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刀刃珩磨:提高刀具性能
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針對特定的應(yīng)用場合加工“合適”的刀刃并非易事。就在前不久,人們還一直認為生成刀刃槽形不是科學(xué),而更是一種藝術(shù),因為切削刀具在耐磨性及硬度質(zhì)量方面要求很高,因此加工出滿意的槽形非常困難。 

但是,加工適當(dāng)?shù)那邢魅袑Φ毒咝阅芗皦勖泻艽蟮挠绊憽U_的切削刃加工過程可以降低常見的失效原因,諸如:劈裂、熱感應(yīng)引起的失效以及切屑瘤等而延長刀具壽命,并且可以很大的提高刀具的可靠性。適當(dāng)珩磨的刀具還可以提高加工工序的重復(fù)精度,有助于實現(xiàn)無人看管加工。 

刀刃珩磨是在微觀規(guī)模上進行的磨蝕過程,需要借助成套過程控制來保持緊密公差。但是,很難在切削刀具材料上控制金屬去除率以及刀刃一致性。通常,珩磨過程是通過訓(xùn)練有素的猜測導(dǎo)引的,并且受制于機床的變化以及操作員的技能。 

普通珩磨過程容易過多加工刀具的拐角,并且因為來料各不相同,很難在一把刀一把刀基礎(chǔ)上進行控制。不僅刀刃珩磨很難控制,同時由于切削條件也隨單個切削刃發(fā)生變化,因此加工切削刃的最佳尺寸會隨加工工件變化而沿切削刃發(fā)生變化。 

密執(zhí)安科技大學(xué)機械工程-工程力學(xué)系的副教授,同時是位于密執(zhí)安州Houghton市的加工分析技術(shù)公司的總裁William J. Enders博士認為:“用戶要求刀具拐角處刀刃半徑較小,因為未切的切屑厚度沿拐角半徑減少。”在過去十多年的時間里,他一直在研究刀刃加工方面的問題。 

在刀具的前刃上,未切切屑的厚度最大,刀刃需要最大的保護。但是,在刀具的后刃上,未切切屑厚度幾乎下降為0, 因此珩磨量應(yīng)該相應(yīng)降低。對于恒定珩磨量——大小為保護前刃而制定,后刃上的珩磨量比未切切屑厚度大,因此切削刃去除材料的速度很低,并提高了摩擦、切削力、溫度及磨損。 

直到現(xiàn)在,加工切削刃的方法也沒有如切削刀具其他方面有關(guān)的技術(shù)發(fā)展快,諸如材料基質(zhì)、槽形以及涂層等。利用自己的工程微幾何工藝,位于賓夕法尼亞州Cresco市的Conicity科技公司推出了在同一把刀具不同表面上加工出不同尺寸的刀刃珩磨技術(shù)。該工藝采用致密碳化硅纖維刷結(jié)合計算機數(shù)字控制而一貫并精確加工出刀刃形狀,公差達0.0003英寸,比大部分傳統(tǒng)珩磨方法的精度提高了一個數(shù)量級。 

Conicity的執(zhí)行副總裁Bill Shaffer說:“通過控制刀刃參數(shù),工程微幾何工藝可以在達到正確珩磨量時停止材料去除過程。因此,刀刃加工尺寸在切削刃上分布開,維持某特定的未切切屑厚度對刀刃加工尺寸比?!彼^續(xù)說:“例如,在一把可轉(zhuǎn)位刀片或刀座式刀具上,在刀具端部半徑處,刀刃加工融合了刀刃加工過程中未切切屑厚度變化。隨著未切切屑厚度降低,刀刃加工尺寸降低?!?nbsp;

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