外，工作人员还要严格控制研磨量，以保证研磨刀能满足正常生产需求。工作人员在研磨过程中，必须彻底去除刀具磨损层，保证其锋利程度恢复正常。

3具体过程控制措施

3.1观察刀刃光洁程度。半封闭式干切削加工是PCB钻孔常见的加工模式，在该加工模式下，会导致切削热不易逸散。在实际加工过程中，需要工作人员尽量保证刀具各个切削面光滑洁净，减少刀具与材料之间产生的摩擦力以及机械振动出现的可能性，只有这样才能有效降低切削热累积。另外，在实际钻孔加工前，可安排专业人士使用×80倍放大镜对工作刀具进行检查，保证其光滑与整洁满足加工需求，避免刀刃出现杂质、粉尘、裂痕和缺损等问题。3.2观察刀刃锋利程度。切削刀具是否完好对称是保证该加工过程平稳完成的重要因素。因此，在实际钻孔加工过程前，工作人员必须对钻头进行检查，安排专业人士利用×80倍放大镜检查各个刀刃状态，尤其是在每次研磨之后，需更加严格完成相关刀具管控工作，从而有效保证钻孔质量。3.3计算判定刀具相关参数是否符合使用需求。随着刀具使用时间不断增长，研磨次数也会不断增加，在这样情况下，无论工作人员如何完成管控工作，都无法使研磨过后的刀刃达到新刀刃的锋利程度，一旦出现任何问题，将会直接影响加工孔壁质量与精细度。因此，在对刀具进行研磨后，工作人员应当选择合理科学的控制体系，利用×80倍放大镜检查刀具，适当调整钻孔参数，以保证刀刃与刀具更加匹配。一般情况下，刀具一旦出现磨损，其切削力也会不断下降，而摩擦力会逐渐提升。为确保刀具能在正常磨损的状态下使用，工作人员需适当提高转速，保证切削热快速散出。3.4建立完善的钻头研磨及钻孔管控体系工作人员需严格控制刀具研磨次数，严肃控制刀具返修率，一旦出现返修情况，必须在返修刀具已研磨次数上添加一遍研磨，并安排进入下次刀具使用选择范围。相关库房管理人员需对出库刀具进行工前复检，保证刀具切实力满足实际加工钻孔需求，充分保证产品生产质量。

4结语

根据本文研究可知，当工作人员对正在使用的刀具进行合理控制时，需要对刀具的加工参数和钻削原理等内容进行充分了解，这有这样才能有效节约成本，充分发挥能源作用，最终达到高效收益与节能减排的目的。通过对刀具的使用、管理与控制，形成一套规范化、科学化与合理化的机械数控技工刀具管控体系，工作人员可以此为基础，根据板材特点及施工工艺要求选择合适刀具，降低产品制造成本，在保证产品质量基础上，提高企业收益。

参考文献

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作者:曾林旭 单位:甘肃有色冶金职业技术学院