1影響因素、強(qiáng)化方法和目的

　　影響硬質(zhì)合金刀具性能變化的因素有很多者铜，如硬質(zhì)合金牌號(hào)静稻、加工質(zhì)量、使用條件(如機(jī)床條件葫哗、毛坯條件)等狈合。還有一個(gè)很重要的因素常常被忽視，即刃口的微觀幾何形狀笤吵。刃口強(qiáng)化有許多不同的途徑：振動(dòng)強(qiáng)化捏描、用金剛石油石手工加工、介質(zhì)強(qiáng)化叹倒、研磨漿強(qiáng)化肘蜘、用含有磨料的橡膠輪強(qiáng)化、干或濕的噴砂法強(qiáng)化甩芦、翻滾強(qiáng)化和毛刷強(qiáng)化等讽空。

　　強(qiáng)化的主要目的是在刀具和工件之間形成這樣一種接觸面，通過這種特有的接觸面练歇，在承受切屑流動(dòng)楞盼、切削速度、進(jìn)給壓力和其它加工變化時(shí)蔑枣，它是最堅(jiān)固锄镜、最結(jié)實(shí)的。刃口鈍化的尺寸和形狀仿吞，由加工工序?qū)Φ毒弋a(chǎn)生的壓力大小來決定滑频。

　　對(duì)于給定的應(yīng)用條件捡偏，鈍化得太大，切削時(shí)刀具所受壓力也隨之變大误趴，在加工中產(chǎn)生的熱量就會(huì)增多霹琼，致使刀具壽命變短。反之凉当，如果鈍化得太小枣申，刀具切削刃會(huì)變得脆弱，經(jīng)受不了切削壓力看杭。

　　一般正常的刃口強(qiáng)化帶是均勻一致的忠藤，它是一種微小的圓形刃口。在加工時(shí)楼雹，其尺寸和幾何形狀要非常精確模孩。目的是使切削刃的強(qiáng)度和性能達(dá)到最佳。

　　正確的刃口強(qiáng)化有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　延長(zhǎng)刀具壽命贮缅。硬質(zhì)合金刀具的刀刃必須能經(jīng)受巨大的壓力榨咐。可以通過控制這個(gè)壓力和可預(yù)知的緩慢磨損的方法,確定刀具壽命和磨損速度焕鲸。另外忿韧，刀具壽命很大程度上取決于工件材料。在某些應(yīng)用場(chǎng)合落寡，正確地強(qiáng)化刀刃能改善刀具壽命200%或更多成止。

　　雖然對(duì)強(qiáng)化的好處人們已認(rèn)識(shí)了很多年，但強(qiáng)化過程還未被完全控制痒仆，刀具性能仍然受到強(qiáng)化結(jié)果的影響揣蒿。即使像近幾年出現(xiàn)的超精密刀具，用戶使用中也經(jīng)常會(huì)遇到因刀刃形狀不當(dāng)所帶來的問題豪服。

　　圓弧型強(qiáng)化 瀑布型強(qiáng)化

　　2強(qiáng)化的刃口型式與尺寸

　　2.1型式

　　刃口強(qiáng)化的幾何形狀對(duì)刀具壽命有很大影響刨德，目前，80%以上的刀具強(qiáng)化都用圓弧型強(qiáng)化吁巫，所以應(yīng)優(yōu)先采用圓弧型強(qiáng)化汰日。這個(gè)圓弧位于刀刃轉(zhuǎn)角處。這種強(qiáng)化形成一個(gè)對(duì)稱的圓弧萤遥，它在刀具頂面和刀具側(cè)面是相等的。

　　另一種叫瀑布型強(qiáng)化包竹。它的圓弧相對(duì)于刀具頂面是歪斜的燕酷。刃口的頂面和側(cè)面的比率一般為2：1。瀑布型強(qiáng)化的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)化過程直接在刀刃下周瞎，去掉了更多的刀具材料苗缩，進(jìn)一步加強(qiáng)了刀刃。

　　瀑布型強(qiáng)化主要應(yīng)用于粗加工，如間斷切削或從工件上除去鑄酱讶、鍛表皮材料退盯。大多數(shù)重型加工應(yīng)用的刀具都帶有瀑布型強(qiáng)化的刃口，這時(shí)它優(yōu)于圓弧型強(qiáng)化的刃口泻肯。但是渊迁，對(duì)多數(shù)常規(guī)場(chǎng)合，還是采用圓弧型強(qiáng)化灶挟。因?yàn)橛闷俨夹偷度袝?huì)增加刀具壓力和縮短刀具壽命琉朽。

　　2.2尺寸

　　強(qiáng)化后刀刃的外形是在自然狀態(tài)下用顯微鏡進(jìn)行觀察的。大多數(shù)強(qiáng)化的刃口(約70%)是在0.0762mm～0.0254mm之間或更小(人的頭發(fā)直徑大約為0.0762mm)稚铣。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同箱叁，其它的強(qiáng)化尺寸，范圍從小于0.127mm～0.2032mm秽擦。小的刃口強(qiáng)化尺寸可以是一根頭發(fā)直徑的1/6裹依。

　　制造公差是包括在這些尺寸范圍之內(nèi)的。例如资汛，指定強(qiáng)化的尺寸為0.0254～0.0762mm帐捺，則要求刀具所有強(qiáng)化的切削刃尺寸都應(yīng)在此范圍內(nèi)。此外盲拣，由于刃口強(qiáng)化是一個(gè)剝離過程,而且所有的刀具材料都比較耐磨诊踢，所以控制材料剝離速度及保持強(qiáng)化刃口一致性就有一定的難度。

　　由于要求比較嚴(yán)格摘裕，強(qiáng)化過程又難于有效的控制脸鸿，制造廠漏過超出強(qiáng)化尺寸范圍的刀具就很難避免。造成的后果拥耍，就是所生產(chǎn)的刀具在使用壽命方面會(huì)有很大不同显艘。如果強(qiáng)化尺寸超出了0.0254mm(一根頭發(fā)的1/3)，這把刀也許就根本不能使用审拉。

　　對(duì)所采用的刃型和強(qiáng)化的參數(shù)不一樣時(shí)炭庙，刀具壽命也就各不相同。要使強(qiáng)化參數(shù)均勻一致并處于最佳狀態(tài)煌寇，會(huì)使強(qiáng)化加工變得非常困難焕蹄。選擇出合理的強(qiáng)化刃型和參數(shù)，并且能達(dá)到較高的一致性阀溶，就能大幅度提高刀具的切削性能腻脏。

　　從刀具強(qiáng)化的尺寸可以估計(jì)它的性能。對(duì)刀具進(jìn)行較大的強(qiáng)化(鈍化)能使刀刃強(qiáng)度高银锻，在大切深或間斷切削時(shí)永品，能經(jīng)受較大的壓力做鹰。較小的強(qiáng)化用于工件精加工和較輕的進(jìn)給壓力下，以防止熱量累積鼎姐。通常钾麸，有較小的強(qiáng)化更好些。由于在切削刃上留了較多的工件材料炕桨，有效的延長(zhǎng)了刀具壽命饭尝。

　　應(yīng)用刃口強(qiáng)化改善刀具壽命及增強(qiáng)刀具穩(wěn)定性，能給用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益谋作。更為重要的是兵故，這種強(qiáng)化工藝促進(jìn)了刀具領(lǐng)域的發(fā)展。由于有了切削刃的超精密控制缩棉，就能使刀具制造廠所提供的產(chǎn)品能達(dá)到前所未有的水平折甸。

　　3刃口強(qiáng)化與涂層

　　工件的表面質(zhì)量是由刀尖圓弧半徑大小、切深和進(jìn)給量所決定的颂梆。一致性的闷邑、圓滑的刀刃減少了刀具剝落(涂層刀具和基體材料的小塊在加工中斷離)的傾向。一旦產(chǎn)生剝落就使原本光滑的刀刃急劇惡化览雁，刀具壽命縮短峦拥。另一方面，可能迅速惡化工件表面質(zhì)量的是積屑瘤胜通。刀具產(chǎn)生積屑瘤有幾種原因歧坚，但刃口強(qiáng)化也是原因之一。如果刃口強(qiáng)化的尺寸不當(dāng)宅溃、不夠圓滑沛药，小的工件顆粒就會(huì)附著在刀刃上。要是這種堆積繼續(xù)下去甚负，越來越多的材料將粘在刀具上柬焕，最后操作者不得不停止工作，因?yàn)楣ぜ砻尜|(zhì)量受到影響或尺寸已經(jīng)發(fā)生變化梭域。如果在加工過程中積屑瘤斷離斑举，它很可能是刀刃涂層(或基體)的一部分，所以應(yīng)立即進(jìn)行清理病涨。

　　大多數(shù)通過化學(xué)氣相沉積(CVD)過程涂層的刀具富玷，都有圓形的強(qiáng)化刃口。強(qiáng)化是為涂層作準(zhǔn)備既穆，尤其是對(duì)較厚的CVD涂層赎懦，鈍化使涂層材料有足夠的結(jié)合表面。

　　典型的CVD涂層厚度是在6～8μm之間循衰，按其涂層成分和刀具應(yīng)用條件不同而變化铲敛。CVD涂層，往往較多地沉積在尖角的切削刃處会钝。因此伐蒋，切削刃處的涂層厚度比刀具其它地方的厚度要厚50%(約9～12μm)。由這樣一層涂層材料形成的切削刃狞吏，其下面沒有刀具基體支撐曲苛，所以非常脆弱，經(jīng)受不了正常的切削壓力仁沃。

　　還有另外一種涂層岖习，就是物理氣相沉積(PVD)涂層，它是由很薄的一層涂層材料組成赡析，其總厚度為1～5μm创撼。因其薄，比起用CVD涂層奇搪，可能涂到棱角上的材料要少些曼中。所以，PVD涂層刀具經(jīng)常是不經(jīng)強(qiáng)化住龙。

　　可是肯绅，似乎還有一些PVD涂層刀具用戶，要求刃口有小的鈍化(0.0127mm或更小)监征。即使鈍化那麼小芽接，也能明顯地加強(qiáng)刀具刃口。

　　4刃口強(qiáng)化的最新發(fā)展

　　刀刃準(zhǔn)備工藝括眠，沒有像刀具的其它工藝(如材料基體彪标、幾何參數(shù)和涂層)發(fā)展的那樣快。雖然每一個(gè)制造廠對(duì)于不同形式的刀具都有確定的強(qiáng)化方法哺窄，但是往往強(qiáng)化后捐下，刀刃上各點(diǎn)幾何形狀相差較多。刃口強(qiáng)化時(shí)萌业，公差放得較寬的結(jié)果會(huì)使質(zhì)量變差坷襟。

　　由于刃口強(qiáng)化是一個(gè)顯微的剝離過程，整個(gè)過程控制需要有嚴(yán)格的公差生年∮こ蹋可是以前的刃口強(qiáng)化方法沒有一個(gè)能達(dá)到這種要求。

　　如果一個(gè)刀刃需強(qiáng)化0.0127mm抱婉，用早期文章里提到的档叔、采用過的某一種方法進(jìn)行強(qiáng)化，然后對(duì)強(qiáng)化的刀刃進(jìn)行檢測(cè)蒸绩，可能會(huì)發(fā)現(xiàn):刃口上有強(qiáng)化值為0.0127mm的點(diǎn)衙四，但是刀刃上其余的點(diǎn)铃肯，在高于或低于該值100%或更多的范圍內(nèi)變化。

　　為了正確地凹毛、一致地在全部刀刃上強(qiáng)化為0.0127mm宦逃，過程參數(shù)必須控制到這樣的程度:即刀具材料的剝離在達(dá)到預(yù)定尺寸時(shí)就自動(dòng)停止，那是以毛刷強(qiáng)化方式來達(dá)到的鸳岩。這種毛刷用含有研磨材料的尼龍絲制成柄哀，而且所含的研磨劑要選得恰當(dāng)，并且要控制它在毛刷表面的暴露程度听番、毛刷接觸時(shí)間和刷的速度把丹。

　　4.1新的毛刷強(qiáng)化設(shè)備

　　IXM-50型強(qiáng)化機(jī)外觀 IXM-50可加工不同的刀具和材料

　　現(xiàn)在有一種新的強(qiáng)化設(shè)備--錐型機(jī)器(The Conicity machine)。

　　這種新開發(fā)的IXM-50錐型強(qiáng)化機(jī)是由美國(guó)Conicity Technologies LLC公司制造的核看。由于參數(shù)經(jīng)CNC程序控制躯法，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的鈍化尺寸時(shí)，IXM-50強(qiáng)化機(jī)就能停止鈍化券豺。這臺(tái)機(jī)床的特點(diǎn)是：設(shè)備尺寸小(比其它類似設(shè)備小1/4)豹女。能實(shí)現(xiàn)快換(快換毛刷、被加工刀具換型只需2分鐘碍蚊，由操作者輸入幾個(gè)簡(jiǎn)單的命令即可)拷肌。它能有意地在同一把刀具的不同表面，鈍化為不同的尺寸旨巷。這是其他強(qiáng)化加工所做不到的巨缘。對(duì)于切槽刀和螺紋梳刀，傾向于用這種強(qiáng)化尺寸可變的鈍化設(shè)備采呐。供貨周期6～8周若锁。價(jià)格低于10萬美元。

　　4.2最好是不同刃口賦予不同的鈍化尺寸--這才是最好的

　　對(duì)于一直向前進(jìn)給的切槽刀斧吐，不同刃口賦予不同的鈍化尺寸又固，將能提高這種刀具的切削性能。而以往所用設(shè)備鈍化出的刀具煤率，其前端刀刃和相鄰的刀刃鈍化的尺寸是一致的仰冠。這臺(tái)IXM-50鈍化機(jī)可以使同樣切槽刀的副切削刃的鈍化尺寸比前端主切削刃的鈍化尺寸要小些。

　　另外蝶糯，這種可控制鈍化尺寸的設(shè)備能使梳刀成為粗洋只、精加工復(fù)合成一體的刀具。一般現(xiàn)在的梳刀相對(duì)于工件都是從右向左進(jìn)給昼捍。因此驮尘，在切削時(shí)，刀具左刃要比右刃切掉更多的材料。而精加工時(shí)右刃的主要作用是要保證螺紋形狀和控制尺寸温辉。因此技窝，刀具強(qiáng)化的尺寸這樣比較有利：主切削刃一側(cè)強(qiáng)化比較大，決定表面質(zhì)量和尺寸的副切削刃一側(cè)比較小亡铺。而這種比較有利的強(qiáng)化型式投戴，在IXM-50強(qiáng)化機(jī)上可以完成。而且爸蝠，加工時(shí)不需加冷卻液。

　　這種強(qiáng)化機(jī)能在螺紋刀具上加工出均勻過渡的強(qiáng)化帶砍毡。從刀刃的一端到另一端逐漸地減小強(qiáng)化尺寸十旗。它用于一種齒形傾斜分布的螺紋梳刀時(shí)，強(qiáng)化出的這種刀具就成為粗加工齒聂袱、精加工齒復(fù)合在一起的刀具溯内。

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