你知道机械切削刀具刃口钝化的重要性吗

国际金属加工网 2018年06月06日

大家知道刀具机床的“牙齿”,影响刀具切削性能和刀具寿命的主要因素,除了刀具材料、刀具几何参数、刀具结构、切削用量优化等,通过大量的刀具刃口钝化实践体会到:有一个好的刃口型式和刃口钝化质量也是刀具能否多快好省进行切削加工的前提 为什么要进行刃口钝化处理?

经普通砂轮或金刚石砂轮刃磨后的刀具刃口,确实存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。前者可用肉眼和普通放大镜观察到,后者用100倍(带0.010mm刻线)显微镜能够观察到,其微观缺口一般在0.01-0.05mm,严重者高达0.1mm以上。在切削过程中刀具刃口微观缺口极易扩展,加快刀具磨损和损坏。

现代高速切削加工和自动化机床对刀具性能和稳定性提出了更高的要求,特别是涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理,才能保证涂层的牢固性和使用寿命。从国外引进数控机床和生产线所用刀具,其刃口已全部钝化处理。有众多的信息表明,刀具刃口钝化可有效延长刀具寿命200%或更多,大大降低刀具成本,给用户带来巨大的经济效益。

常用金属切削刀具的选用

因此,深入研究和实践刀具对口钝化这门学问十分重要。这个课题要从以下两个方面做起,一个是选择刃口型式和参数,二是探索刃口钝化技术及参数,做到两者的紧密结合。

刃口型式与刃口钝化形状

常用刃口型式:

锐刃:刃磨前、后刀面相交而自然形成的税刃,其刃口锋利、强度差、易磨损。一般用于精加工刀具。

倒棱刃:在刃口附近前刀面上,刃磨出很窄的负前角棱边,大大提高了刃口的强度。用于粗加工和半精加工等刀具。

消振棱刃:在刃口附近的后刀面上磨出一条很窄的负后角棱边,切削时增大刀具与工件的接触面积,消除切削过程振动。用于工艺系统刚性不足时所用的单刃刀具。

白刃:在刃口附近的后刀面上磨有一条后角为0°的窄边或刃带,可起到支撑导向和挤压光整作用,用于铰刀、拉刀等多刃刀具。

倒圆刃:在对口上刃磨或钝化成一定参数的圆角,增加刃口强度,提高刀具寿命,用于各种粗加工和半精加工的可转位刀具。

刃口钝化几何形状,对刀具寿命有很大影响:一种为圆弧型刃口,在刃口转角处形成对称圆弧,占80%以上的刀具所采用,适用于粗精加工。一种为瀑布型刃口,在刃口转角处的顶面与侧面比率一般为2:1,为不对称圆弧,适用于恶劣的冲击性加工。

刀具刃口钝化技术,其目的就是解决上述刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷,使其锋值减少或消除,达到圆滑平整,既锋利坚固又耐用的目的。根据不同的加工条件,合理选择刃口型式与参数,并紧紧与对口钝化参数的选择相组合,正确处理好刀具“锐”与“固”的关系,“锐”是刀具切削加工必须具备的特征,同时考虑刃口的“固”也是为了更有效的进行切削加工,提高刀具寿命,减少刀具的消耗费用。

手工钝化:

最早的钝化工具是从皮子和石油开始,如到理发馆刮脸,理发员在皮子上鐾刀,使刀刃更加锋利耐用。而在机械加工方面所用的刀具,我们的前辈有了很多丰富的鐾刀经验,效果非常显著。

举例如下:

粗加工时,一把新刃磨好的刀具鐾刀可以减少初级磨损阶段磨损值,在正常磨损阶段后期鐾刀,仍可再延长正常磨损阶段,一般刀具寿命提高0.5倍以上。

精加工使用铰刀时,未经鐾刀其内孔表面有时达不到图纸要求,精心鐾刀后表面粗糙度可稳定Ra1.6-0.8祄,同时刀具寿命可提高1倍左右。

精刨机床导轨,采用负前角宽刃压光刀,其前后刀面必须经过平板精心研磨,提高了表面质量才能保证刃口锋利平直,导轨加工表面粗糙度可稳定达到Ra0.8祄以下。

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机械钝化

为提高钝化效率和质量,大多采用高效机械钝化方法。如采用振动钝化、介质钝化、研磨浆钝化、含磨料的橡胶轮钝化、干或湿的喷砂法钝化、翻滚钝化和含磨料尼龙刷钝化等。

经有关厂家生产使用证明,刀片刃口钝化机达到设计要求,性能可靠,刀片刃口钝化效果良好。

钝化参数的选择通过刀片刃口钝化机的研制和生产使用实践,初步掌握了一些规律,针对不同加工条件,选择刃口型式和钝化参数十分重要。由于刀片材质不同,加工条件不同,所选用的刃口型式和钝化参数也不同,否则达不到延长刀具寿命的预期效果。与国外刃口钝化参数相对照,占70%刀具钝化值是在0.0254-0.0762之间。最大值:0.127-0.2032mm。最小值:一根头发丝0.0762mm的1/6,即0.0127mm。即使钝化那么小,也明显地强化了刀具刃口。

从大量的对口钝化实践经验证实:刃口不一定越锋利越好,也不一定是越钝越好。针对不同加工条件确定不同钝化值才是最好。

刃口钝化与对口型式相结合,是最普遍最有效提高对口强度和提高刀具寿命降低刀具费用的措施。

用微粉砂轮刃磨负倒核,其微观缺口小(可达0.005-0.010mm),加上小钝化参数(0.010-0.030mm),使刃口即锋利坚固又耐用。有资料表明国外采用较多。

刀具刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视,而又是十分重要的问题。它所以重要就在于:经钝化后的刀具能有效提高刃口强度、提高刀具寿命和切削过程的稳定性。大家知道刀具是机床的“牙齿”,影响刀具切削性能和刀具寿命的主要因素,除了刀具材料、刀具几何参数、刀具结构、切削用量优化等,通过大量的刀具刃口钝化实践体会到:有一个好的刃口型式和刃口钝化质量也是刀具能否多快好省进行切削加工的前提。因此,刀具刃口的状况好坏也是不可小视


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