原创《硬质合金刀具在数控实训教学中应用》：此文是一篇硬质合金刀具论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
[摘 要] 文章针对当前数控实训教学中刀具使用情况进行分析,将硬质合金刀具引入课程教学,使学生在实训中对刀具的使用更灵活和多样化,打破传统教学中刀具使用的单一性.
[关键词] 数控铣削；实训教学；硬质合金刀具；教学方法
[作者简介] 韦江波,柳州职业技术学院讲师,研究方向：CAD/CAM及机械、数控加工技术领域,广西 柳州,545006；刘汉华,柳州职业技术学院助理工程师,研究方向：数控加工技术领域,广西 柳州,545006
[中图分类号] G42[文献标识码] A[文章编号] 1007-7723（2012）09-0111-0003
随着数控加工技术的发展,刀具的使用对零件加工质量要求越来越高,因而对刀具选择和使用也有较高要求.传统数控机床操作实训教学,多采用高速钢刀具加工零件,加工参数的选择具有局限性,零件加工方式过于单一,无法适应现代企业生产需要.而数控刀具材料种类很多,如CBN金刚砂合物刀具、陶瓷刀具、合金刀具、表面涂层刀具、硬质合金刀具等.刀具材料不同,使用性能和对机床要求不同,在实训教学中不可能使用所有种类的刀具.
硬质合金刀具良好的切削性能被广泛应用于机械加工各个领域,其材料特征可制作成各种加工要求的刀具形状,对机床性能要求不高,在数控机床上均可使用.因此将硬质合金刀具引入实训教学课程,不仅丰富教学资源,而且为实训操作中刀具选择及使用提供更多的参考.
一、相关课程支撑
在原有的实训课程中增加硬质合金刀具使用,在一定程度上增加了教学的难度和工作量.而传统教学中多采用高速钢刀具,和硬质合金刀具在材质和使用上有一定的区别.因此在实训课程安排前学生必须掌握相关的理论课程,如刀具材料、机械制图、数控机床等,这样在实训中可把一些刀具基础知识省略掉,重点放在零件加工和尺寸精度控制.相关理论课程介绍如下：
（1）《刀具材料》、《金属切削原理》课程,由于刀具材料不同,其性能及用途各不相同,如硬质合金刀具中的YC类型号适用于钢、铸铁的加工,YT类型号适用于碳素钢、合金钢的加工等.要求学生了解常用的刀具类型、适用场合,掌握常用刀具材料使用性能,对选用的刀具材料相关参数有所了解,如韧性、硬度和切削温度等.这些知识对实训教学中硬质合金和高速钢刀具选择、参数设置有很大的帮助,同时也加深学生对刀具使用的认识.
（2）《机械制图》课程,在数控实训过程中,会遇到一些复杂零件图形,学生不仅要读懂这些图形轮廓形状,而且要会分析图形形位公差和尺寸公差.对后续的数控实训加工过程中合理的选择刀具,编制加工工艺,合理安排切削路径起到重要作用.
（3）《数控机床》课程,数控机床种类较多,不同机床机械结构原理、运动特性、机床基本参数存在差异.在数控实训前期教学中,要让学生对要操作的机床有所了解,掌握机床运行的基本参数,以便在后续的教学中选择刀具大小及设置刀具加工参数有很大帮助,防止由于加工参数的选择不合理使机床在运行过程中超过机床规定参数,导致机床产生剧烈振动,严重时会导致机床故障及损坏.
三、刀具在课程教学过程中的应用
（一）按照循序渐进的教学规律合理使用硬质合金刀具
数控铣削实训教学中在原有的教学内容里加入硬质合金刀具的使用会增加教学难度及教学时间,因此在教学中先完成简单零件加工实训操作,观察学生加工一个零件所需要的时间,更换硬质合金后所需要的加工时间,这些加工时间是建立在合理利用刀具使用性能基础完成的,将完成的零件进行对比,其中包括表面粗糙度、尺寸精度等等.前期完成的零件简单,所需要的加工时间较少,不会增加太多的实训时间,学生也就更能理解使用硬质合金刀具是否能提高生产效率,刀具的选择是否合理.在后续加工零件形状将从简单到复杂,刀具的选择从一刀具到多把刀具,循序渐进,举一反三,学生渐渐的就在加工中掌握刀具的使用.
(二)按照零件加工特性选用刀具
实训教学中通常加工的零件比较单一,采用合金铝和碳素钢较多,对刀具的规格要求不高,因此通常选择性价比较高的高速钢刀具即可应付.如果适当选择一些不锈钢、模具钢等特殊型材,在刀具的选择上硬质合金刀具更能发挥自身的优势,但是无形中也会增加教学成本.采取的办法有：1）在刀具加工范围的情况下将适当缩小图形尺寸及减小切削深度.2）购买一些产品加工后的边角料等,根据这些材料设计加工图形.3）增加一些相关图片、视频、网络教学资源等文件进行多媒体教学.
(三)刀具使用在课程中的应用
零件的加工过程是以“零件图样→相关知识→分析工艺→加工→评估结果”技能操作学习过程为主线,以一个零件作为工作任务,学生按要求完成整个操作过程,在此过程中要学会分析零件,合理的选择刀具,并对高速钢刀具和硬质合金刀具加工情况进行对比,计算工作时间,找出最佳设计方案.
表1所示为数控铣床实训教学中的台阶面铣削单元设计,具体方案如下：
1.刀具使用规划.列举几把常见刀具进行分析,分析内容包括刀具材料、刀具形状、刀具性价比、刀具使用性能及切削参数,让学生分组讨论,以小组的形式将每个小组得出的结论进行反馈,老师对每个组的反馈情况进行分类,对讨论结果进行分析,得出最佳方案.
2.分析零件图.明确加工内容,零件图形通常由一个或者多个轮廓组成,每个轮廓除了尺寸精度要求外,相应的轮廓之间由形位公差进行约束.在分析图形时,要确定哪些轮廓尺寸为基准尺寸,以便在后续的工艺制定中合理编排加工顺序及刀具的选用.
3.制定加工过程文件.首先填写加工工艺卡,将刀具材料、类型等参数预先填写好,是加工前期的准备阶段.其次是记录加工数据,将每次加工时所设置的切削参数、补偿值等写入文件中,为后续的刀具信息、数据分析做准备.最后是验收记录,将两种刀具加工好的零件进行验收,分析刀具加工情况、加工时间、产品质量等.
4.反馈汇总.零件采用传统高速钢刀具和硬质合金刀具加工完成后信息进行汇总,将验收记录填入汇总表内,进行信息的数据比对.分析刀具的使用情况其中包括刀具大小、进给速度、单个轮廓加工时间,总的加工时间,刀具磨损情况等；零件的加工质量包括表面粗糙度、尺寸精度、形位公差等.
三、结 语
通常硬质合金刀具在加工效率及零件表面质量上都会优于高速钢刀具,但是在实训教学中零件形状大小受到一定限制,刀具的选择范围小,导致这两种刀具在加工效率上差别不大,甚至在加工某些轮廓形状时,高速钢刀具要优于硬质合金刀具.出现这些情况对学生在今后的生产加工中合理的选择和使用刀具提供很大的帮助.
[参考文献]
[1]陈华.零件数控铣削加工[M].北京：北京理工大学出版社,2010.
[2]梅沢三造.硬质合金刀具常识及使用方法[M].北京：机械工程出版社,2009.
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[4]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社,2007.
硬质合金刀具论文参考资料：
结论：硬质合金刀具在数控实训教学中应用为适合硬质合金刀具论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关硬质合金刀具焊接机开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
