浅谈专用成形刀具重磨技术

摘 要：因零件特种曲面在加工中的特殊要求，需用成形刀具进行型面的粗加工、半精加工和精加工，本着降低制造成本的生产理念，而又要求生产出高精度、高品质的产品，在粗精加工时合理使用刀具后，依据刀具的使用情况分析刀具的磨损状况，运用成形刀具重磨技术对刀具进行修磨，既能保证产品质量又能降低制造成本。

关键词：成形车刀；重磨；刃具

中图分类号：TD421.5+4 文献标识码：A

1 概述

刀具在整个切削过程中不可避免地存在着磨损现象，刀具切削状态的变化导致切削力增加、切削温度升高，刀具磨损会直接影响工件的加工精度和表面粗糙度， 不仅降低加工质量， 严重时还会影响加工系统的安全和正常运行。如果将磨损后的刀具废弃，会造成大量的浪费及大量增加制造成本，从刀具的磨损形式入手分析，区分切削刀具的可再制造性， 将可再制造的刀具按照形状、型号、材料进行初步分类， 以确定其适用重磨方案，经过刀具的特定部位的粗磨、精磨以及刃口的强化处理后就完成重磨过程。

2 刀具磨损的形式

刀具在切削过程中会发现一系列的物理反应，主要表现有刀刃的塑性变形、表面粘合与摩擦等。表现形式有以下几种：（1）刀具磨损后，刀尖圆弧半径增大，使刀具与工件间摩擦加剧，前刀面严重磨损， 后角几乎为零， 后刀面与工件接触面积增大， 从而使机床切削功率增大。（2）刀具在切削不连续时，切削刃会产生崩刃，损伤部位多发生在切削刃与工件表面接触区域，刀刃将丧失了应有的完整性。如果继续使用， 崩刃处将留有未切削区域留给剩余刀刃切削， 将会加剧剩余刀刃的磨损速度。（3）刀具前刀面剥落，刀具磨损后期由于前刀面的深度较大，实际切削刃低于前刀面后部的高度，前刀面后部产生冲击，发生前刀面剥落。（4）刀具切削刃脱落，磨损断口面几乎与前刀面垂直，刀具完全丧失了切削能力。这是由于刀具前刀面深度的增加，是切削刃强度减弱到承受不了切削载荷而产生磨损。

3 刀具刃磨与重磨

金属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。刀具刃磨决定了刀具切削部分的形状及其几何精度， 是保证刀具切削性能和产品质量的关键。

刀具重磨是对正常使用磨损达到磨钝标准的刀具进行修磨。刀具重磨是重复利用资源的有效形式之一，对降低产品制造成本、延长刀具使用寿命，具有重要的意义。

4 刀具重磨依据

（1）当刀具正常磨损达到磨钝标准时应对刀具进行重磨；

（2）当切削时出现声响异常、切削刃锋利度下降、切屑变得细碎、发生振动等现象影响刀具耐用度时可对刀具进行重磨；

（3）精加工时因刀具本身的原因达不到工艺要求时必须进行重磨。

5 专用成型车刀的磨削

专用成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定，对刀具的机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、刃区微裂纹等缺陷，同时通过有效、准确的重磨可以修正刀具尺寸，达到零件加工需求，提高刀具使用寿命。例如，在加工某环形零件环槽工序时，（环槽局部放大图见图1），零件待加工部分由槽宽4.9276±0.0254、14.5°±1′两度面、底部R1.07±0.12两处圆弧型组成的环形槽，圆周尺寸为￠1336mm，零件加工后环槽最厚部分为1.7±0.05 mm ，1件需加工4个环。利用成型车刀进行度面、R部分成型精车加工，以保证零件尺寸，特别是保证相关尺寸一次加工合格。因加工条件决定，刀具在进刀、切削过程中磨损严重，同时伴随打刀、勒刀等现象。这要对使用后可修磨的成形刀具进行重磨，对于此类专用型面车刀的重磨来讲，重磨技术可以说是用精研和熟练技巧来保证的，因硬质合金刀头的标准形状不能满足形状各异的专用车刀，这样有些不符合标准形状的硬质合金刀头余量过大给刃磨加工增加难度，专用环形车刀要求车刀头R0.91mm与内斜边14°30'度面相切，一边30°度面在R0.91mm底部相连，形状就像一把刀尖上放个球，在重磨过程中，要消除车刀头微崩刃、刃区微裂纹等缺陷，加工余量较大，易出现重磨裂纹，根据加工经验和技能水平，刃磨加工第一步，粗磨时选用绿碳化硅砂轮，粒度要粗J/46粒，砂轮要修整平稳，磨削时要在砂轮边缘45°尖边去掉余量，减少磨削热量，如砂轮与硬质合金摩擦面积大产生热量过多不容易释放，使硬质合金刀头裂纹，磨削时感到刀体过热时要换另一把车刀磨削，以便磨削的车刀自然冷却。对于余量大的刀头时，还可采用负刃磨削法，就是要把去掉硬质合金余量按要求划线后，向切削刃逆向磨削到划线处然后再把负刃逐渐磨削掉，这样砂轮磨削振动时减少切削刃缺口避免裂纹缺口处裂开。粗磨后精加工第二步，选用金刚石砂轮100粒精磨刀头前角。第三步加工侧角度面30°，磨削时砂轮横向进给量要小，避免出现锯齿型。第四步保证30°面与R0.91平行方向落差0.5mm，投影20倍检查。第五步完成14°30'与R0.91相切，磨削时采用梯形进给分段加工才能使1.32mm宽处不易断裂。第六步加工R0.91可用手工技巧旋转磨削R0.91，投影20倍检查完成，此项加工方法为手动磨削过程，需要多年实践加工经验。另外，因刀具型面复杂，也可利用手动光学磨和R磨刀机等高精度机床进行加工，通过对不同型面的研究，摸索更加先进的加工方法以解决所有刀具刃磨的技术瓶颈。

6 刀具修磨后检验

刀具修磨后要对刀具进行检验，以保证刀具质量。

参考文献

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