淺談專用成形刀具重磨技術

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，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象，刀具切削狀態的變化導致切削力增加、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，不僅降低加工質量，嚴重時還會影響加工系統的安全和正常運行。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、材料進行初步分類,以確定其適用重磨方案，經過刀具的特定部位的粗磨、精磨以及刃口的強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現一系列的物理反應，主要表現有刀刃的塑性變形、表面粘合與摩擦等。表現形式有以下幾種：（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，從而使機床切削功率增大。（2）刀具在切削不連續時，切削刃會產生崩刃，損傷部位多發生在切削刃與工件表面接觸區域，刀刃將喪失了應有的完整性。如果繼續使用，崩刃處將留有未切削區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，前刀面后部產生沖擊，發生前刀面剝落。（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，是切削刃強度減弱到承受不了切削載荷而產生磨損。

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品質量的關鍵。

刀具重磨是對正常使用磨損達到磨鈍標準的刀具進行修磨。刀具重磨是重復利用資源的有效形式之一，對降低產品制造成本、延長刀具使用壽命，具有重要的意義。

4 刀具重磨依據

（1）當刀具正常磨損達到磨鈍標準時應對刀具進行重磨；

（2）當切削時出現聲響異常、切削刃鋒利度下降、切屑變得細碎、發生振動等現象影響刀具耐用度時可對刀具進行重磨；

（3）精加工時因刀具本身的原因達不到工藝要求時必須進行重磨。

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、刃區微裂紋等缺陷，同時通過有效、準確的重磨可以修正刀具尺寸，達到零件加工需求，提高刀具使用壽命。例如，在加工某環形零件環槽工序時，（環槽局部放大圖見圖 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形槽，圓周尺寸為￠1336mm，零件加工后環槽最厚部分為1.7 ±0.05 mm ，1 件需加工4 個環。利用成型車刀進行度面、R 部分成型精車加工，以保證零件尺寸，特別是保證相關尺寸一次加工合格。因加工條件決定，刀具在進刀、切削過程中磨損嚴重，同時伴隨打刀、勒刀等現象。這要對使用后可修磨的成形刀具進行重磨，對于此類專用型面車刀的重磨來講，重磨技術可以說是用精研和熟練技巧來保證的，因硬質合金刀頭的標準形狀不能滿足形狀各異的專用車刀，這樣有些不符合標準形狀的硬質合金刀頭余量過大給刃磨加工增加難度，專用環形車刀要求車刀頭R0.91mm 與內斜邊 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、刃區微裂紋等缺陷，加工余量較大，易出現重磨裂紋，根據加工經驗和技能水平，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，磨削時要在砂輪邊緣45°尖邊去掉余量，減少磨削熱量，如砂輪與硬質合金摩擦面積大產生熱量過多不容易釋放，使硬質合金刀頭裂紋，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，還可采用負刃磨削法，就是要把去掉硬質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。第三步加工側角度面30°，磨削時砂輪橫向進給量要小，避免出現鋸齒型。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驗。另外，因刀具型面復雜，也可利用手動光學磨和R 磨刀機等高精度機床進行加工，通過對不同型面的研究，摸索更加先進的加工方法以解決所有刀具刃磨的技術瓶頸。

圖1 環槽局部放大圖

6 刀具修磨后檢驗

刀具修磨后要對刀具進行檢驗，以保證刀具質量。

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