磨削工藝對刃口質(zhì)量的影響

劉麗敏 劉德權(quán) 彭林

摘 要：在本文中，通過樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪研磨V型刀片的周邊，以形成刀片的切削刃。分別使用寬度為6mm和8mm粒度D25的代米特砂輪在數(shù)控周邊磨上用不同參數(shù)加工該刀片。通過Mahr測量磨削品表面粗糙度，掃描電子顯微鏡測量刀尖的崩缺值。最終得到結(jié)果：同種粒度的砂輪不同的磨削參數(shù)對表面粗糙度影響不大。同樣的磨削參數(shù)在砂輪越寬，刀片刃口完整性越好。刀尖越小，刃口完整性越差。本次實驗明確了生產(chǎn)現(xiàn)場的刀片磨削工藝：選用8mm砂輪進行磨削，高進給有利于提高加工效率，在加工效率和質(zhì)量同時得到保障的前提下可以獲得良好的刃口質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：磨削工藝；刃口質(zhì)量；影響

YG型硬質(zhì)合金是一種具有一系列優(yōu)異的性能，高硬度、良好的耐磨性和高疲勞強度的優(yōu)質(zhì)材料，它廣泛用于各種加工領(lǐng)域，是生產(chǎn)可轉(zhuǎn)位數(shù)控刀片的材料主力軍。但由于其硬度高，硬質(zhì)合金同時也是一種典型的硬而脆的材料。傳統(tǒng)的磨削具有高切削速度，小切削厚度和鈍切削刃。其中大部分被轉(zhuǎn)換為熱量。加工鋁材的刀片應用越來越廣，由于鋁材其特性對刀片的粗糙度刃口質(zhì)量要求很高，因此對該刀片的磨削工藝進行研究是非常有價值的。本文以磨削實踐試驗，采用不同寬度的樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪，不同的磨削參數(shù)磨削產(chǎn)品，并將刀片后刀面表面粗糙度和切削刃崩缺質(zhì)量分析為此類型刀片磨削工藝優(yōu)化為控制磨削成本提供了基礎(chǔ)。

1 實驗方案

為了研究不同磨削工藝對刀片表面和刃口質(zhì)量的影響結(jié)果，設(shè)計了5組實驗，刀片材質(zhì)選用硬質(zhì)合金ZK10SF，刀片型號是VCGT110304-DC，主要檢測周邊粗糙度和刃口的一致性。實驗設(shè)備是瑞士生產(chǎn)數(shù)控周邊磨DOMSEMI，砂輪為寬度分別6mm和8mm的D25的樹脂結(jié)合劑砂輪。

為了研究不同磨削參數(shù)對該產(chǎn)品后刀面粗糙度和刀尖圓弧處微崩缺的影響，選擇了兩種兩種寬度的同種粒度砂輪。 針對精磨進刀速度和清磨時間兩個工藝參數(shù)設(shè)置實驗。實驗設(shè)計刀片研磨方案如表1所示：有8種磨削的具體方案，每種磨削方案研磨5個刀片。

通過上述方法加工的刀片后刀面的表面粗糙度值通過Mahr表面粗糙度測量儀器進行測量，測量范圍Ra：0.01～0.4，分辨率0.001um。

刃口缺陷寬度尺寸是通過掃描電子顯微鏡掃描刀尖圓弧所測量得到.磨削過的刀片刃口上必然會存在微崩口，測量時測量崩缺寬度的最大值。

2 實驗結(jié)果

2.1 刀片后刀面表面粗糙度分析

根據(jù)表1上的方案，以5片為1組磨削研究對象。磨削后，測量刀片后刀面表面粗糙度。平均值如表2所示。如數(shù)據(jù)顯示同種粒度是砂輪，粗磨精磨等速度都一致的情況，只是寬度不一樣，刀片后刀面的粗糙度是沒有區(qū)別的。在同樣的粗切速度下精磨速度越低，清磨時間越長，粗糙度有輕微提高但所有粗糙度值都在Ra0.05以上都能滿足使用要求。

2.2 刀尖圓弧刃口崩缺分析

由數(shù)據(jù)得知，砂輪粒度一樣的情況下，寬度為8mm的砂輪磨削的產(chǎn)品刀尖圓弧刃口崩缺情況明顯優(yōu)于6mm砂輪磨削的產(chǎn)品。同一寬度的砂輪，降低精磨的進刀速度，增加清磨的時間，刀尖刃口有輕微改善，但是影響不大。實驗所用的刀片前角19度，相比其他刀片來說刃口很鋒利，刀刃的強度比較差。在研磨過程中，由于砂輪磨削力的作用造成刃口表現(xiàn)出一定的微觀缺陷。 由于實驗所用刀片用于加工鋁和橡膠等軟材質(zhì)，對刀片刃口完整性要求較高。在選擇制定工藝時當兩個寬度的砂輪都可以磨削時，優(yōu)先考慮較寬的砂輪，在磨削速度上可適當提高粗磨速度，降低精磨速度增加清磨時間。

3 結(jié)論

3.1 在實驗條件下，砂輪寬度尺寸對刀片后刀面表面粗糙度影響不大，精磨速度對粗糙度在極小的范圍內(nèi)有輕微影響。要想顯著改善粗糙度只能通過更換砂輪的粒度來實現(xiàn)。在同粒度砂輪下要想提高加工效率只能提高粗磨進刀速度。

3.2 磨削參數(shù)相同，較寬砂輪磨削的刀片刀尖圓弧刃口崩缺優(yōu)于較窄砂輪磨削的產(chǎn)品。降低精磨速度，增加清磨時間有助于改善刃口崩缺。

3.3 經(jīng)過反復的測試和驗證，都能夠得出上面的結(jié)論，加工鋁材質(zhì)和橡膠等軟材質(zhì)刀片的磨削過程已經(jīng)在生產(chǎn)中逐漸確定下來并開始用于批量生產(chǎn)，用D25砂輪能滿足絕大多數(shù)要求。盡量選用較寬的砂輪進行磨削，在小范圍內(nèi)微調(diào)精磨速度和清磨時間來得到較好粗糙度和刀尖刃口質(zhì)量。

參考文獻：

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