数控加工刀具成本控制研究
浅谈数控加工过程中刀具高效使用的优化方案
浅谈数控加工过程中刀具高效使用的优化方案摘要：当前数控加工行业虽取得了一定的发展成效，但一些企业在数控加工方面存在刀具利用效率偏低的情形，影响了产品质量与效率。
因此，数控加工领域的刀具利用成为关键任务，各个企业需根据刀具利用的现状，综合采取多种优化措施。
基于此，本文重点分析了数控加工中刀具高效利用的策略，对机械加工制造具有重要的指导与借鉴价值。
关键词：数控加工;刀具使用;优化策略;1数控加工过程中刀具损坏形式和预防措施1.1 刀具损坏形式数控加工过程中的刀具损坏表现为磨损与破损两种，以磨损部位细分，刀具磨损主要为前面磨损、后面磨损与前后面同时磨损三种，刀具后面磨损的情况一般是因为切削脆性材料或者厚度较小的材料引起，或者机械数控设备的主轴转速较低时切削从刀具前面流出所导致；数控机床处于高强度运转状态下，在摩擦或者高温压力下也会破坏刀具，使刀具前面出现月牙洼；刀具前后面同时磨损的现象是在中等切削速度、刀具进给量条件下加工塑性材料所引起。
刀具破损分为早期破损和后期破损两种，具体表现为崩刃、刀具碎裂、裂纹、刀具与刀柄剥离几种，数控机床在加工过程中产生的热量较大，特别是在切削或加工高硬度材料时，在切削热力与切削力的同步作用下刀具破损难以避免。
1.2 刀具损坏的预防措施数控加工过程中出现刀具损坏现象的概率较高，为避免出现这一现象，延长刀具的使用寿命，应提前针对刀具制定预防措施，主要从采买、安装和使用着手。
首先，在刀具采买环节，应选用正规厂家生产的刀具，并做好刀具生产资质等的检查，参考机械数控设备的刀具配备要求，选择特定种类与型号的刀具，先选刀片再选刀柄。
其次，刀具安装环节应严格参考安装规范，尽可能避免使用套管，注意控制预紧力，采用较小的刀头伸出量，选用整体刀垫。
最后，刀具使用过程中，应根据整个机械数控设备的加工需求调整刀具的各个参数，如技术人员需将切割角度控制在合理范围内。
2数控加工中刀具使用的优化策略2.1 采纳钻削的概念各机械加工企业为高效利用刀具，应根据实际的生产需求选择恰当的加工工艺，并解决在加工过程中所出现的各种问题，提升刀具使用效率。
产品零件数控加工的成本估算及报价初探
产品零件数控加工的成本估算及报价初探作者：欧阳德祥詹华西来源：《价值工程》2011年第29期Preliminary Research on Product Cost Estimating and Quotation about NC MachiningOuyang Dexiang；Zhan Huaxi（Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430073，China）摘要：以产品零件数控加工的成本构成分析为基础，对数字制造管理平台中生产管理模块的加工成本估算、人工或自动报价进行了实现方式的初步探究。
Abstract: This article researches the cost estimating of machining by analysing the product cost composition.At the same time, It also discusses the man-made and automatic quotating in manufacturing management of digital manufacture management.关键词：数字制造成本估算报价单Key words: digital manufacture；Cost Estimating；quotation中图分类号：TH18文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）２9-0063-010引言集MRP/ERP/MIS/PDM技术，将市场需求、物料需求、成本核算、生产管理、专家系统等的管理全部实现数字化，是数字制造的内涵之一。
产品零件的数控加工作为数字制造的基本组成单元，前期的成本估算及后期的成本核算都将是管理平台数据处理的有效组成部分，同时也可为专家处理系统积累信息并实现自动报价提供参考。
本文就管理平台中产品零件数控加工的成本构成、估算及报价方面进行了实现方式的初步探究。
数控车床加工刀具的改进设计
总673期第十一期2019年4月河南科技Henan Science and Technology数控车床加工刀具的改进设计周伟（郑州机械研究所有限公司，河南郑州450001）摘要：数控车床是一种自动化机床，具有高效率和高精度的特点。
相比普通车床，数控车床有明显的优势，能够保证产品的生产质量，控制生产成本，实现经济效益目标。
数控车床的质量具有可控性，配备动力刀塔，或者多工位刀塔，加工工艺性能更加广泛。
通过数控车床能够加工各种复杂工件，如蜗杆、槽、螺纹、圆弧、斜线圆柱以及直线圆柱等。
同时，数控车床具有圆弧插补、直线插补等各种补偿功能。
批量生产中，数控车床发挥了重要作用。
但是数控车床加工刀具也会影响加工的精确度，使资本投入增加，工件质量缺乏规范性。
因此，要及时改进数控车床的加工刀具，提高加工精度和加工质量。
关键词：数控车床；加工刀具；设计中图分类号：TG519.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）11-0056-03 Improved Design of CNC Lathe Machining ToolsZHOU Wei（Zhengzhou Research Institute of Machinery Engineering Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan450001）Abstract:CNC lathe is an automatic machine tool with high efficiency and high precision.It has obvious advantages compared with ordinary lathes,can guarantee the production quality of products,control production costs and achieve economic benefits.The quality of CNC lathes is controllable,equipped with power turrets or multi-station turrets, and the processing technology is more extensive.Through CNC lathes,it can process a variety of complex workpieces, such as worms,grooves,threads,etc.,as well as arcs,slanted cylinders,linear cylinders,etc.,with various interpola⁃tion functions such as circular interpolation and linear interpolation.In mass production,CNC lathes play an impor⁃tant role.At the same time,CNC lathe machining tools will also affect the accuracy of machining,increase capital in⁃vestment,and lack of standardization of workpiece quality.Therefore,it is necessary to improve the machining tools of the CNC lathe in time to improve the machining accuracy and processing quality.Keywords:CNC lathe；machining tool；design数控车床是现代使用比较广泛的一种机床，主要切削加工任意椎角的内外圆锥面、盘类零件或者轴类零件的内外圆柱面、复杂回转内外曲面等，可以扩孔、钻孔及切槽等，并根据事先编制的加工程序，自动加工零件。
智能制造技术的数控加工研究
智能制造技术的数控加工研究随着科学技术的发展和人们对于生产效率及质量的追求，智能制造技术逐渐得到了广泛的应用。
而数控加工又是智能制造技术中极为重要的一环。
在现代化工业和制造业中，数控加工设备已经越来越普及，成为生产模式转型的必要手段。
本文将从数控加工技术的基本原理、加工方式、参数选择和应用与发展等方面作详细介绍。
一、数控加工技术的基本原理数控加工是以数控系统为控制中心，由计算机数据管理、定位机构控制、传感器检测和工具转换等设备所组成的一种新型加工技术。
数控加工设备具有多重功能可编程性和高度智能化的特点，能够大大提高产品加工的精度、效率和质量等多方面指标。
数控加工的基本原理是利用计算机程序来控制加工过程中的各种参数，包括刀具运动轨迹、工件的位置精度和切削参数的精确控制等。
这些数据可以由专门的软件进行编程，通过计算机控制加工机床的各个动作和运动，以完成对工件的精确加工。
二、数控加工的加工方式数控加工技术在各种加工领域中都有广泛的应用，包括铣削、钻孔、螺纹加工等。
下面就数控加工的几种基本加工方式做简要介绍。
1. 铣削加工：铣削加工是指利用刀具在工件表面进行切削和切割加工的一种技术，可以实现对复杂曲面的加工精度。
数控铣床采用的是三轴或四轴等控制系统，可以根据设定的加工程序精确控制刀具的运动轨迹和切削参数。
2. 钻孔加工：钻孔加工是指利用钻头切削加工工件的一种技术，可用于孔径加工和放料工序。
数控钻床可根据加工需要控制钻头的进给量、分油量、顶进量等参数，实现精度好、可靠性高的精密孔加工。
3. 螺纹加工：螺纹加工是指利用螺旋刀具削除工件中金属的切屑，完成螺纹加工的加工工艺。
数控螺纹加工机床可以精确控制工作台转速、螺纹的间距、角度和精度等参数，实现质量可靠的高效螺纹加工。
三、数控加工中的参数选择数控加工的参数选择是加工质量和效率的关键，对于准确控制加工规格、提高工作效率具有重要意义。
数控加工设备的加工参数主要由以下几个方面影响：1. 刀具的选择：刀具是数控加工中关键的工作部件，需要根据切削材料选择适当规格的高速切削钢丝、硬质合金等材料制成，以保证加工精度和质量。
机械数控加工过程刀具高效使用及优化措施分析
机械数控加工过程刀具高效使用及优化措施分析摘要：机床在加工精度、生产效率和加工产品的稳定性等方面具有普通机床无法比拟的生产加工优势。
数控加工具有越来越广泛的应用前景。
本文研究了数控加工过程中刀具的合理使用控制。
分析了钻井原理、工具的特点和工具的控制技术在加工中的应用，并讨论了数控加工过程中刀具的控制技术和措施，从而大大提高数控加工的工作效率。
关键词：机械数控加工；工具；使用控制1、数控刀具概述数控刀具是制造中切削工具的一种，是在机械制造业中用来进行切削工艺的工具类型，其效率与普通刀具相比更高，数控刀具的结构包括切削所用的刀片、固定刀具的刀柄以及刀杆。
数控技术的逐渐成熟，使其在机械自动化中的应用变得越来越广泛，数控刀具就是在这种背景下产生的。
数控刀具与传统的切削刀具相比，刀刃的可靠程度与质量有了相当大的进步，并且数控刀具可以根据切削的具体需求，通过自动换刀装置来变换切削刀具的类型，可以提高切削作业的效率和精度。
数控刀具的使用使得加工企业可以与刀具生产商进行直接的需求沟通，提供给生产商具体的切削数值、切削类型等数据，这样刀具生产商就可以根据刀具需求方的实际需求来提供专门的刀具类型和问题解决方案，从而促进了刀具的生产和销售的发展。
但是数控刀具的使用条件较传统刀具相比较为复杂，这在一定程度上限制了数控刀具的使用范围的扩大。
2、机械数控加工过程刀具高效使用方法数控刀具的选择是否合理，会对数控加工质量带来很大影响。
其中最主要的影响表现为工艺加工的精确度存在差异。
另外还会对数控刀具造成严重损坏，导致数控刀具出现不同程度的磨损，造成数控刀具的耐用性和精确度受到影响，最终无法有效确保数控加工的质量。
因此选择刀具时，相关工作人员应该充分考虑到刀具选择对数控加工工艺各方面的影响因素，根据具体的加工情况选择刀具，确保选择的数控刀具满足加工的基本要求。
2.1选择合适的工具在数控加工中，选择合适的刀具是非常重要的。
不同的零件和材料具有不同的切削性能，所选用的刀具也不同。
机械数控加工过程中刀具高效使用的优化方案
机械数控加工过程中刀具高效使用的优化方案摘要：在生产业不断发展壮大的背景下，各生产单位的关注重点已经不仅仅局限于如何提高生产效率与质量，更多的是对生产成本支出控制的关注。
特别是对机械数控加工的成本控制，因为在加工过程中经常会出现刀具无法合理应用导致成本受损的问题，所以在实际工作中就需要结合实际情况对刀具无法合理应用的问题进行总结，并制定出相应解决方案，进而合理帮助企业控制成本支出。
关键词：机械数控加工；刀具；高效使用；优化方案开展数控加工作业过程中，工作人员为了对加工产品进行有效控制，一般会将刀具调节为高速工作状态。
而在加工工作中，刀具属于必要工作，基于长时间工作状态，会对刀具使用寿命产生严重影响。
另外，加工过程中基于其他因素影响，会对刀具造成磨损问题。
在刀具磨损程度不断增加过程中，数控加工产品品质就会受到影响。
而若是刀具磨损程度到达临界点之后极易造成断刀问题，磨损值达到临界值之后会造成断刀问题。
要想避免此种现象，开展数控加工活动时，应该不断强化刀具使用效率，延长使用寿命。
1刀具选择要求因为，相比于普通机床，数控机床加工方式有所不同，因此选择刀具过程中，需要制定全新方法。
第一，应该确保待加工工件表面尺寸和刀具尺寸之间具有适宜性，挑选尺寸合适的刀具。
第二，采用性价比突出的刀具。
开展自由曲面加工活动时，由于球头刀具端部的切削速度为0，因此为了充分强化加工精确度，切削行距一般会选择顶端密距，对于平头刀一般表层加工中有所应用。
另外，因为刀具耐用性主要受到材料影响，而良好材料具有较高的成本，因此，采用优质刀具过程中，还应该对成本支出加以考虑，否则难以对加工成本进行有效控制。
第三，需要积极驯兽操作要求。
开展数控加工活动时，应该在刀库中正确安装相关刀具，同时积极根据规定程序随时确定刀具以及按刀动作。
第四，革新技术，强化生产效率。
开展数控加工活动时，因为主要采用人工操作方式开展刀具测量、刃磨与替换等工作，因此基于新时代背景应该对现代技术理念进行充分借鉴，同时积极根据相关规定开展技术革新工作，进而充分降低工作压力，为生产效率提供保障。
CNC机床加工中的螺纹刀具的选择与应用
CNC机床加工中的螺纹刀具的选择与应用在CNC（计算机数控）机床加工过程中，螺纹刀具的选择和应用起到至关重要的作用。
螺纹刀具是专门用于加工螺纹的刀具，其选择和使用对于螺纹加工质量和效率有着直接影响。
本文将从螺纹刀具的类型、选择指南以及使用技巧等方面进行探讨，帮助读者更好地了解和应用螺纹刀具。
一、螺纹刀具的类型螺纹刀具根据其结构和用途可分为外螺纹刀具和内螺纹刀具。
1. 外螺纹刀具：外螺纹刀具主要用于加工螺纹外径，常见的有螺纹刀、丝锥和螺纹铣刀等。
螺纹刀主要用于车削外螺纹，适用于加工钢材、铸铁等常见材料。
丝锥则用于手工螺纹加工，适用于加工薄壁管材等；螺纹铣刀适用于铣削螺纹外径，精度较高。
2. 内螺纹刀具：内螺纹刀具主要用于加工螺纹内径，常见的有攻丝刀和挤丝刀等。
攻丝刀适用于精确的内螺纹加工，常用于机械加工中。
挤丝刀也用于内螺纹加工，适用于低硬度材料的加工。
二、螺纹刀具的选择指南在选择螺纹刀具时，需要根据加工要求、材料类型和刀具性能等因素进行综合考虑。
下面是一些选择螺纹刀具的指南：1. 加工要求：根据加工要求确定选择的螺纹刀具类型，如外螺纹刀具还是内螺纹刀具。
2. 材料类型：根据加工材料的硬度、脆性等特性选择合适的刀具材料。
对于硬度较高的材料，可以选择刚性较好的螺纹刀具。
3. 切削参数：确定切削参数，包括进给速度、转速等，以便选择适合的螺纹刀具。
4. 刀具性能：选择具有良好刀具质量、硬度、耐磨性和刀具寿命较长的螺纹刀具。
5. 成本控制：根据实际经济状况选择适合的螺纹刀具，综合考虑性价比和效益。
三、螺纹刀具的使用技巧正确使用螺纹刀具可提高切割效率和加工质量，下面是一些使用螺纹刀具的技巧：1. 加工前准备：检查刀具的整体情况，确保刀具无损坏和锈蚀。
调整好刀具的夹持装置，保证稳定和准确。
2. 切削参数设置：根据加工要求和材料特性，设定合适的切削参数，如进给速度、切割深度和转速等。
3. 冷却润滑：加工过程中应加足冷却润滑剂，保持刀具和工件的冷却状态，以提高切削效率和刀具寿命。
数控加工年度总结汇报(3篇)
第1篇尊敬的领导、各位同事：时光荏苒，转眼间一年又即将过去。
在过去的一年里，我在数控加工岗位上兢兢业业，认真履行职责，现将一年来的工作总结如下，以供大家参考。
一、工作回顾1. 技能提升过去的一年，我积极参加各类培训，努力提高自己的数控加工技能。
通过自学和实际操作，我熟练掌握了数控车床、数控铣床、加工中心等设备的操作方法，对数控编程、刀具选择、加工工艺等方面有了更深入的了解。
2. 项目完成在过去的一年里，我参与了多个项目的加工任务，严格按照生产计划，确保了项目进度和质量。
在项目实施过程中，我不断总结经验，优化加工工艺，提高了生产效率。
3. 团队协作在工作中，我注重与同事的沟通交流，充分发挥团队协作精神。
在遇到技术难题时，积极向有经验的同事请教，共同解决问题。
同时，我也乐于分享自己的经验，为团队的整体进步贡献力量。
4. 安全生产我始终把安全生产放在首位，严格遵守操作规程，确保自身和他人的安全。
在过去的一年里，我未发生任何安全事故，为车间创造了良好的安全生产环境。
二、工作亮点1. 技术创新在加工过程中，我不断尝试新的加工方法和技术，提高了加工效率和产品质量。
例如，在加工某零件时，我创新性地采用了分步加工的方式，降低了加工难度，提高了生产效率。
2. 成本控制我注重成本控制，通过优化加工工艺、合理选择刀具、减少废品率等措施，降低了生产成本。
据统计，我负责的项目在成本控制方面取得了显著成效。
3. 质量提升在保证生产进度的基础上，我注重产品质量，严格按照工艺要求进行加工。
在过去的一年里，我负责的项目合格率达到了98%以上，得到了客户和领导的认可。
三、不足与改进1. 自我学习虽然我在过去的一年里取得了一定的成绩，但与同行相比，我的技术水平还有待提高。
今后，我将加强自学，不断提高自己的专业素养。
2. 沟通协作在团队协作方面，我有时存在沟通不畅的问题。
今后，我将更加注重与同事的沟通交流，提高团队协作能力。
3. 创新意识在技术创新方面，我还有很大的提升空间。
基于PLC的数控加工中心自动换刀系统的研究
盘式刀库自动换刀控制系统的优势主要体现在以下几个方面。首先，自动换刀 控制系统可以显著提高加工效率，避免了手动更换刀具的繁琐过程，节省了大 量时间。其次，自动换刀控制系统可以降低工人的劳动强度，减少错误操作的 可能性，提高生产安全性。最后，自动换刀控制系统有利于实现工厂的自动化 和智能化，提升整体竞争力。
目前，加工中心自动换刀装置的研究主要集中在换刀方式、刀库设计、夹持机 构和控制系统等方面。其中，换刀方式是自动换刀装置的核心技术之一，直接 影响到换刀的效率和精度。按照换刀过程中是否有旋转动作，换刀方式可以分 为旋转式和非旋转式两种。旋转式换刀方式又可以分为刀具旋转和主轴旋转两 种，而非旋转式换刀方式则可以分为直插式和伸缩式两种。
盘式刀库自动换刀控制系统的工作原理基于计算机数值控制（CNC）技术，通 过接收加工中心的指令，控制机械手臂进行刀具的更换。首先，机械手臂在盘 式刀库中选择需要更换的刀具，然后将其抓取并移动到加工区域。接下来，机 械手臂将旧的刀具从主轴中取出，并将新的刀具安装到主轴上。最后，机械手 臂将更换下来的刀具放回盘式刀库的正确位置。
近年来，随着人工智能、机器学习和计算机视觉等技术的不断发展，加工中心 自动换刀装置的研究也在不断深入。这些技术的应用，可以实现更加智能化和 高效的换刀控制，从而提高加工中心的生产效率和加工质量。
在应用前景方面，加工中心自动换刀装置将会在更多领域得到应用。例如，在 航空航天、汽车制造、模具制造和医疗器械等领域，由于对加工精度和效率的 要求较高，因此对自动换刀装置的需求也将会不断增加。此外，在智能制造和 数字化工厂的建设中，加工中心自动换刀装置也将会成为其重要组成部分之一。
加工中心自动换刀装置的发展历程可以追溯到20世纪80年代，当时该技术还处 于研究和实验阶段。随着计算机技术、机械制造技术和液压气动技术的发展， 自动换刀装置的可靠性、稳定性和效率得到了不断提高。进入21世纪以来，随 着数控技术的快速发展和制造业的不断升级，加工中心自动换刀装置的应用范 围和需求量也不断增加。
基于数控加工的刀具半径补偿研究
３ 刀具 半径 补 偿建 立与撤 销
刀具补偿过程 的运动轨迹分为三个组成 部分 ： 形成 刀具补
偿的建立补 偿程序段 ， 零件轮廓切削程序段和补偿撤消程序段
（ 下文 以 Ｆ Ｎ ｉＭＢ加工中心为例 ） Ａ ＵＣｏ— 。 数控系统一启 动时 ， 总是处 在补偿 撤消状 态 ， 这时刀具 的 偏 移量为 ０ 刀具 中心轨迹 与编程路线一致 。在 补偿撤消状态 ， 下， 如果满足 以下条件 的程 序段 被执行 ， 系统 就进入偏置状态 ， 即建立 了补偿 ： （１） ４ 或 Ｇ４ Ｇ １ ２被指定 ，系统 即进 入 Ｇ４ １或 Ｇ ２状态 ； ２） 具补偿 的偏 置量不是 Ｄ ０ （ 在偏置平 面 ４ （ 刀 ０ ； ３） 内指定 了不 为 ０的任意一轴上的移动。 需要注意 的是 ， 刀具半径补偿 的建立 过程是一个补偿平 面 内的直 线运 动的过程（ 图 １ ， 如 ） 不能使用 圆弧插补 指令来建立
马 俊
（ 苏州工业职业技术学院机 电工程系， 江苏 苏州 ２ ５ ０ ） １ １ ４
【 摘 要 】 在数控加工中， 具的半径补 刀 偿是个难点问 处 题， 理不好会导致很大 的麻烦。 从实际 本文 加工经 数控 验和 理论
入手 ， 讨 了在 刀具半径补偿 方面需要 掌握 的要点和技巧 ， 探 并通过 实例辅助论证 。
刀具补 偿都是指 Ｃ类补偿 。
自动控制 、 电机 、 电气传动 、 测量 、 机械制造等多学科 的内容 。 数 控机床是数控 加工 的执行单元 ， 与其它 加工设备相 比 ， 它具 备 了很多独特的优 点 ， 发展速度极 快。数控机床 的运 行必须按事 先编制好 的加 工程序 ， 因此 ， 程序 编制 的质量 直接影响到加 工 零件 的质量 要求 。 零件程序 的编制过程中不可避免地要考虑各 基点 的计算 繁易 ， 尤其 对数控铣床 、 加工 中心 等使用带有半径 的刀具 的机床 ， 为简化计算 ， 其编程往往要 以刀具 中心 为编 程 轨迹 ， 但计算各轨迹基点又会带来大量 的、 复杂的计算过程 。 为 解决这一 问题 ， 控机床大多备有刀具 半径 补偿功 能 ， 数 以减 轻
数控切削加工工艺参数及刀具运动轨迹的研究
ｏｔ ｉｎ ｏ ｍ ｌ ｇ ｈｉ ｌ ｍｅ ｒａｄ ｃｔ ｇ ｃ ｆ ｃ ａｎ ｉｏｅ ｐ ｍｚ ｇ ｉｉ ｔ ｎ ａｐｒ ｔｓ ｔ ｕｉ ｆ ｅ ｔ ｔ ｇ ｎ ｏ ｉ ｉ ｆ ｌ ｅ ｃ ａ ｎ ｃ ａ ｅ ｎ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ｕ ｉ ｓ ｆ ｒ ｕ ｔ ｍ ｉａ ｏ ｔ ｃｔｎ ｔ ｌ ｉ ． ｈ ｐｐｒｗ ｓ ｄ ｄ ｃｔｎ ｆ ｃ ｏ ｈ ａ ｉ ｆ ｕｉ ｏ ｃｏ ｅＩｔ ｓ ｅ ｅ ｉ ｔ ｕｉ ｏ ｅ ｅ ｎ ｍｓ ｈ ｔ ｇ ｈ ｃ ｎ ａ ， ｔ ｅ ｈ ｔｇ ｅ ｏ ｉ ｕ ｅ ｒ ｆ
数控加工刀具运动轨迹是确定数控加工工艺的重要环节。刀具运动轨迹设 计质量的好坏，将直接影响零件的加工质量及加工成本。本文针对典型零件的 铣削加工，以切削力波动小，表面质量精度高为优化目 标对几种刀具运动轨迹 进行优选。由于球头铣刀是复杂曲面加工的主要刀具，球头铣刀切削力是选择 机床、刀具、夹具及实现铣削加工工艺参数优化的基础，切削力波动又是刀具 轨迹优选的主要目 标之一， 故本文对球头铣刀的切削力进行了理论与试验研究， 实现了基于切削力波动最小的刀具运动轨迹优选。
是现代制造系统的重要组成部分。 数控加工技术是现代 自动化、 柔性化及数字化 生产加工技术的基础与关键技术。 数控切削加工工艺参数及刀具运动轨迹优化是 发挥数控加工设备生产效率的有效途径。 本文在数控切削加工工艺参数优化方面主要进行了基于加工特征的刀具选 择的研究。首先研究确定了车削加工和铣削加工的加工特征；在此基础上，建 立了基于加工特征的车刀选择知识规则和铣刀选择知识规则，并将其知识融入 到已研制开发的数控加工工艺参数优化专家系统知识库中，实现数控刀具的优 选：本文还增加了车刀选择解释器和铣刀选择解释器，完善了数控加工工艺参 数优化专家系统。
如何控制机加工的成本
如何控制机加工的成本降低成本可以从这几个方面考虑：1、原材料控制：要正确计算所用原材料尺寸，避免材料的浪费，质量部加强进货检验员的工作。
严格按毛坯图进行检验，防止原材料多料少料情况发生。
多料会发生加工成本和直接材料成本，少料可能会导致产品质量问题。
原材料如果没有在指定的交货日期内到达,会影响正常生产进度,导致人员加班增加成本.2、工艺过程控制：工艺部应当按照现场车间实际机床和外面市场机床,来做加工工艺,利用现代化(数控技术)来省掉不必要的加工工艺,比如一些划线和定位孔,可以在数控加工时,就把下道工艺的位置给体现出来.工艺编排方案的优化,可以加工难度降低，成品率提升，适当设计并采用高效率工装同样可以达到以上目的。
不创新不改革‚就不能适应企业生产力的发展，另外现在技术部设计的尺寸精度相对比较高，精度越高，3、周转优化控制：对现场半成品的周转做一些工装设计，例如阀杆、顶丝可以做几个箱子把每个阀杆隔下来插在里面，这样可以防止周转过程中碰伤同时也利于清点数量。
现场转料(铲车) 人员不充足,会影响生产员工的正常生产,目前一般要做一个原材料件(工序完成后需要转到下道工序),都要等上半天才会转到车间(目的地),这也算是一种浪费,机床空闲也会增加成本(员工的基本工资).5.现场设备控制:对公司长期加工的产品设备要进行适当增加,例如线切断目前HH级线切割的产品比较多,一台线切割机床没多少钱,人员工资成本也不高.如果线切割的活都往外发(来会车费和加工费)也是成本问题.现场锯床也有同样的情况，对一些特急的零件而且只一个的活还要送去外协落料后在进来加工。
另外数控车床3台，3台存在精度问题。
，目前现场的机加工设备不是旧就是质量不怎么样，报修率高，精度明显下降，对产品和员工都有影响。
6.人员生产控制:要针对产品的习性来做一些调整,可以分为两大类,1.计件制2.不计件制,比如对一些有批量的产品可能给计件制的加工人员做,而一些少量没有批量产品、试验工装或临时返修的可以分给不计件制加工。
机械数控加工过程刀具高效使用及优化措施分析
机械数控加工过程刀具高效使用及优化措施分析摘要：经济社会的建设和发展为科学技术的革新奠定了坚实的物质基础，相关行业的技术要求也在不断提升，为了进一步提升产业的生产效率和生产质量，加强对设备的精准要求显得尤为重要。
为了保障加工产品的质量，需要提升刀具的使用效率，不仅能有效延长专业刀具的使用寿命，也能减少资源的浪费。
关键词：机械数控；刀具；高效使用；优化措施；分析引言：在机械数控的加工过程中，为了保障加工产品的质量和效率，需要保证刀具保持高速运转的状态。
作为一种必要的加工工具，长期的高负荷工作会在很大程度上削减刀具的使用寿命，再加上其他因素的影响，刀具会出现不同程度的磨损，不仅会增加安全风险，同时也会影响机械数控加工产品的质量，因此实现对刀具的高效使用显得尤为重要。
一、机械数控加工中刀具的使用特点（一）刀具的互换性在不同的机械数控加工行业中，生产工序上存在一定的差异，因此需要利用不同种类和规格的刀具开展加工工作，这时可以对刀具进行分类。
在后期的生产加工中，相关技术人员可以结合实际的加工和生产情况选择合理的生产刀具。
值得注意的是，在刀具的使用过程中还涉及到刀具更换的问题，因此相关技术人员需要充分对刀具的互换速度进行控制，将需要更换和使用的刀具精准安装在机床上，结合生产工作的实际需求进行使用。
（二）刀具的系列化机械数控加工生产加工对于刀具的选择较为苛刻，值得注意的是，机械数控加工主要是通过管理和编程实现机械加工的自动化。
因此在刀具高速运转的自动化中，需要对刀具使用寿命的影响因素进行分析，在生产过程中将刀具安装在机床的主轴或者刀库上，有序推进零件的生产加工工作。
想要保障生产线的稳定运行，需要合理进行刀具的选择，因此相关生产技术人员需要结合材料的性能、机床的性能等因素进行综合分析，选取合理的刀具，同时要加大对刀柄作用的重视。
（三）刀具的刚性刀具的刚性是影响刀具使用寿命的主要因素，如果刀具的刚性不足，在后期的生产和加工过程中，刀具的高速运转汇通材料进行接触，进而引发剧烈的震动，对加工零件的加工效率和精密度产生负面影响，也会缩短刀具的使用寿命，因此在后期的的刀具选择过程中，也要加大对刀具刚性的分析和控制。
CNC机床的刀具寿命预测与优化研究
CNC机床的刀具寿命预测与优化研究随着制造业的不断发展，数控机床已经成为现代工业生产的重要设备。
刀具作为CNC机床的关键部件之一，对于工件的加工质量和生产效率起着至关重要的作用。
然而，刀具在使用过程中会因为磨损、断裂等原因导致寿命减短，从而增加了生产成本和停机时间。
因此，研究CNC机床刀具的寿命预测与优化已成为制造业的热门课题之一。
刀具寿命预测是指通过对刀具性能参数进行实时监测和分析，利用数据处理和建模技术提前预测刀具寿命的耗尽时刻。
这对于及时采取维护措施、减少停机时间和刀具更换次数具有重要意义。
目前，常用的刀具寿命预测方法主要有基于规则的方法、基于经验模型的方法和基于机器学习的方法。
基于规则的方法主要是根据刀具的使用经验和规则，通过刀具磨损的情况来判断寿命的剩余程度。
这种方法具有简单、易于理解和实施的特点，但是由于没有充分考虑到刀具的生产环境和切削参数等因素的影响，其预测精度和稳定性相对较低。
基于经验模型的方法是通过建立刀具的寿命模型，根据刀具在不同工况下的使用情况来预测刀具的寿命。
这类方法主要依赖于大量的实验数据和经验知识，对于刀具的寿命预测具有较高的准确性。
然而，由于实验数据的获取难度和实验条件的限制，这种方法的适用范围相对较窄。
基于机器学习的方法则是通过分析大量的历史数据和实时数据，利用机器学习算法来建立刀具寿命预测模型。
这类方法可以克服以上两种方法的局限性，具有高精度、高稳定性和较强的通用性。
常见的机器学习算法包括支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）和随机森林（RF）等。
通过对大量样本进行训练和优化，这些算法可以对刀具的寿命提供相对准确的预测结果。
除了刀具寿命预测，优化刀具使用的策略也是提高机床加工效率和降低成本的重要手段。
针对刀具寿命问题，优化策略主要包括合理选用刀具、优化刀具路径和切削参数、加强刀具维护和更换等。
合理选用刀具要考虑到工件材料、加工要求、切削方式等因素，选择适合的刀具类型和刀具材料。
如何评估数控加工技术的加工效率和成本控制
如何评估数控加工技术的加工效率和成本控制数控加工技术在现代制造业中扮演着重要的角色，它可以提高加工效率和降低成本。
然而，如何评估数控加工技术的加工效率和成本控制却是一个复杂的问题。
本文将从几个方面探讨如何评估数控加工技术的加工效率和成本控制。
首先，评估数控加工技术的加工效率需要考虑加工时间和生产能力。
加工时间是指从开始加工到完成加工所需的时间，它直接影响到加工效率。
而生产能力则是指数控机床在一定时间内可以加工的工件数量，它反映了数控加工技术的生产效率。
评估加工效率可以通过比较加工时间和生产能力来进行。
如果加工时间较短，生产能力较高，那么数控加工技术的加工效率就较高。
其次，评估数控加工技术的成本控制需要考虑材料成本和人力成本。
材料成本是指加工所需的材料费用，它直接影响到加工成本。
人力成本则是指操作数控机床所需的人工费用，它反映了数控加工技术的人力成本控制能力。
评估成本控制可以通过比较材料成本和人力成本来进行。
如果材料成本较低，人力成本较少，那么数控加工技术的成本控制就较好。
除了考虑加工效率和成本控制，评估数控加工技术还需要考虑加工精度和产品质量。
加工精度是指数控机床在加工过程中所能达到的精度要求，它直接影响到产品的质量。
产品质量则是指加工出来的产品是否符合设计要求，它反映了数控加工技术的加工质量控制能力。
评估加工精度和产品质量可以通过检测加工出来的产品是否达到设计要求来进行。
如果加工精度高，产品质量好，那么数控加工技术就具有较好的加工精度和产品质量控制能力。
此外，评估数控加工技术的加工效率和成本控制还需要考虑设备维护和技术支持。
设备维护是指对数控机床进行定期维护和保养，以确保其正常运行。
技术支持则是指对数控加工技术进行技术培训和技术支持，以提高操作人员的技术水平。
评估设备维护和技术支持可以通过观察数控机床的运行情况和操作人员的技术水平来进行。
如果设备维护得当，技术支持到位，那么数控加工技术的加工效率和成本控制就会更好。
刀企和用刀专家论谈先进数控加工技术
②中国电科集团第３ 所张宁健 ８ ③三菱综合材料管理 （ 上海）有限公司 硬质合金事业部商品战略部长绪方敦 ④山西平阳重工机械有限责任公司韩伟
先进数控加工技术
行切 除。在模具制造过程 中 ，如果使 用整体材料进 行
比氮化钛涂 层要 高，耐磨性更好 。与氮化钛涂 层相 比 ，
碳氮化钛涂 层刀具能在更大 的进给速度 及切 削速 度下加
韩 伟 ：我公 司为 国有独资企 业 ，隶 属于 中国船
舶 重工集 团公 司 ，拥 有 国际上 各类 先进机 械加 工设 备 ３０ ０ ０ 多台 （ ）。加 工重型大直 径薄壁工 件是我们数 套 使 用的刀具也是 不同的。
先进数控加工技术对刀具的要求
王 社 权 ：当 前 的数 控 加 工技 术 正 朝 着 高 速 、高
进数控 机床 的 引进 和推动 下 ，单 位设计 、制造 的产 品 由原来 二维 设计 向三维转 变 ，由地面 产品发 展到太 空 产 品 ，产 品呈 现多元 化 。薄 壁 、异形 、复杂 、难加 工
材料等零件 ，是我们平时工作 中经常遇到的 。
在数控 生产过 程 中影响 产品 质量的 因素很 多 ：机
焊接等造成的接合部强度降低 ，有时会采用从整体材料
项管 理重点 。所 以针对加 工零 件材料 的不 同 ，我 们
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①株洲钻石切 削刀具 股份有限公司 副总经理 王社 权
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刀具材 料 的性能 决定 了 刀具 的切 削能 力 ，高速切 的数控
数控刀具财务分析报告(3篇)
第1篇一、前言数控刀具作为数控机床的重要组成部分，其性能直接影响着数控机床的加工精度和生产效率。
随着我国制造业的快速发展，数控刀具行业也得到了迅速增长。
本报告旨在通过对数控刀具企业的财务状况进行分析，揭示其盈利能力、偿债能力、运营能力和成长能力等方面的情况，为投资者、管理层及相关部门提供决策依据。
二、公司概况（一）公司简介（二）行业背景三、财务报表分析（一）盈利能力分析1. 毛利率分析（1）毛利率计算公式：毛利率 = （营业收入 - 营业成本）/ 营业收入× 100%（2）分析结果：以公司近三年毛利率数据为例，计算并分析其变化趋势。
2. 净利率分析（1）净利率计算公式：净利率 = 净利润 / 营业收入× 100%（2）分析结果：以公司近三年净利率数据为例，计算并分析其变化趋势。
（二）偿债能力分析1. 流动比率分析（1）流动比率计算公式：流动比率 = 流动资产 / 流动负债（2）分析结果：以公司近三年流动比率数据为例，计算并分析其变化趋势。
2. 速动比率分析（1）速动比率计算公式：速动比率 = （流动资产 - 存货）/ 流动负债（2）分析结果：以公司近三年速动比率数据为例，计算并分析其变化趋势。
3. 资产负债率分析（1）资产负债率计算公式：资产负债率 = 负债总额 / 资产总额× 100%（2）分析结果：以公司近三年资产负债率数据为例，计算并分析其变化趋势。
（三）运营能力分析1. 存货周转率分析（1）存货周转率计算公式：存货周转率 = 营业成本 / 平均存货（2）分析结果：以公司近三年存货周转率数据为例，计算并分析其变化趋势。
2. 应收账款周转率分析（1）应收账款周转率计算公式：应收账款周转率 = 营业收入 / 平均应收账款（2）分析结果：以公司近三年应收账款周转率数据为例，计算并分析其变化趋势。
（四）成长能力分析1. 营业收入增长率分析（1）营业收入增长率计算公式：营业收入增长率 = （本期营业收入 - 上期营业收入）/ 上期营业收入× 100%（2）分析结果：以公司近三年营业收入增长率数据为例，计算并分析其变化趋势。
数控铣刀设计与优化技术研究综述
Journal of Mechanical Strength2023,45(2):414-422DOI :10.16579/j.issn.1001.9669.2023.02.022∗20210728收到初稿,20210902收到修改稿㊂江苏省青年基金项目(BK20190676),江苏省高校自然科学基金项目(19KJB460019)资助㊂∗∗汪东明,男,1972年生,江苏响水人,汉族,江苏电子信息职业学院副教授,工学硕士,主要研究方向为机械制造及其自动化㊁汽车电子控制技术㊂∗∗∗孟龙晖(通信作者),男,1985年生,江苏高邮人,汉族,南京工业大学机械与动力工程学院讲师,博士,主要研究方向为精密制造,智能制造,加工变形控制㊂数控铣刀设计与优化技术研究综述∗RESEARCH ON DESIGNING AND OPTIMIZATION OFMILLING TOOL :A REVIEW汪东明∗∗1㊀孟龙晖∗∗∗2㊀张㊀浩2㊀王㊀华2(1.江苏电子信息职业学院智能交通学院,淮安223003)(2.南京工业大学机械与动力工程学院,南京211816)WANG DongMing 1㊀MENG LongHui 2㊀ZHANG Hao 2㊀WANG Hua 2(1.School of Intelligent Transportation ,Jiangsu Vocationnal College of Electronics and Information ,Huaiᶄan 223003,China )(2.School of Mechanical and Power Engineering ,Nanjing Tech University ,Nanjing 211816,China )摘要㊀主要针对目前的铣刀设计优化方面的研究进展进行了相应的综合和描述㊂根据目前切削加工制造领域所存在的问题,刀具的设计过程也会针对这些问题而进行相应的改进和优化㊂主要从加工质量㊁刀具磨损㊁加工振动㊁排屑性能㊁加工效率这个五个方面对刀具所做的改进和优化的研究进展进行了较为详细的描述和总结,最后对目前已有的技术的问题进行了分析,并对后期数控铣刀技术的研究提出了相应的展望㊂关键词㊀铣刀㊀设计㊀优化㊀切削中图分类号㊀TG71Abstract ㊀The research progress of designing and optimization of milling tool is summarized.The design process of cuttingtools has greatly improved and optimized according to the existing problems in the field of cutting and manufacturing.The research progresses of the improvement and optimization of the milling tool in five aspects,such as:Machining quality,tool wear,machining vibration,chip removal performance and machining efficiency are mainly described and summarized.Finally,it analyzes the existing technical problems,and puts forward the corresponding prospects for the later research of NC milling tool technology.Key words㊀Milling tool ;Design ;Optimization ;MachiningCorresponding author :MENG LongHui ,E-mail :menglonghui @ ,Tel :+86-25-58139352,Fax :+86-25-58139352The project supported by the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (No.BK20190676),and the Natural Science Foundation of the Jiangsu Higher Education Institutions of China (No.19KJB460019).Manuscript received 20210728,in revised form 20210902.0㊀引言㊀㊀国家的强大和日益兴盛离不开国家的制造业发展,而一个国家的机械制造业的水平也从一定程度上体现着整个国家的制造业发展水平㊂机械制造属于我国基础性工业,需要持续优化生产效率与质量㊂尽管我国机械制造技术研究起步较晚,但目前已获得良好成果,增强了我国工业制造在国际市场中的竞争力[1]㊂虽然目前制造领域不断发展,出现很多新兴产业和制造技术,而切削加工作为机械制造领域中的传统加工方式,其目前的地位仍然无法被取代,而切削加工中数控刀具技术的发展,会对该领域产生举足轻重的影响㊂近年来,数控加工技术的快速发展进一步促进了数控刀具结构基础研究的快速发展和新产品的研发㊂世界各大数控刀具厂商生产的数控机床用刀具种类规㊀第45卷第2期汪东明等:数控铣刀设计与优化技术研究综述415㊀㊀格繁多㊁数量庞大,往往令人眼花缭乱[2],相应的出发点基本可以总结为加工效率㊁加工精度,以及加工成本(经济性)等方面[3]㊂而刀具技术的改进往往是从刀具材料㊁刀柄结构㊁涂层以及刀具几何特征等方面着手而进行的设计和改进㊂本文对前人在数控铣刀的设计和优化方面的代表性的研究进行介绍,并对相应的研究进展进行相应的分析,最后对该领域的研究进行总结和展望㊂1㊀刀具设计方法㊀㊀刀具设计主要考虑到加工质量㊁刀具寿命㊁加工成本以及环境保护等方面㊂被加工件表面质量除了受切削参数影响外,还会受刀具参数影响,特别是几何参数,有研究给出了相应答案[4-8],同样,刀具的基体材料[9-12]㊁涂层[13-17]㊁刀具振动[18-22]以及排屑性能[23-25]均会对工件表面产生重要影响㊂目前数控刀具的设计和优化绝大部分是根据实际需求对刀具多方面同时优化,且主要还是基于刀具几何参数㊁材料㊁涂层这些方面进行展开[26][27]954-959[28]933-941[29]12-25,同时与切削参数和切削条件优化配合,最终满足相应工艺要求㊂2㊀刀具设计优化的不同方面2.1㊀加工质量㊀㊀机械加工表面质量包含表面形貌㊁表面粗糙度㊁微观组织㊁显微硬度㊁位错密度以及表面残余应力等方面[30],目前针对加工质量对刀具所做的优化主要是针对表面粗糙度[31-33]㊂文献[27]954-959对硬质合金铣刀进行了设计㊁优化和评价,从四个方面对刀具设计过程进行表述,即刀具材料㊁涂层㊁几何参数以及切削条件㊂在刀具材料方面,给出了几种常用刀具材料:碳钢㊁合金钢㊁高速钢(HSS)㊁硬质合金等,其指出由于硬质合金钢诸多方面的优越性能,目前为最常用的刀具材料;在几何参数方面,指出与三刃铣刀相比,两刃铣刀具备更好的排屑空间;其提到三种刀具涂层,氮化钛(TiN)㊁碳氮化钛(TiCN)和氮化铝钛(AlTiN),不同涂层有自身相应运用,不过碳氮化钛涂层适用于高速㊁高进给和高温下的切削过程㊂其通过实验和仿真进行分析,结果表明相应刀具能有效加工MS200工具钢,获得较高的表面光洁度㊂文献[28]933-941基于Taguchi法,采用试验㊁信噪比和方差分析,确定表面粗糙度主要影响因素㊂基于高速钢刀具铣削6061铝合金,设计刀具轴向前角29ʎ,刀尖圆半径0.15mm,导程角45ʎ,最终得出在主轴转速884r/min,进给量243mm/min,轴向前角0ʎ下,表面粗糙度达到最优㊂文献[29]12-25主要从表面加工质量和刀具寿命两方面分析了某特殊硬质合金刀具设计对AISI D3钢端铣加工的影响㊂实验所用WC刀片(AlCrN涂层)和刀柄如图1所示㊂图1㊀AISI D3硬质钢端铣实验刀具Fig.1㊀AISI D3hard steel end milling tool used in the experiment结果表明,在可接受的刀具寿命下,可获得表面粗糙度R a在0.1~0.3μm之间㊂针对参数的优化,建立了铣削工艺参数(切削速度v c和进给量f z)㊁表面粗糙度和刀具磨损形态之间的关系分布,得到了R a分布直方图㊂结果表明,刀具几何参数,如倒角,切削角以及刀尖圆弧半径等参数对精加工质量有至关重要的影响㊂文献[34]提出了将剪切/锯齿切削(主刃切削)和断裂/剪切复合切削(主刃和微切削刃依次切削)两种切削方式组合的新型刀具设计,如图2所示㊂在不同切削用量下,材料去除机理依次发生变化,使得加工面损坏量最小并保证相应的加工质量㊂图2㊀复合切削方式的刀具设计Fig.2㊀Compound cutting mode tool design2.2㊀刀具磨损㊀㊀刀具一定程度磨损后若不及时更换,会产生振动[35]㊁切削温度急剧升高[36],使得表面粗糙度[37-38]和表面残余应力发生恶化[39-40]㊂高效优化刀具寿命不仅降低加工成本,同时也保证加工质量㊂目前有研究通过优化切削参数提高刀具寿命[41-42],其属于被动优化,以牺牲加工效率来提高刀具寿命,如果以材料去除量来评价刀具耐磨性,其并不具备明显优势㊂文献[43]根据508III钢的材料性能和铣削条件,设计了分层面铣刀的阶梯结构,铣削加工件断面图和实验设备如图3所示㊂通过单因素实验,分析切削力随轴向和径向前角的变化规律;根据刀具后刀面磨损状态选择最佳前角㊂其基于模糊数学理论建立分层面铣刀性能的多级模糊㊀416㊀机㊀㊀械㊀㊀强㊀㊀度2023年㊀图3㊀阶梯结构分层面铣刀加工件断面和实验设备Fig.3㊀Section of part machined with stepped structure layered facemilling cutter and the experimental equipment综合评价体系,对四种结构刀具进行了性能评价㊂结果表明,采用多齿二级结构的T1型平面铣刀性能最优,其径向前角γf ㊁轴向前角γp 以及切削刃角κr 分别为3ʎ㊁5ʎ㊁75ʎ㊂文献[44]提出计算刀体刀片分布的数学方法,目的为使刀片的刃口磨损率相等㊂其选择商用标准刀片,将其放置于成形铣刀轴向截面中,如图4所示;根据刀具切削用量和磨损率,估算各位置的刀具寿命㊂为均匀刀片磨损和优化刀具寿命,可在同一位置使用多个刀片㊂确定刀片位置和每个位置刀片数量后将刀片螺旋分布于刀体外围㊂该成形铣刀成本远低于特殊定购刀片的铣刀,其刀片均从标准刀片中选取,刀刃变钝可及时更换㊂图4㊀在成形铣刀轴向部分的刀片布置Fig.4㊀Blade arrangement in axial part of forming milling cutter文献[45]通过PCBN 和硬质合金刀具端铣AISI13㊁AISID6和DIN1273材料(切削速度在60~100m /min)㊂结果表明,刀具后刀面磨损很大程度取决于切削速度㊂PCBN 刀具所加工表面粗糙度R a 可达0.2~0.35μm,硬质合金刀具加工表面质量也算好,但刀具寿命较短,PCBN 刀具端铣加工AISI13和DIN1273过程刀具寿命可接受㊂相应的刀具磨损如图5所示;当工件材料含硬质合金颗粒时,刀具后刀面会出现严重磨损,端铣过程冷却液的使用会增大表面下裂纹出现的可能㊂文献[46]指出在CFRP 螺旋铣削制孔过程中,刀具磨损是加工表面损伤的主要因素㊂为优化刀具寿命,其结合碳纤维布双向螺旋铣削成孔技术,对阶梯式双向铣刀的设计㊁制造和切削性能进行分析㊂利用微分几何法,建立阶梯式双向铣刀齿形几何模型和螺旋图5㊀PCBN 和硬质合金刀具端铣加工DIN12713的磨损状态(v =60m /min)Fig.5㊀Wear state of PCBN and cemented carbide end millingtools in machining DIN12713(v =60m /min)刃数学模型㊂对所设计的阶梯式双向铣刀的磨削过程和精度进行测试㊂结果表明,阶梯式双向铣刀(图6a)轴向切削力比对称式双向铣刀(图6b)轴向切削力小,且反向铣削波动更为平缓㊂特别在后向切削刃上,前刀面磨损分布均匀,磨损较慢,加工质量优于后者㊂图6㊀阶梯式双向铣刀和对称双向铣刀对比图Fig.6㊀Comparison between stepped bidirectional milling cutter andsymmetrical bidirectional milling cutter文献[47]指出,球头铣刀(图7a)在钛合金加工过程中存在效率低㊁磨损严重㊁加工表面质量难以保证等问题,对钛合金加工用旋转摆线铣刀(图7b)进行了相应的优化㊂建立旋转摆线铣刀廓面数学模型,提出旋转摆线铣刀正交螺旋线刃口曲线参数方程;基于刃口曲线方程和坐标变换,推导了旋转摆线铣刀前刀面的五轴磨削轨迹方程;制作了旋转摆线铣刀,并对刀具轮廓和几何角度的磨削精度进行检测;对旋转摆线铣刀和球头铣刀切削TC11合金过程进行对比实验㊂结果表明,与球头铣刀相比,旋转摆线铣刀的轴向力与切向力之比较小㊂其侧面磨损缓慢,可保证良好的表面加工质量㊂2.3㊀切削振动㊀㊀切削振动与多因素有关,如机床结构[48-49],切削力(切削参数)[50-51]以及刀具磨损[52-53],切削振动造成加工表面质量恶化和刀具加剧磨损,形成恶性循环㊂目前通过优化切削参数降低切削振动的研究有不少,其依然属于被动优化,其在一定程度上可达到降低振㊀第45卷第2期汪东明等:数控铣刀设计与优化技术研究综述417㊀㊀图7㊀球头铣刀与旋转摆线铣刀示意图Fig.7㊀Schematic diagram of ball end milling cutter androtary cycloid milling cutter动的效果,但大部分时候会对加工效率产生影响㊂文献[54]对两自由度被动阻尼器进行建模并优化,并运用于长悬伸减振铣刀的优化设计中㊂对两自由度被动阻尼器的动力学进行建模;对两自由度阻尼器减振铣刀提出设计方案;对两种结构的铣刀进行实验测试,如图8所示,以证实所设计减振铣刀的优越性㊂图8㊀无阻尼器铣刀和减振铣刀切削效果对比Fig.8㊀Comparison of cutting effect under non damper millingcutter and vibration damping milling cutter文献[55]在分析传统立铣刀加工过程振动机理的基础上,提出不等螺旋角立铣刀结构,如图9所示㊂通过理论分析,推导出不等螺旋角立铣刀在圆周方向等分隔处的刃长表达式㊂通过软件模拟验证表达式的可靠性㊂分析立铣刀各刃等分隔影响因素,提出不等螺旋角立铣刀结构㊂结果表明,与传统立铣刀相比,不等螺旋角立铣刀有较好的抗震效果㊂图9㊀不等齿距抗振铣刀结构设计Fig.9㊀Structural design of anti-vibration milling cutterwith unequal tooth pitch文献[56]指出通过在刀盘上布置不均匀分布刀片可避开系统固有频率,避免产生共振,从而降低加工过程振动幅度,其通过实验验证了自己的观点;文献[57]提出并制造了一种面铣刀,以改善加工过程动态特性,刀具结构包括双阶梯刀片,刀盘上固定两组刀片,外圆刀片A 和内圆刀片B,内圆刀片B 介于相邻两个外圆刀片之间,如图10a 所示,内圆刀片呈现不均匀分布,角度呈现2ʎ~4ʎ的差别,实验过程所用刀具如图10b 所示㊂图10㊀刀盘和刀片示意图和实物图Fig.10㊀Schematic diagram and picture of cutter disk and blade最终发现该刀具加工过程中,振动幅值在时域内减小20%~40%,频域振动谱峰值比传统商用刀具低15%~25%,实验与仿真结果吻合度较高,进一步验证了其优化观点㊂文献[58]指出铣刀采用变节角可提高加工效率,抑制颤振,应用变螺距刀具可提高加工稳定性㊂其提出设计变螺距铣刀的解析法㊂相应的等螺距和变螺距刀具如图11所示㊂结果表明,在期望主轴转速下,与等螺距刀具相比,变螺距刀具能使得临界稳定轴向切深提高126%;切削力降低53%,证实了其颤振抑制设计的实用性㊂图11㊀等螺距刀具和变螺距刀具对比图Fig.11㊀Comparison between constant pitch tools and variable pitch tools文献[59]基于深腔和深孔特征结构件的加工需求,指出随着刀具悬伸量的增加易发生颤振,其基于单自由度被动减振器,设计了一种阻尼铣刀,采用等峰值准则对嵌入式阻尼器进行刚度和阻尼设计,实验过程所用刀具如图12所示㊂模态分析表明,长径比约为8的阻尼刀具在所有方向都能达到75%的振幅减小量㊂文献[60]针对大长径比铣刀在工作过程发生强烈颤振现象,提出被动式阻尼动力减振铣刀,如图13所示㊂分别从颤振稳定性㊁切削力和表面质量等方面将其与普通铣刀对比,结果表明,减振铣刀模态参数得到显著优化,颤振幅值减小约35.3%,加工表面质量㊀418㊀机㊀㊀械㊀㊀强㊀㊀度2023年㊀图12㊀实验过程中所用铣刀Fig.12㊀Milling cutter used in the experiment显著提高㊂图13㊀减振铣刀三维装配模型Fig.13㊀Three dimensional model of vibration damping milling cutter2.4㊀排屑顺畅性㊀㊀切削过程中所产生的切屑,如果不能顺畅地流出,缠绕在刀具上,与刀具前刀面产生剧烈摩擦,加剧前刀面磨损,产生更多切削热,使得切削温度升高,最终影响刀具切削性能[61]332-339㊂文献[61]332-339指出,安装双面八角形 ON 可转位铣刀片的45ʎ平面铣刀目前应用较为广泛,通过分析该刀具使用情况并结合该刀具结构特点,基于市面常见的ON 刀片,如图14a 所示,提出一款新切削刃结构 ON 刀片 ,如图14b 所示,安装ON 刀片后的可转位铣削刀具如图14c 所示㊂图14㊀双面八边形可转位铣削刀片和安装ON 刀片可转位铣削刀具Fig.14㊀Double sided octagonal indexable milling blade andindexable milling tool with ON blade文献[62]基于激光在PCD 刀具前刀面加工出断屑槽,相应的断屑槽设计主要有5个参数,即棱带宽度㊁倾角㊁反屑角㊁槽宽和反屑面转角;其工作可归纳为三个方面:确立PCD 刀具断屑槽棱带宽度和反屑角的关系;对槽宽值的表达式进行了改进;对于倾角和反屑面转角范围进行了确定㊂最终通过实验和仿真验证了相应设计的有效性㊂文献[63]对不同刀具倾角和切削参数组合下的结果进行分析,实验装置如图15a 所示㊂结果表明,铣刀片倾角对于加工面粗糙度和切屑断面形状有重要影响,切削断面形状受刀片倾角影响程度达95%,不同刀具倾角下的切屑形态如图15b 所示,其给出合理的倾角范围为30ʎ~45ʎ,指出在该区间内可得到较好的表面加工质量和切屑断面形态㊂图15㊀不同刀具倾角的实验装置和不同切屑形态Fig.15㊀Experimental device for different tool inclination anddifferent chip morphologies文献[64]对自行式和可转位刀具加工TC11合金过程进行分析,相应的刀具结构如图16a 所示㊂结果表明,相对于可转位刀具,自行式旋转刀具的切削力更小,且具有更好的耐磨性;两种刀具均产生锯齿状切屑,但自行式旋转刀具下的切屑卷曲度大于可转位铣刀,随着铣削时间的增加,自行式旋转刀具下的切屑形态更加规则,锯齿分布更加均匀,如图16b 所示;不仅如此,随着时间推移,可转位铣刀加工表面质量急剧恶化,而自行式旋转铣刀加工表面仍呈现较规则平整形貌㊂图16㊀自行式旋转刀具和不同刀具下的切屑Fig.16㊀Self propelled rotary tool and chips obtained underdifferent cutting tools文献[65]以生产实际需求为目标,设计了三种齿形的倒角铣刀,分别为双层齿倒角铣刀㊁直齿倒角铣刀和斜齿倒角铣刀,同时进行了相应的铣削实验分析,根据实验结果发现,双层齿结构倒角铣刀的结构相对较为合理,刀尖部位有更大的容屑空间,在很大程度上改善了切屑堵塞现象,有良好的分屑排屑性能,在铣削加㊀第45卷第2期汪东明等:数控铣刀设计与优化技术研究综述419㊀㊀工过程中受到的铣削力要明显小于斜齿和直齿倒角铣刀,在三种齿形倒角铣刀中性能表现最优,最终提高了加工质量及生产效率㊂文献[66]基于能耗和断屑问题提出在刀刃上设计相应的凹槽,如图17a 所示,结果表明,其加工过程能耗大幅降低,同时在断屑方面具备相应优势,如图17b ~图17c 所示㊂图17㊀新型铣刀结构和切屑对比Fig.17㊀New milling cutter structure and comparison of chips2.5㊀生产效率㊀㊀单纯靠增大切削用量提高加工效率会加剧刀具磨损,目前有研究通过提高刀具耐磨性来提高切削用量㊂文献[67]针对碳钢和高速钢刀具,优化刀具涂层,基于相应涂层增大刀具耐磨性㊂文献[68]表明,刀具前角14ʎ㊁主间隙角10ʎ的几何特征最适合低温加工条件,同时其分析了切削速度对刀具寿命的影响,结果表明,切速110m /min 时可得最长刀具寿命91min㊂其指出,在Ti6Al4V 合金精加工过程中,采用液氮低温冷却与所提出的刀具相结合可使材料去除效率提高83%㊂文献[69]针对钛合金侧铣加工,对铣刀几何参数进行了优化,优化结果为:前角10ʎ,后角12ʎ,螺旋角38ʎ,相应的设计角示意图如图18所示㊂通过实验和仿真表明,优化后的刀具配合优化后的切削参数,在保证加工效率基础上进一步提高加工质量㊂图18㊀铣刀圆横截面各几何参数示意图Fig.18㊀Schematic diagram of geometric parameters ofcircular cross section of milling cutter文献[70]将锯齿立铣刀的形状转换为圆形可转位铣刀,如图19所示㊂切削力㊁边界条件和刀具几何参数间的高度非线性说明了该设计方案的必要性;传统的矩形可转位刀片可得到较平整的加工面,而圆形可转位刀片加工表面质量不具备优势,不过其可降低径向切削力和切削力矩㊂作为工艺限制性因素之一的最大径向力,圆形可转位铣刀可将其降低14%,进而在一定程度上提高切削用量和加工效率㊂图19㊀矩形可转位铣刀和圆形可转位铣刀Fig.19㊀Rectangular indexable milling cutter and circularindexable milling cutter3㊀结论与展望㊀㊀作为传统加工领域中的刀具技术,经过这几十年的发展,从刀具的材料㊁几何参数以及涂层等方面,都取得了不错的发展㊂不过目前刀具技术依然存在以下问题:1)目前高端刀具制造成本依然较高,且一直是该领域的一个制约因素,虽然刀具技术在进步,但刀具的价格依然居高不下,从而使得加工成本的降低出现瓶颈㊂2)对于难加工材料,如钛合金,镍基合金等,会造成刀具的快速磨损,目前的刀具技术均难以较好地克服该问题,许多时候需要很苛刻的切削条件,如相应的冷却液等,而由于冷却液使用会造成环境的污染,目前大环境下提倡干切削,因此对刀具提出了更严格的要求㊂3)刀具设计应与智能系统结合,不能仅依靠刀具本身实现加工过程优化,加工过程刀具磨损无法避免,如何在线准确检测刀具状态并及时调整工艺参数㊁加工条件或更换刀具,最大限度地延长刀具使用时间并保证加工质量,还有待多个学科的共同进步㊁融合发展㊂参考文献(References )[1]㊀王新甲,张㊀燕.我国现代机械制造技术的发展趋势研究[J].南方农机,2021,52(12):138-140.WANG Xinjia,ZHANG Yan.Research on the development trend of modern machinery manufacturing technology in China [J].ChinaSouthern Agricultural Machinery,2021,52(12):138-140(InChinese).[2]㊀杨晓晶.数控刀具的现状与发展趋势[J].装备制造技术,2011(12):103-105.YANG Xiaojing.The current stage and development trend of the NC cutting tools[J].Equipment Manufacturing Technology,2011(12):103-105(In Chinese).[3]㊀亓㊀军.绿色制造技术在金属加工中刀具的选择应用[J].内燃机与配件,2021(11):117-118.㊀420㊀机㊀㊀械㊀㊀强㊀㊀度2023年㊀QI Jun.Selection and application of green manufacturing technologyin metal processing[J].Internal Combustion Engine&Parts,2021(11):117-118(In Chinese).[4]㊀GÖKKAYA H,NALBANT M.The effects of cutting tool geometryand processing parameters on the surface roughness of AISI1030steel[J].Materials&Design,2007,28(2):717-721. [5]㊀REDDY N S K,RAO P V.Selection of optimum tool geometry andcutting conditions using a surface roughness prediction model for endmilling[J].The International Journal of Advanced ManufacturingTechnology,2005,26(11):1202-1210.[6]㊀GARA S,TSOUMAREV O.Effect of tool geometry on surfaceroughness in slotting of CFRP[J].The International Journal ofAdvanced Manufacturing Technology,2016,86(1):451-461.[7]㊀ÖZEL T,HSU T K,ZEREN E.Effects of cutting edge geometry,workpiece hardness,feed rate and cutting speed on surface roughnessand forces in finish turning of hardened AISI H13steel[J].TheInternational Journal of Advanced Manufacturing Technology,2005,25(3):262-269.[8]㊀ZHAO T,ZHOU J M,BUSHLYA V,et al.Effect of cutting edgeradius on surface roughness and tool wear in hard turning of AISI52100steel[J].The International Journal of AdvancedManufacturing Technology,2017,91(9):3611-3618. [9]㊀GöK F,ORAK S,SOFUŎGLU M A.The effect of cutting toolmaterial on chatter vibrations and statistical optimization in turningoperations[J].Soft Computing,2020(24):17319-17331. [10]㊀WEI T,CHEN X,LI D.A design of combined pipe cleaning andspraying robot based on new cutting tool material[C].Journal ofPhysics:Conference Series.IOP Publishing,2020,1676(1):012092.[11]㊀SAMANTARAYA D,LAKADE S.Hard turning cutting toolmaterials used in automotive and bearing manufacturing applications-a review[C].IOP Conference Series:Materials Science andEngineering.IOP Publishing,2020,814(1):012005. [12]㊀GRIGORIEV S N,FEDOROV S V,HAMDY K.Materials,properties,manufacturing methods and cutting performance ofinnovative ceramic cutting tools-a review[J].ManufacturingReview,2019(6):19.[13]㊀AL-TAMEEMI H A,AL-DULAIMI T,AWE M O,et al.Evaluationof cutting-tool coating on the surface roughness and hole dimensionaltolerances during drilling of Al6061-T651alloy[J].Materials,2021,14(7):1783.[14]㊀GöKKAYA H,NALBANT M.The effects of cutting tool coating onthe surface roughness of AISI1015steel depending on cuttingparameters[J].Turkish Journal of Engineering and EnvironmentalSciences,2007,30(5):307-316.[15]㊀UCUN I,ASLANTA K,GÖKÇE B,et al.Effect of tool coatingmaterials on surface roughness in micromachining of Inconel718super alloy[J].Proceedings of the Institution of MechanicalEngineers,Part B:Journal of Engineering Manufacture,2014,228(12):1550-1562.[16]㊀NALBANT M,ALTıN A,GÖKKAYA H.The effect of coatingmaterial and geometry of cutting tool and cutting speed onmachinability properties of Inconel718super alloys[J].Materials&Design,2007,28(5):1719-1724.[17]㊀CAKIR M C,ENSARIOGLU C,DEMIRAYAK I.Mathematicalmodeling of surface roughness for evaluating the effects of cuttingparameters and coating material[J].Journal of Materials ProcessingTechnology,2009,209(1):102-109.[18]㊀KASSAB S Y,KHOSHNAW Y K.The effect of cutting tool vibrationon surface roughness of workpiece in dry turning operation[J].Engineering&Technology,2007,25(7):879-889. [19]㊀GEORGE J A,LOKESHA K.Optimisation and effect of tool rakeand approach angle on surface roughness and cutting tool vibration[J].SN Applied Sciences,2019,1(9):1-9.[20]㊀AMBHORE N,KAMBLE D,Chinchanikar S.Evaluation of cuttingtool vibration and surface roughness in hard turning of AISI52100steel:An experimental and ANN approach[J].Journal of VibrationEngineering&Technologies,2019:1-8.[21]㊀HESSAINIA Z,BELBAH A,YALLESE M A,et al.On theprediction of surface roughness in the hard turning based on cuttingparameters and tool vibrations[J].Measurement,2013,46(5):1671-1681.[22]㊀ÖZBEK O,SARUHAN H.The effect of vibration and cutting zonetemperature on surface roughness and tool wear in eco-friendly MQLturning of AISI D2[J].Journal of Materials Research andTechnology,2020,9(3):2762-2772.[23]㊀JOCH R,PILC J,DANIŠI,et al.Analysis of surface roughness inturning process using rotating tool with chip breaker for specificshapes of automotive transmission shafts[J].Transportation ResearchProcedia,2019(40):295-301.[24]㊀YLDRM C V,KVAK T,SARKAYA M,et al.Evaluation of toolwear,surface roughness/topography and chip morphology whenmachining of Ni-based alloy625under MQL,cryogenic cooling andCryoMQL[J].Journal of Materials Research and Technology,2020,9(2):2079-2092.[25]㊀DAS S R,PANDA A,DHUPAL D.Hard turning of AISI4340steelusing coated carbide insert:Surface roughness,tool wear,chipmorphology and cost estimation[J].Materials Today:Proceedings,2018,5(2):6560-6569.[26]㊀NARASIMHA M,SRIDHAR K,KUMAR R R,et al.Improvingcutting tool life a review[J].International Journal of EngineeringResearch and Development,2013,7(1):67-75. [27]㊀PHOKOBYE S N,DANIYAN I A,TLHABADIRA I,et al.Modeldesign and optimization of carbide milling cutter for milling operationof M200tool steel[J].Procedia CIRP,2019(84):954-959. [28]㊀IBRAHIM M R,ISMAIL N,LEMAN Z,et al.Experimentalinvestigation of HSS face milling to AL6061using Taguchi method[J].Procedia Engineering,2012(50):933-941. [29]㊀SILLER H R,VILA C,RODRíGUEZ C A,et al.Study of facemilling of hardened AISI D3steel with a special design of carbidetools[J].The International Journal of Advanced ManufacturingTechnology,2009,40(1):12-25.[30]㊀康仁科,宋㊀鑫,董志刚,等.钨合金超声椭圆振动切削表面完整性研究[J/OL].表面技术:1-14[2021-07-07].KANG RenKe,SONG Xin,DONG ZhiGang,et al.Study on surfaceintegrity of tungsten alloy processed by ultrasonic elliptical vibrationcutting[J/OL].Surface Technology:1-14[2021-07-07](InChinese).[31]㊀SAHIN Y,MOTORCU A R.Surface roughness model in machininghardened steel with cubic boron nitride cutting tool[J].International㊀第45卷第2期汪东明等:数控铣刀设计与优化技术研究综述421㊀㊀Journal of Refractory Metals and Hard Materials,2008,26(2):84-90.[32]㊀CHEN C C,CHIANG K T,CHOU C C,et al.The use of D-optimaldesign for modeling and analyzing the vibration and surface roughnessin the precision turning with a diamond cutting tool[J].TheInternational Journal of Advanced Manufacturing Technology,2011,54(5):465-478.[33]㊀HRICOVÁJ.Influence of cutting tool material on the surfaceroughness of AlMgSi aluminium alloy[J].ManufacturingTechnology,2013,13(3):324-329.[34]㊀LIAO Z,AXINTE D A,GAO D.A novel cutting tool design to avoidsurface damage in bone machining[J].International Journal ofMachine Tools and Manufacture,2017(116):52-59. [35]㊀MÓRICZ L,VIHAROS Z J,N METH A,et al.Off-line geometricaland microscopic&on-line vibration based cutting tool wear analysisfor micro-milling of ceramics[J].Measurement,2020(163):108025.[36]㊀TAMERABET Y,BRIOUA M,TAMERABET M,et al.Experimental investigation on tool wear behavior and cuttingtemperature during dry machining of carbon steel SAE1030usingKC810and KC910coated inserts[J].Tribology in Industry,2018,40(1),52-65.[37]㊀ARAúJO R P,ROLIM T L,OLIVEIRA C A,et al.Analysis of thesurface roughness and cutting tool wear using a vapor compressionassisted cooling system to cool the cutting fluid in turning operation[J].Journal of Manufacturing Processes,2019(44):38-46. [38]㊀NATASHA A R,GHANI J A,HARON C H C,et al.The influenceof machining condition and cutting tool wear on surface roughness ofAISI4340steel[C].IOP Conference Series:Materials Science andEngineering.IOP Publishing,2018,290(1):012017. [39]㊀NIAKI F A,MEARS L.A comprehensive study on the effects of toolwear on surface roughness,dimensional integrity and residual stressin turning IN718hard-to-machine alloy[J].Journal of ManufacturingProcesses,2017(30):268-280.[40]㊀LIANG X,LIU Z,WANG B,et al.Prediction of residual stress withmulti-physics model for orthogonal cutting Ti6Al4V under varioustool wear morphologies[J].Journal of Materials ProcessingTechnology,2021(288):116908.[41]㊀TIAN C,ZHOU G,ZHANG J,et al.Optimization of cuttingparameters considering tool wear conditions in low-carbonmanufacturing environment[J].Journal of Cleaner Production,2019(226):706-719.[42]㊀XU L,HUANG C,Li C,et al.Estimation of tool wear andoptimization of cutting parameters based on novel ANFIS-PSOmethod toward intelligent machining[J].Journal of IntelligentManufacturing,2021,32(1):1-14.[43]㊀CHENG Y,JIA W,NIE W,et al.Optimum design and performanceevaluation of layer face milling cutter for cutting508III steel[J].TheInternational Journal of Advanced Manufacturing Technology,2018,98(1):729-740.[44]㊀CHIANG C J,FONG Z H.Design of form milling cutters withmultiple inserts for screw rotors[J].Mechanism and MachineTheory,2010,45(11):1613-1627.[45]㊀BRAGHINI J A,COELHO R T.An investigation of the wearmechanisms of polycrystalline cubic boron nitride(PCBN)toolswhen end milling hardened steels at low/medium cutting speeds[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2001,17(4):244-251.[46]㊀TAO C,RUI L,JIUPENG X,et al.Study on the design and cuttingperformance of stepped bi-directional milling cutters for hole makingof CFRP[J].The International Journal of Advanced ManufacturingTechnology,2020,108(9):3021-3030.[47]㊀WANG G,LIU X,GAO W,et al.Study on the design and cuttingperformance of a revolving cycloid milling cutter[J].AppliedSciences,2019,9(14):2915.[48]㊀KISHORE R,CHOUDHURY S K,ORRA K.On-line control ofmachine tool vibration in turning operation using electro-magnetorheological damper[J].Journal of Manufacturing Processes,2018(31):187-198.[49]㊀LI Z,FU X,LI C,et al.Modeling of instantaneous cutting force forlarge pitch screw with vibration consideration of the machine tool[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2020,108(11):3893-3904.[50]㊀CHUANGWEN X,JIANMING D,YUZHEN C,et al.Therelationships between cutting parameters,tool wear,cutting forceand vibration[J].Advances in Mechanical Engineering,2018,10(1):1687814017750434.[51]㊀SAHU N K,ANDHARE A B,ANDHALE S,et al.Prediction ofsurface roughness in turning of Ti6Al4V using cutting parameters,forces and tool vibration[C].IOP Conference Series:MaterialsScience and Engineering.IOP Publishing,2018,346(1):012037.[52]㊀YI S,LI J,ZHU J,et al.Investigation of machining Ti6Al4V withgraphene oxide nanofluids:Tool wear,cutting forces and cuttingvibration[J].Journal of Manufacturing Processes,2020(49):35-49.[53]㊀HUI Y,MEI X,JIANG G,et ling tool wear state recognitionby vibration signal using a stacked generalization ensemble model[J].Shock and Vibration,2019:1-16.[54]㊀杨毅青,余㊀玉.基于两自由度被动阻尼器的减振铣刀设计[J].计算机集成制造系统,2016,22(11):2588-2593.YANG YiQing,YU Yu.Design of damped milling cutter based ontwo-DOF passive damper[J].Computer Integrated ManufacturingSystems,2016,22(11):2588-2593(In Chinese). [55]㊀许㊀晋,庞安定,刘鹏程,等.不等螺旋角立铣刀的抗振性及设计研究[J].工具技术,2018,52(8):111-115.XU Jin,PANG AnDing,LIU PengCheng,et al.Study on vibration-resist mechanism and design of variable helix end mill[J].ToolEngineering,2018,52(8):111-115(In Chinese). [56]㊀CHOUDHURY S K,MATHEW J.Investigations of the effect of non-uniform insert pitch on vibration during face milling[J].International Journal of Machine Tools and Manufacture,1995,35(10):1435-1444.[57]㊀LEE W Y,KIM K W,SIN H C.Design and analysis of a millingcutter with the improved dynamic characteristics[J].InternationalJournal of Machine Tools and Manufacture,2002,42(8):961-967.[58]㊀MEI J,LUO M,GUO J,et al.Analytical modeling,design andperformance evaluation of chatter-free milling cutter with alternatingpitch variations[J].IEEE Access,2018(6):32367-32375. [59]㊀YANG Y,WANG Y,LIU Q.Design of a milling cutter with largelength-diameter ratio based on embedded passive damper[J].。
如何通过刀具降低加工成本
如何通过刀具降低加工成本摘要本文结合发动机刀加工的技术管理经验，从刀具选用、使用过程中，总结了通过刀具降低加工成本的途径及方法，对机加工的降成本具有一定的指导意义。
关键词刀具；加工；降成本；机加工中，刀具是由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中最活跃的因素,刀具的使用直接影响着生产效率、影响着机床的使用、影响着产品的质量。
如何有效发挥刀具的作用，降低加工成本，是刀具管理的主要工作，笔者结合技术及管理经验，对降成本的方法进行归纳及总结。
首先在项目阶段需要重视和做好刀具选型工作，在批量生产阶段，可通过刀具材料升级、刀具国产化、切削优化、刀具二次利用等方法，开展刀具持续优化工作。
1．项目初期的刀具选型刀具选型（刀具材料、刀具结构及切削参数的合理选择）直接影响切削加工生产率和刀具寿命的高低、加工成本的多少、加工精度和加工表面质量的优劣等。
刀具选型从项目管理的角度看，需要综合成本投入、项目时间节点、节拍及产能等因素；刀具选型同时也是一项技术含量很高的工作,合理、科学选型，需要选型人员在机械加工领域具有较强的理论知识与较丰富的实践经验,需要懂工艺、懂材料、懂设备、懂编程，同时还必须熟悉国内外刀具市场及其最新发展现状。
从技术角度来看,选型根据被加工对象材料、被加工几何特征、加工设备、加工精度等条件选择刀具。
2．刀具材料升级目前切削向着高速切削方向发展，提高切削效率的同时，也大幅的降低了切削刀具成本，陶瓷、金刚石、立方氮化硼等超硬材料的开发及应用在发动机制造行业日趋广泛。
铝合金材料工件使用PCD材质刀具、铸铁材料工件使用陶瓷、CBN材质刀具，可极大的提高切削效率，降低刀具成本；涂层技术的发展及应用，也极大的改善切削性能，涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，切削时可比未涂层刀具提高刀具寿命3~5倍以上，提高切削速度20%~70%，提高加工精度0.5~1级，降低刀具消耗费用20%~50%。
刀具标准化管理研究
刀具标准化管理研究摘要：现代制造业在发展的过程中，与信息化、网络技术和数控技术不断融合，通过的数据采集，科学的掌握刀具的使用寿命，并计算分析出生产一批产品所需要的刀具，科学的管理、合理的采购，减少刀具库存，减少浪费，逐渐形成数字化标准化刀具管理体系。
关键词：信息化技术、网络技术、数控技术、刀具管理、标准化1.序言当今社会传统的制造业观念和生产组织方式正发生变化，多品种小批量生产已成为制造业的主要生产模式，普通的机加车间也正向着数字化车间生产模式发展，传统的人工的刀具管理方式已无法适应数字化运行环境，在现代社会企业之间的竞争越来越激烈，倒逼着企业不断提高生产效率、降低生产成本，精益管理成为许多企业应对此类挑战的有力法宝，我公司在企业内部也推行了多年精益管理的理念，但主要改善工作集中在生产现场管理和生产流程改善方面。
在机械制造企业中，刀具管理在实际成本控制和生产效率提升方面有着举足轻重作用，因此我们选择了刀具标准化管理作作为研究课题，为企业精益化生产助力。
长期以来，数控刀具品种繁多，数量庞大，价格昂贵，参数繁多，组件复杂，借入借出频繁，操作工人花大量时间在查找刀具，15%作业停止是由于缺乏刀具。
刀具管理水平的高低直接关系到企业的生产效率和生产成本，刀具管理需要既能保证生产线及时得到符合要求的所需刀具，又能使库存刀具数量保持在最低的必要水平上；使得流动资金的占用及其引起的财务费用降到最低；并能在发生刀具非正常消耗时做出及时和快速的反应，确保生产正常进行，近年来，随着公司精益化管理工作的不断推进，减少资金的占用，如何有效地降低刀具库存，充分发挥刀具使用效率，均衡刀具管理，是我们面临的一大难题。
2.项目研究目标及内容2.1项目研究目标通过我们刀具标准化管理研究项目，使刀具管理在满足零件加工需求的基础上，尽量做到品种集中优化，便于管理，能使企业有效控制刀具成本，同时减少由于不合理使用导致的刀具损耗，对企业刀具进行更加科学的配置，提高企业资源利用率，最大程度提高企业效益，提升公司核心竞争力。
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数控加工刀具成本控制研究
摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的数控领域的发展也有了前所未有的提高。
在不具备刀具寿命监控、刀具磨损自动补偿、自动测量等功能的一般数控机
床上进行批量化零件加工，研究如何保证数控刀具的加工可靠性。
关键词：数控加工系统；刀具成本控制；研究
引言
机械加工在我国制造业中起着非常重要的作用，传统的机械加工方式和设备局限性较大，无法进行大规模、难度大的零部件加工，数控加工技术的出现解决了传统加工中的许多问题，为机械制造行业带来了新的生机。
然而，随着现代社会的不断发展，需要加工的零部件越来
越复杂，加工精度要求也越来越高，现有的数控加工技术无法满足加工要求，不利于我国机
械行业的进一步发展，为了突破数控加工瓶颈，必须加强数控加工技术的研发，不断提高我
国机械数控加工能力。
1机械数控加工编程技术应用于机械行业的重要性
在机械行业中，引入机械数控加工编程技术的重要性主要体现在以下几方面：一是提高
机械加工精度。
将数控加工编程技术应用于机械行业中，能够通过相应的计算和分析，不断
改善机械零件的加工工艺，减小机械零件加工误差，提高机械加工精度，生产出更高质量的
机械产品；二是简化机械加工工艺。
机械数控加工编程技术的应用可以帮助企业和生产者强
化对数控技术中各类设备信息的了解与研究，从而制定出具有更强适用性的编程软件程序，
使机械零件的加工工艺得以简化，提高机械加工效率并确保机械数控加工的连续性和稳定性；三是促进机械数控加工行业的发展。
随着我国经济与科技水平的稳步发展，机械数控加工领
域也处于持续改革和完善过程中，通过加强机械数控加工编程技术的研究与应用，能够更好
地适应行业形势变化对机械加工技术发展的要求，进而提高机械加工技术的适用性和整体水平，促进机械数控加工行业的稳健发展。
2成本控制措施分析
2.1切削液的种类优化
切削液是绝大部分数控加工过程中不可缺少的部分，切削液主要有以下作用：一是通过
切削液本身的物理特性，有效降低了生产加工中产生的热量，达到了冷却的效果，从而避免
了刀具在生产加工中因大量热量而造成的急剧磨损。
二是工件加工中会生产大量的切屑，如
果不能及时排除会产生挤刀，断刀等现象。
切削液由于其本身液体的流动性，会及时的冲走
多余的切屑，避免了挤刀，断刀等现象的发生，有效地规避了刀具使用过程中潜在隐患，提
高了刀具耐用度，同时切屑液对刀具和工件起到了很好的清洁作用。
三是切屑液可以在刀具
和工件中间形成一层润滑的油膜，很大程度上降低了刀具与加工零件之间的摩擦以及刀具和
切屑之间的摩擦，降低了因接触产生的摩擦系数，减少了刀具磨损的几率，提高了刀具耐用度。
四是生产加工过程使用切削液，不仅可以对加工的工件起到防锈的作用，而且还可以对
使用的刀具起到一定程度的防锈作用，这对刀具也是一种保护，有利于刀具使用。
所以在加
工中合理使用切削液不仅可以提高生产加工的质量，而且可以有效地保护刀具，提高刀具的
耐用度。
根据加工材料合理选择切削液，对零件的加工质量和数控刀具使用成本而言都起到
十分重要的作用。
因此我们应该针对刀具材料和被加工工件的性能，合理选择切削液，最大
程度地减少刀具的磨损，延长刀具使用寿命，从而降低刀具在使用过程中的成本。
2.2操作人员的技能水平
操作人员的技能水平的高低直接关系着加工效率、加工质量、刀具使用成本以及整个生
产过程的成本。
因此在人员的选择上要根据加工工件的难易程度，进行合理分工，防止因人
为因素出现打刀、断刀等现象，避免不必要的人为损失。
若人员操作技能比较高的话，可以
根据零件的加工状况合理的选用已经用过的刀具，即可以实现刀具的二次甚至多次的使用，
这样就可以进一步地降低刀具使用的成本。
但对于技能水平偏低的操作人员来说，在加工的
其中一道工序中，本应使用两把刀具就可以完成所有的加工，而在实际生产中却往往使用3
到4把或者更多的刀具才能完成本次加工，这无疑就造成了刀具的浪费，增加了刀具的使用
成本。
因此合理配置操作人员，可以有效降低刀具的使用成本，同时也可以推进整个生产过
程的进程，提高生产加工的效率。
2.3被加工材料的性能
在数控加工中，常用的加工材料主要有有色金属、黑色金属和非金属等，其性能包括硬度、韧性、组织状态等。
加工材料的性能直接影响着加工刀具的选择。
比如金属铝，材料不
仅软，而且比较粘，极易产生积屑瘤，一般采用细晶粒的纯钨钴硬质合金，并且不带涂层的
刀具，这样刃口锋利及表面有研磨，达到一个较低的摩擦系数，降低积屑瘤的产生，从而提
高了刀具的使用效率，降低了刀具成本；球墨铸铁因其石墨的含量影响其加工性能，一般可
以用整体硬质合金棒材经济型涂层合金铣刀；灰铸铁的切削一般采用氧化铝涂层的硬质合金
铣刀；普通铸铁，选用经济型钨钢刀具等等。
因此我们要根据加工材料的性能合理选用不同
材料的刀具，这样不仅可以提高生产效率，而且可以有效提高刀具的使用寿命，进而降低刀
具的使用成本。
3机械数控加工技术水平的提升策略
3.1定期进行数控机床的维护保养，提高机床性能
在实际的数控加工过程中，必须根据加工部件的不同需求采取相应的加工模式，比如说
工件在进行精加工前必须进行粗加工，粗加工对加工尺寸以及表面粗糙度等要求都比较低，
这种情况下可以提高机床的运行速度，确保工件的加工效率，并放置到相对老旧的机床上进
行加工，预防对新机床产生较大损坏。
面对不同的加工工序时需用对应的数控机床，一般来说，在进行粗加工工序时采用老旧、精度较差的机床进行加工，而进行精加工工序时采用新
设备、加工精度高的机床进行加工。
通过这样的设置，可以最大程度地发挥出现有机床的使
用价值，还能最大限度地降低新机床的损耗，防止机床性能出现较大的下降。
另外，机床使
用过程中必须进行定期的维护保养，能有效提升机床的使用寿命，防止机床出现不必要的磨损。
当数控机床出现故障时，要第一时间通知专业人员进行维修，在日常使用中也要加强对
设备的维护保养和检查，确保数控机床保持良好的状态。
3.2加强数控编程人员培训学习，确保数控程序的科学性
数控编程人员的技术能力一定程度上决定了数控加工技术水平，必须提高数控编程人员
的专业水平，确保编写程序的科学性与合理性。
1）公司要定期组织编程人员开展教育学习，或者通过专题讲座、聘请专家学者等方式为编程技术人员答题解惑，让编程人员能了解到最
新的编程知识，提高编程人员的技术水平。
2）加强计算机仿真软件在数控编程中的应用，
协助编程人员快速编写出科学的加工程序，降低数控加工等待时间，提高数控加工效率。
3）数控编写完成后，编程人员要根据数控的实际运行情况进行调试，降低数控程序调试时间也
能间接的提升数控机床加工效率。
4）数控人员在实际编程的过程中，要深入了解数控机床
的工作特性，确保编写的数控程序满足机床的使用需求，预防机床刀具出现“走空刀”的现象。
结语
机械数控加工编程技术在机械行业中的应用不仅能够提高机械加工精度，简化机械加工工艺，还能够促进机械数控加工行业的发展。
新时期下，机械数控加工编程技术主要被应用于零件加工领域和CAXA制造工程师中，以提升机械数控加工的效率效果。
未来，随着机械数控加工行业的不断发展，相关技术人员还应进一步加强自身学习，提高专业水平与综合素养，利用CAXA制造工程师以及宏编程技术和智能化编程技术，提高机械数控加工的质量与效率，推动我国机械数控加工行业的健康、持续发展。
参考文献：
[1]阮广东，吕新明，何彦虎.基于ABB工业机器人上下料的FUNUC数控加工中心改造关键技术[J].山东理工大学学报（自然科学版），2018，32（2）：36-40.
[2]朱光明.挑战关键技术与创新能力不足：技术专家热议我国数控加工技术现状[J].金属加工（冷加工），2010（20）：18-23.。