■無錫威孚高科技集團股份有限公司 （江蘇 214000） 徐 慶

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現(xiàn)代化高速切削加工和自動化機床的大量使用，對刀具的性能和穩(wěn)定都提出了較高的要求。在刀具材料和涂層技術(shù)被人們所關(guān)注并廣泛研究的前提下，刀具刃口處理還不被人們普遍重視，但其在刀具的整個加工生命周期中卻又是十分重要。經(jīng)過鈍化后的刀具能有效提高刀具的刃口強度，延長刀具壽命；提升刀具切削過程的穩(wěn)定性，進而提高零件加工表面質(zhì)量，其中刀具壽命的延長最為明顯。實踐證明：有一個好的刃口形式和刃口鈍化質(zhì)量是刀具能否“多快好省”進行切削加工的前提。

1.刀具刃口鈍化的必要性

眾所周知，刀具在加工過程中是機床的延伸，其與被加工材料直接接觸，故刀具的好壞直接影響加工質(zhì)量和加工成本。同時在一般制造企業(yè)中，機床一旦選定，后期不會做較大調(diào)整，而工件材料又受制于產(chǎn)品性能影響，不能輕易更改，故而刀具作為機床和工件兩者之間的連接，通常被作為優(yōu)化改進和成本控制的研究重點。

通過多年對刀具的優(yōu)化改進可以發(fā)現(xiàn)，影響刀具切削性能和刀具壽命的主要因素，除了刀具材料、刀具幾何參數(shù)、刀具結(jié)構(gòu)、切削參數(shù)優(yōu)化以外，刀具刃口的狀況好壞也是不可忽視的因素。例如，在進行鉆孔加工時，鉆頭刃口的崩損，通常會導(dǎo)致鐵屑纏繞，影響加工孔壁的表面質(zhì)量，若未能及時發(fā)現(xiàn)，就會引起刀具斷裂，導(dǎo)致刀具成本上升。

2.為什么要進行刀具刃口鈍化處理

（1）刀具刃口鈍化處理實際上就是對刀具的預(yù)磨損。刀具在經(jīng)過普通砂輪或金剛石砂輪修磨后，刀具刃口都會存在一定程度，不同大小的微小崩刃與鋸齒，前者可以用肉眼或手持式放大鏡觀察到，后者需用100倍的放大鏡才能觀察到，其刃口微觀缺口一般在0.01～0.05mm。而這些缺陷隨著刀具使用時間的延長極易擴展，從而加快刀具的磨損和損壞，影響切削性能。如果在刀具磨削工序完成后，立即對刀具刃口進行一次鈍化處理，則刀刃處將會出現(xiàn)細微的圓弧刃口，刃帶也將變得光滑。這就消除了豁牙、鋸齒和裂紋等缺陷。

（2）刀具刃口鈍化可以有效提升涂層的附著力?，F(xiàn)代高速切削加工和自動化數(shù)控機床都對刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求，特別是CVD涂層刀具或刀片在涂層前幾乎毫無例外的需對刀具刃口進行鈍化處理（見圖1），這是出于涂層工藝的需要。因為只有基體材料擁有較好的圓潤性，才能保證在惡劣加工工況下刀具涂層的牢固性和使用壽命。

圖1 涂層刀具刃口處理

（3）刀具刃口鈍化可以提高刀具的切削性能。刀具鈍化處理實際上是對刀具的切削刃進行改變，目的是加強切削刃的強度并改善切削性能。通過鈍化處理可有效延長刀具壽命20%或更多，大大降低了刀具成本，帶來較大的經(jīng)濟效益。

3.常見刀具刃口處理形式

刀具刃口鈍化處理，其目的就是解決刀具刃磨后的刃口微觀缺陷，使其鋒值減少或消除，達到圓滑平整，既鋒利堅固又耐用的目的。而根據(jù)不同的工件材料和加工工況， 其刃口處理形式也稍有不同，下面簡單介紹下目前我公司刀具使用較多的三種刃口處理形式（見圖2）。

（1）銳刃。刀具刃磨時，前刀面和后刀面相交而自然形成的銳刃，其刃口較為鋒利，但強度相對較差、易磨損，崩刃，所以該類型刀具一般使用于精加工環(huán)境。

（2）倒棱刃。在已形成的銳刃基礎(chǔ)上，在刃口附近前刀面上，刃磨出很窄的負前角棱邊，大大提高了刃口的強度。用于粗加工和半精加工等刀具。

（3）倒圓刃。在已形成的銳刃基礎(chǔ)上，在刃口上刃磨或鈍化成一定參數(shù)的圓角，增加刃口強度，提高刀具壽命，用于各種粗加工和半精加工的可轉(zhuǎn)位刀具。

4.刀具鈍化改善案例

（1）CRIN零件密封圈槽底表面粗糙度改善，刀具壽命提升。該刀具為瓦爾特的4.1mm寬槽刀，主要問題為刀具在加工一定時間后，槽底會出現(xiàn)劃痕（見圖3），導(dǎo)致刀具壽命較低（平均400件）。通過對失效刀具的觀察，發(fā)現(xiàn)刀具刃口存在輕微崩損（見圖4），檢測刀具鈍化量＜0.01mm。

經(jīng)過與刀具供應(yīng)商溝通后，將刀具刃口鈍化量增加至0.03～0.04mm（見圖5），零件加工質(zhì)量有明顯改善（見圖6），同時刀具壽命也有顯著提升，改進后的刀具壽命可以達到700件。

圖2

優(yōu)化小結(jié)：原有刀片鈍化量較小，無法有效去除刀具磨削過程中產(chǎn)生的細小裂紋（或鋸齒），當?shù)镀幱诩庸きh(huán)境時，裂紋擴散，刃口出現(xiàn)崩損，導(dǎo)致零件表面出現(xiàn)刀痕。當?shù)镀g化量加大后，有效去除了細微裂紋，防止刀片崩刃，達到了改善加工質(zhì)量，提升刀具壽命的目的。

（2）軌體D9mm孔直線度改善。該刀具為國產(chǎn)D9mm直柄麻花鉆，主要問題為刀具在加工過程中，不定期的出現(xiàn)孔徑偏小，塞規(guī)通端無法通過的情況。

經(jīng)分析，刀具直徑在公差范圍內(nèi)，造成塞規(guī)無法通過的主要原因是孔的直線度不好（見圖7），而軌體零件為細長軸零件，夾具剛性不是很好，若加工過程中切削力過大，容易導(dǎo)致零件位移。后測量刀具鈍化量＞0.09mm，已超過要求（見圖8）。

后讓供應(yīng)商把刀具鈍化值改小至0.03～0.04mm，該問題得到解決（見圖9、圖10）。

優(yōu)化小結(jié)：鋒利是刀具切削加工必須具備的特征，而刃口的鈍化則是為了更有效的進行切削加工，提高刀具壽命，減少刀具消耗。在刀具刃口處理方面合理選擇刃口鈍化型式與參數(shù)，正確處理好刀具的鈍化量至關(guān)重要。

5.結(jié)語

圖3 失效零件

圖4 失效刀具

圖5 改進后的槽底質(zhì)量

圖7 D9mm孔直線度測量結(jié)果

圖8 D9mm麻花鉆刃口鈍化值

圖9 改進后的D9mm孔直線度

圖10 改進后的刃口鈍化值

綜上所述，刀具刃口鈍化技術(shù)十分重要。根據(jù)不同的加工條件，合理選擇刃口型式和參數(shù)，正確處理好刀具“銳”與“固”的關(guān)系，可以極大的提升加工質(zhì)量和刀具壽命，從而達到降低制造成本的目的。同時，針對刀具刃口處理技術(shù)的重視也體現(xiàn)了我公司在現(xiàn)代化制造加工中刀具應(yīng)用水平的極大提升。