淺談專用成形刀具重磨技術(shù)

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 概述

刀具在整個切削過程中不可避免地存在著磨損現(xiàn)象，刀具切削狀態(tài)的變化導(dǎo)致切削力增加、切削溫度升高，刀具磨損會直接影響工件的加工精度和表面粗糙度，不僅降低加工質(zhì)量，嚴(yán)重時還會影響加工系統(tǒng)的安全和正常運行。如果將磨損后的刀具廢棄，會造成大量的浪費及大量增加制造成本，從刀具的磨損形式入手分析，區(qū)分切削刀具的可再制造性,將可再制造的刀具按照形狀、型號、材料進(jìn)行初步分類,以確定其適用重磨方案，經(jīng)過刀具的特定部位的粗磨、精磨以及刃口的強(qiáng)化處理后就完成重磨過程。

2 刀具磨損的形式

刀具在切削過程中會發(fā)現(xiàn)一系列的物理反應(yīng)，主要表現(xiàn)有刀刃的塑性變形、表面粘合與摩擦等。表現(xiàn)形式有以下幾種：（1）刀具磨損后，刀尖圓弧半徑增大，使刀具與工件間摩擦加劇，前刀面嚴(yán)重磨損，后角幾乎為零，后刀面與工件接觸面積增大，從而使機(jī)床切削功率增大。（2）刀具在切削不連續(xù)時，切削刃會產(chǎn)生崩刃，損傷部位多發(fā)生在切削刃與工件表面接觸區(qū)域，刀刃將喪失了應(yīng)有的完整性。如果繼續(xù)使用，崩刃處將留有未切削區(qū)域留給剩余刀刃切削，將會加劇剩余刀刃的磨損速度。（3）刀具前刀面剝落，刀具磨損后期由于前刀面的深度較大，實際切削刃低于前刀面后部的高度，前刀面后部產(chǎn)生沖擊，發(fā)生前刀面剝落。（4）刀具切削刃脫落，磨損斷口面幾乎與前刀面垂直，刀具完全喪失了切削能力。這是由于刀具前刀面深度的增加，是切削刃強(qiáng)度減弱到承受不了切削載荷而產(chǎn)生磨損。

3 刀具刃磨與重磨

金屬切削刀具的刃磨既是刀具制造中的最后一道工序,也是刀具重磨最重要的工序。刀具刃磨決定了刀具切削部分的形狀及其幾何精度,是保證刀具切削性能和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

刀具重磨是對正常使用磨損達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的刀具進(jìn)行修磨。刀具重磨是重復(fù)利用資源的有效形式之一，對降低產(chǎn)品制造成本、延長刀具使用壽命，具有重要的意義。

4 刀具重磨依據(jù)

（1）當(dāng)?shù)毒哒Ｄp達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)對刀具進(jìn)行重磨；

（2）當(dāng)切削時出現(xiàn)聲響異常、切削刃鋒利度下降、切屑變得細(xì)碎、發(fā)生振動等現(xiàn)象影響刀具耐用度時可對刀具進(jìn)行重磨；

（3）精加工時因刀具本身的原因達(dá)不到工藝要求時必須進(jìn)行重磨。

5 專用成型車刀的磨削

專用成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定，對刀具的機(jī)械加工性能提出了更高的要求，重磨刀具可消除一部分切削刃表面的微崩刃、刃區(qū)微裂紋等缺陷，同時通過有效、準(zhǔn)確的重磨可以修正刀具尺寸，達(dá)到零件加工需求，提高刀具使用壽命。例如，在加工某環(huán)形零件環(huán)槽工序時，（環(huán)槽局部放大圖見圖 1），零件待加工部分由槽寬4.9276 ±0.0254、14.5°±1′兩 度 面 、底 部R1.07 ±0.12 兩處圓弧型組成的環(huán)形槽，圓周尺寸為￠1336mm，零件加工后環(huán)槽最厚部分為1.7 ±0.05 mm ，1 件需加工4 個環(huán)。利用成型車刀進(jìn)行度面、R 部分成型精車加工，以保證零件尺寸，特別是保證相關(guān)尺寸一次加工合格。因加工條件決定，刀具在進(jìn)刀、切削過程中磨損嚴(yán)重，同時伴隨打刀、勒刀等現(xiàn)象。這要對使用后可修磨的成形刀具進(jìn)行重磨，對于此類專用型面車刀的重磨來講，重磨技術(shù)可以說是用精研和熟練技巧來保證的，因硬質(zhì)合金刀頭的標(biāo)準(zhǔn)形狀不能滿足形狀各異的專用車刀，這樣有些不符合標(biāo)準(zhǔn)形狀的硬質(zhì)合金刀頭余量過大給刃磨加工增加難度，專用環(huán)形車刀要求車刀頭R0.91mm 與內(nèi)斜邊 14°30'度面相切，一邊 30°度面在R0.91mm 底部相連，形狀就像一把刀尖上放個球，在重磨過程中，要消除車刀頭微崩刃、刃區(qū)微裂紋等缺陷，加工余量較大，易出現(xiàn)重磨裂紋，根據(jù)加工經(jīng)驗和技能水平，刃磨加工第一步，粗磨時選用綠碳化硅砂輪，粒度要粗J/46 粒，砂輪要修整平穩(wěn)，磨削時要在砂輪邊緣45°尖邊去掉余量，減少磨削熱量，如砂輪與硬質(zhì)合金摩擦面積大產(chǎn)生熱量過多不容易釋放，使硬質(zhì)合金刀頭裂紋，磨削時感到刀體過熱時要換另一把車刀磨削，以便磨削的車刀自然冷卻。對于余量大的刀頭時，還可采用負(fù)刃磨削法，就是要把去掉硬質(zhì)合金余量按要求劃線后，向切削刃逆向磨削到劃線處然后再把負(fù)刃逐漸磨削掉，這樣砂輪磨削振動時減少切削刃缺口避免裂紋缺口處裂開。粗磨后精加工第二步，選用金剛石砂輪100 粒精磨刀頭前角。第三步加工側(cè)角度面30°，磨削時砂輪橫向進(jìn)給量要小，避免出現(xiàn)鋸齒型。第四步保證30°面與R0.91 平行方向落差0.5mm，投影20 倍檢查。第五步完成14°30'與R0.91 相切，磨削時采用梯形進(jìn)給分段加工才能使1.32mm 寬處不易斷裂。第六步加工R0.91可用手工技巧旋轉(zhuǎn)磨削R0.91，投影20 倍檢查完成，此項加工方法為手動磨削過程，需要多年實踐加工經(jīng)驗。另外，因刀具型面復(fù)雜，也可利用手動光學(xué)磨和R 磨刀機(jī)等高精度機(jī)床進(jìn)行加工，通過對不同型面的研究，摸索更加先進(jìn)的加工方法以解決所有刀具刃磨的技術(shù)瓶頸。

圖1 環(huán)槽局部放大圖

6 刀具修磨后檢驗

刀具修磨后要對刀具進(jìn)行檢驗，以保證刀具質(zhì)量。

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