论如何合理选择数控刀具材料|数控刀具价格
时间：2019-01-23 03:32:40 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：数控刀具材料，关乎着数控刀具的具体性能。数控刀具材料与待加工的材料之间又存在着物理、力学、化学等方面的匹配问题，所以在实际应用中，应该根据不同的待加工材料，选择不同材料的数控刀具，以达到双方的匹配问题。探讨实际应用中合理选择数控刀具材料的方法，应用模糊数学理论中的模糊综合评判方法，为实际数控应用合理选择数控刀具材料，以达到更好的匹配待加工材料和数控刀具材料之间性能的问题。
关键词：选择；数控；刀具；材料；模糊数学
中图分类号：TB 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）020(C)-0242-01
随着社会的不断进步，科技在不断的发展，各种新型工程材料在工业中应用越来越多，为实际切削加工提出了新的要求。传统的普通刀具在新型超高速切削、绿色干加工、高硬材料加工等任务的要求下，已经远远不能满足要求，这就要求新型的高性能数控刀具的出现，从而解决这些突出矛盾，适应不断出现的新型工程材料的要求。目前出现的数控刀具材料其性能差别很大，很多数控刀具都只能适应一定范围的加工。
一、合理选择数控刀具的模糊综合评判法
在模糊综合评判方法中，根据全体评判对象的特性，求出一个评判矩阵，利用评判函数，给每一个评判对象一个评判指标，在此基础上排出顺序，选择优秀的刀具材料。模糊综合评判的方法一般分为给出被选择的对象集、确定因素集、求出评判矩阵、确定评判函数、计算评价指标等五个步骤。在实际应用模糊综合评判方法时一般采用的评判函数有三种：
这三个函数各自的特点都不同，也分别具有自己的针对性。在实际应用中，最好的效果就是结合三种评判函数的优点，先利用三种评判函数分别计算出评判指标d1、d2、d3，再用这三个评判指标构成评判矩阵，在进行二次模糊综合评判。
二、选择数控刀具材料的原则
数控刀具具有精度高、刚性好、热变形小、抗振、便于快速换刀、寿命高、切削性能可靠稳定、尺寸便于调整、能可靠的卷屑和断屑、标准化、系统化等特点，这些特点为数控刀具的选择带来了困难。目前采用最多的数控刀具主要为立方氮化硼刀具、金刚石刀具、涂层刀具、陶瓷刀具、高速钢刀具、硬质合金刀具等。同一种刀具材料加工不同的工件材料或不同的刀具材料，其刀具寿命常常存在很大的差别，并且每一种刀具材料都有其最佳的加工材料。只有很好的匹配了待加工材料与刀具材料的物理性能、力学性能和化学性能，才可以获得最大的切削生产率和刀具使用寿命。其中物理性能匹配主要是指工件材料与刀具的弹性模量、熔点、热膨胀系数、导热系数、抗热冲击性能等参数的匹配。比如在加工导热性差的工件时，为了迅速的传出切削热以降低切削温度，就应该采用导热较好的刀具材料。力学性能匹配则只要是指工件材料与刀具的韧性、强度、硬度等参数的匹配。比如高硬度的工件材料需要高硬度的刀具来加工、高速切削加工需要采用优良高温力学性能的刀具。而化学性能匹配主要是指工件材料与刀具的化学反应、化学亲和性、溶解、扩散等参数的匹配。不同的工件材料对刀具的磨损会有所不同，根据不同的工件材料，结合机械磨损和化学磨损的综合作用，选择不同的刀具材料。
三、选择数控刀具材料的模糊综合评判方法
在实际加工中选择不同的刀具材料，由于不同的工件材料、不同的加工方法都会影响具体刀具材料的选择，所以没有一个笼统的选择方法，只能根据具体的工件材料进行刀具材料的选择。比如淬硬钢棒材进行高速精车加工的刀具材料选择，可以如下步骤来完成。首先通过待选刀具材料的主要性能，比如聚晶金刚石耐热度700°C，硬度9000HV，抗弯强度600MPa，热导率210W/（m•K），热膨胀系数3.1×10-6/°C。聚晶立方氮化硼耐热度1300°C，硬度4500HV，抗弯强度500MPa，热导率130W/（m•K），热膨胀系数4.7×10-6/°C。陶瓷耐热度1200°C，硬度1500HV，抗弯强度700MPa，热导率20W/（m•K），热膨胀系数8.0×10-6/°C。硬质合金耐热度800°C，硬度1300HV，抗弯强度1000MPa，热导率15W/（m•K），热膨胀系数5.0×10-6/°C。高速钢耐热度600°C，硬度766HV，抗弯强度2000MPa，热导率18W/（m•K），热膨胀系数10×10-6/°C。根据刀具材料集合因素集确定评判矩阵，并且确定特性指标，取每一性能中最高的值为1.00，其他的分别用性能值除以最高值得到性能指标，组成评判矩阵R，在结合评判函数得到各评判指标，初评指标d1，d2，d3作为二级评判矩阵R’，再进行二级模糊综合评判，从而可以得到数控刀具材料的选择为聚晶立方氮化硼。
讨论：在实际工程加工中，需要根据不同的工件材料合理选择相应的刀具材料。当然，本文仅仅是从大致理论角度进行简单的阐述选择刀具材料的一种方法，实际操作中，还有很多的细节需要自己去完善，并且也还有很多的方法需要进一步研究细化，以本方法仅为大家提供参考。
作者单位：河北星烁锯业股份有限公司
参考文献：
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[2]王安.立方氮化硼材料刀具的应用[J].才智.2009(32):75.
[3]张欣.住宅建筑功能的模糊综合评价方法[J].四川建筑科学研究.2006(04):16.
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