俗話說“工欲善其事必先利其器”，這個道理從古至今都被很好地延續(xù)并傳揚著，然而在機床行業(yè)，刀具似乎并不是越“快”越好，很多在初接觸到機床刀具的時候，都有著一個疑問“為何好好的刀具要進行鈍化處理呢？”今天就讓我們一起來了解一下關(guān)于“刀具鈍化”的那些事兒。

其實，刀具鈍化并不是大家字面理解的意思，而是一種有效提高刀具使用壽命的手段。通過平整、拋光、去毛刺等工序達到提高刀具質(zhì)量的目的。這其實是刀具在精磨之后，涂層之前的一道正常工序。一般來說，刀具鈍化拋光的方式分為毛刷、噴砂、拖拽式拋光機，這其中又屬毛刷與拖拽式的應(yīng)用為廣泛。

從事金屬切削行業(yè)的人都知道，刀具在成品前會經(jīng)過砂輪刃磨，但是刃磨加工會造成不同程度的微觀缺口。這就導致數(shù)控機床在進行高速切削的同時微觀缺口會極易擴展，從而加快刀具的磨損和損壞?，F(xiàn)代的切削技術(shù)中對刀具的穩(wěn)定性和精密性都有了嚴格要求，因此數(shù)控刀具在涂層前必須經(jīng)過刀口的鈍化處理，才能保證涂層的牢固性和使用壽命。

刀具鈍化的優(yōu)勢與目的

1.抵抗刀具物理磨損

在切削過程中刀具表面會被工件逐漸耗損，切削過程中切削刃在高溫高壓下也易發(fā)生塑性變形。刀具的鈍化處理可以幫助刀具提高剛性，避免刀具過早喪失切削性能。

2.保持工件的光潔度

刀具刃口有毛刺會導致刀具磨損，加工工件的表面也會變得粗糙。經(jīng)鈍化處理后，刀具的刃口會變得很光滑，崩刃現(xiàn)象也會相應(yīng)減少，工件表面光潔度也會提高。

3.方便凹槽排屑

對刀具凹槽拋光處理可以提高表面質(zhì)量和排屑性能，凹槽表面越平整光滑，排屑就越好，就可實現(xiàn)更連貫的的切削加工。

數(shù)控機床的刀具在經(jīng)過鈍化拋光后，表面會留下許多小孔，在加工時這些小孔可以吸附更多的切削液，使得切削時產(chǎn)生的熱量大大減少，極大得提高切削加工的速度。

綜上所述，刀片刃口鈍化十分重要，正如我國古人所說“千里之堤，潰于蟻穴”，刀片刃口微觀缺口這個“蟻穴”雖小，卻影響刀具性能和壽命這個“千里之提”，是不可小視的大問題。刀片刃口鈍化技術(shù)是提高刀具壽命減少刀具消耗的有效措施之一。無論在經(jīng)濟和技術(shù)兩個方面都是可行的、有效的，進一步推動我國切削加工水平的提高，縮小與國外刀具切削性能的差距。

車刀品種和用處

一、車刀是運用廣的一種單刃刀具，也是學習、剖析各類刀具的基礎(chǔ)。 車刀用于各種車床上，加工外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋、車槽等。 車刀按結(jié)構(gòu)可分為整體車刀、焊接車刀、機夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成型車刀。其中可轉(zhuǎn)位車刀的運用日益廣泛，在車刀中所占比例逐步添加。  

二、硬質(zhì)合金焊接車刀 所謂焊接式車刀，就是在碳剛刀桿上按刀具幾何視點的要求開出刀槽，用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)，并按所選擇的幾何參數(shù)刃磨后運用的車刀。  

三、機夾車刀 機夾車刀是選用普通刀片，用機械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上運用的車刀。此類刀具有如下特點：

（1）刀片不通過高溫焊接，防止了因焊接而引起的刀片硬度下降、發(fā)生裂紋等缺點，進步了刀具的耐用度。

（2）由于刀具耐用度進步，運用時間較長，換刀時間縮短，進步了生產(chǎn)功率。

（3）刀桿可重復運用，既節(jié)省了鋼材又進步了刀片的利用率，刀片由制作廠家收回再制，進步了經(jīng)濟效益，降低了刀具本錢。

（4）刀片重磨后，尺度會逐步變小，為了康復刀片的作業(yè)方位，往往在車刀結(jié)構(gòu)上設(shè)有刀片的調(diào)整機構(gòu)，以添加刀片的重磨次數(shù)。

（5）壓緊刀片所用的壓板端部，能夠起斷屑器效果。  

四、可轉(zhuǎn)位車刀 可轉(zhuǎn)位車刀是運用可轉(zhuǎn)位刀片的機夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位換成相鄰的新切削刃，即可持續(xù)作業(yè)，直到刀片上一切切削刃均已用鈍，刀片才作廢收回。替換新刀片后，車刀又可持續(xù)作業(yè)。

1．可轉(zhuǎn)位刀具的長處 與焊接車刀相比，可轉(zhuǎn)位車刀具有下述長處:

（1）刀具壽命高 由于刀片防止了由焊接和刃磨高溫引起的缺點,刀具幾何參數(shù)完全由刀片和刀桿槽確保，切削性能安穩(wěn)，然后進步了刀具壽命。

（2）生產(chǎn)功率高 由于機床操作工人不再磨刀，可大大削減停機換刀等輔助時間。

（3）有利于推廣新技術(shù)、新工藝 可轉(zhuǎn)位刀有利于推廣運用涂層、陶瓷等新式刀具資料。

（4）有利于降低刀具本錢 由于刀桿運用壽命長，大大削減了刀桿的耗費和庫存量，簡化了刀具的管理作業(yè)，降低了刀具本錢。

2．可轉(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊特點與要求

（1）定位精度高 刀片轉(zhuǎn)位或替換新刀片后，刀尖方位的改變應(yīng)在工件精度允許的范圍內(nèi)。

（2）刀片夾緊可靠 應(yīng)確保刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合，經(jīng)得起沖擊和振蕩，但夾緊力也不宜過大，應(yīng)力分布應(yīng)均勻，以免壓碎刀片。

（3）排屑流通刀片前面上蕞好無障礙，確保切屑排出流通，并簡略觀察。

（4）運用便利轉(zhuǎn)化刀刃和替換新刀片便利、迅速。對小尺度刀具結(jié)構(gòu)要緊湊。 在滿意以上要求時，盡可能使結(jié)構(gòu)簡略，制作和運用便利。  

五、成形車刀 成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形外表的專用刀具，其刃形是依據(jù)工件廓形設(shè)計的，可用在各類車床上加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)體的成形外表。 用成形車刀加工零件時可一次構(gòu)成零件外表，操作簡便、生產(chǎn)率高，加工后能到達公差等級IT8～IT10、粗糙度為10～5μm，并能確保較高的互換性。但成形車刀制作較復雜、本錢較高，刀刃作業(yè)長度較寬，故易引起振蕩。 成形車刀首要用在加工批量較大的中、小尺度帶成形外表的零件。  

    工欲善其事，必先利其器，為了在車床上做杰出的切削，正確地預備和運用刀具是很重要的作業(yè)。不同的作業(yè)需要不同形狀的車刀，切削不同的資料要求刀口具不同的刀角，車刀和作業(yè)物的方位和速度應(yīng)有必定相對的關(guān)系，車刀自身也應(yīng)具有足夠的硬度、強度并且耐磨、耐熱。因而，怎么選擇車刀資料，刀具視點之研磨都是重要的考慮因素。  

車刀的品種和用處

    刀具原料的改進和開展是今天金屬加工開展的重要課題之一，由于杰出的刀具資料能有用、迅速的完結(jié)切削作業(yè)，并堅持杰出的刀具壽命。一般常用車刀原料有下列幾種：

1高碳鋼： 高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼，通過淬火硬化后運用，因切削中的沖突四很簡略回火軟化，被高速鋼等其它刀具所取代。一般僅合適于軟金屬資料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。  

2 高速鋼： 高速鋼為一種鋼基合金俗稱白車刀，含碳量0.7~0.85%之碳鋼中參加W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼資料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中發(fā)生的沖突熱可高達至6000C，合適轉(zhuǎn)速1000rpm以下及螺紋之車削，一般常用高速鋼車刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。  

3 非鑄鐵合金刀具： 此為鈷、鉻及鎢的合金，因切削加工很難，以鑄造成形制作，故又名超硬鑄合金，蕞具代表者為stellite，其刀具耐性及耐磨性及佳，在8200C溫度下其硬度仍不受影響，抗熱程度遠超出高速鋼，合適高速及較深之切削作業(yè)。  

4燒結(jié)碳化刀具： 碳化刀具為粉未冶金的產(chǎn)品，碳化鎢刀具首要成分為50%~90%鎢，并參加鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結(jié)合劑，再經(jīng)加熱燒結(jié)完結(jié)。碳化刀具的硬度較任何其它資料均高，有硬高碳鋼的三倍，適用于切削較硬金屬或石材，因其原料脆硬，故只能制成片狀，再焊于較具耐性之刀柄上，如此刀刃鈍化或崩裂時，能夠替換另一刀口或換新刀片，這種夠車刀稱為放棄式車刀。  

碳化刀具依國際標準(ISO)其切削性質(zhì)的不同，分成P、M、K三類，并別離以藍、黃、紅三種色彩來標識： P類適于切削鋼材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六類，P01為高速精車刀，號碼小，耐磨性較高，P50為低速粗車刀，號碼大，耐性高，刀柄涂藍色以辨認之。 K類適于切削石材、鑄鐵等脆硬資料，有K01、K10、K20、K30、K40五類，K01為高速精車刀，K40為低速粗車刀，此類刀柄涂以紅色以辨認。 M類介于P類與K類之間，適于切削耐性較大的資料如不?袗?等，此類刀柄涂以黃色來辨認之。

5 陶瓷車刀： 陶瓷車刀是由氧化呂粉未，添加少量元素，再經(jīng)由高溫燒結(jié)而成，其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高，可是由于質(zhì)脆，故不適用于非連續(xù)或重車削，只合適高速精削。  

6 鉆石刀具：作稿級外表加工時，可運用圓形或外表有刃緣的工業(yè)用鉆石來進行光制?？傻玫礁鼮闈櫥耐獗?，首要用來做銅合金或輕合金的精細車削，在車削時有必要運用高速度，蕞低需在60~100m/min，一般在200~300m/min。  

7 氧化硼：立方晶氧化硼(CBN)是近年來推廣的資料，硬度與耐磨性僅次于鉆石，此刀具適用于加工堅固、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金。  

車刀形狀及運用情形

在批量加工如圖1所示的高溫合金球形軸承內(nèi)球面時，原編制工藝道路為：粗加工→去應(yīng)力→精車內(nèi)球面→內(nèi)球面開安裝槽→探傷→查驗→油封。

為驗證工藝，實驗選用如圖2所示高速鋼尖刀（假定刀尖圓弧半徑為零），前角為0o，刃傾角為0o，調(diào)整刀尖與車床主軸反轉(zhuǎn)中心線等高，在新購精細數(shù)控車床上編程精車3件45鋼制內(nèi)球面φ19.15 0.0130   mm。

由于通用內(nèi)徑量具無法實施在線丈量內(nèi)球面φ19.15 0.0130   mm，所以在車床上選用改制專用測具（見圖3）檢測，直徑合格，經(jīng)三坐標丈量機復檢，直徑合格，球面概括度差錯為0.005mm（小于直徑公役一半），合格。

但將零件材料改為高溫合金GH605，刀具改為YW1硬質(zhì)合金尖刀后，用與高速鋼尖刀同樣的切削條件試車3件，經(jīng)三坐標查驗全部不合格，原因是球面概括度差錯為0.03～0.05mm，經(jīng)仔細觀察發(fā)現(xiàn)刀尖已磨損，且編程時沒有選用刀尖圓弧半徑補償程序。為此，改用如圖4所示SANDEVIK菱形可轉(zhuǎn)位機夾硬質(zhì)合金刀具VCMW070204加工，刀尖圓弧半徑為rε=0.4mm，前角為0o，刃傾角為0o，調(diào)整刀尖與車床主軸中心線等高，選用刀尖圓弧半徑補償程序編程，加工了3件，經(jīng)三坐標丈量查驗，3件全部不合格，原因是球面概括度差錯為0.015～0.02mm。至此，證明原工藝是不現(xiàn)實的。為了、經(jīng)濟批量加工，改用了如下工藝道路：粗加工→去應(yīng)力→精車內(nèi)球面→內(nèi)球面開裝配槽→用外球面形狀研磨具研磨內(nèi)球面達圖樣要求→探傷→查驗→油封。工藝改進后已成功加工出一批合格產(chǎn)品。

2.精車內(nèi)球面概括度超差問題

早在數(shù)控車床沒有普及的時代，用成型車刀精車之后再研磨的工藝辦法成功地加工出如圖5所示的球面上色量規(guī)（其技術(shù)要求是：環(huán)規(guī)按塞規(guī)上色修合，上色面積100%）?，F(xiàn)在數(shù)控車床替代了一般車床，數(shù)字程序替代了原來成型車刀，卻沒有加工出圖1所示的零件?，F(xiàn)剖析如下：

（1）精細球面加工工藝基礎(chǔ)。精細球面能夠看作是精細半圓（見圖6）繞經(jīng)過該半圓圓心的剖分線反轉(zhuǎn)一周構(gòu)成的反轉(zhuǎn)體。

在一般車床上用圓弧構(gòu)成型樣板刀加工時（見圖7），樣板刀圓弧半徑是所車球的半徑，樣板刀圓弧刃的圓心有必要準確調(diào)整到車床主軸反轉(zhuǎn)軸線上，且圓弧刃地點平面與車床主軸反轉(zhuǎn)中心線等高共面，才干車出精細圓球面。為了完成以上條件，照顧到加工對刀便利，通常調(diào)整圓弧樣板切削刃安裝高度，使圓弧刃地點平面與車床主軸反轉(zhuǎn)軸線等高（共面），再經(jīng)過車削丈量車出球面直徑，確保圓弧切削刃圓心坐落車床主軸反轉(zhuǎn)中心線上。

當圓弧刃地點平面與車床主軸反轉(zhuǎn)中心線共面但圓弧刃圓心與車床反轉(zhuǎn)中心間隔不為零時，車出的球面就不圓，而是橢球（見圖8）。

當圓弧刃平面平行于車床主軸反轉(zhuǎn)中心線，但高于或低于車床反轉(zhuǎn)軸線（即不共面）時，只要直徑大于所車球面的水平截面圓直徑，與圓弧刃構(gòu)成的圓位置重合時，才有或許車成圓球，但此刻所車球面直徑已大于要求直徑（見圖9）。

當圓弧構(gòu)成型切削刃或數(shù)控刀尖車出的軌道圓?。ㄒ韵潞喎Q母線圓弧）地點平面平行于車床主軸反轉(zhuǎn)中心線，但高于或低于車床主軸反轉(zhuǎn)中心線（以下簡稱車床軸線）時，即便母線圓弧半徑很準確且其圓心位置也準確坐落包括車床軸線的鉛垂面內(nèi)，假定圖樣要求球面半徑為R，母線圓弧地點平面與車床軸線間隔為H，則車出的球面半徑為（R2 H2）0.5mm，若為了確保球面半徑R持續(xù)進刀，則車成橢球（見圖10）。

總歸，有必要確保母線圓弧半徑和母線圓弧圓心準確調(diào)整到車床軸線上，且母線圓弧與車床軸線等高共面，才干車出預訂半徑的精細圓球，三者缺一不可。

（2）數(shù)控車床加工精細內(nèi)球面。首要調(diào)整車刀安裝高度使刀尖與數(shù)控車床軸線等高，當運用刀尖圓弧半徑為零（假定理想刀尖）的車刀編程時，使刀尖走過的圓弧軌道半徑等于球面半徑；當運用刀尖圓弧半徑不等于零的圓弧刀尖車刀加工時，運用刀尖圓弧半徑補償程序編程。對不具備刀尖圓弧半徑主動補償功用的經(jīng)濟型數(shù)控車床，假定圖樣要求球面半徑為R，刀尖圓弧半徑為rε，可選用刀尖圓弧圓心軌道編程，刀尖圓弧圓心編程半徑為（R－rε）。這樣切削球面時，圓弧切削刃逐點參加切削，母線圓弧半徑R相當于半徑為（R－rε）的圓等距rε后得出的（見圖11）。

當?shù)都馀c數(shù)控車床軸線不等高時，假如按母線圓弧圓心和車床軸線坐落同一鉛垂面準則進刀，在不考慮其他原因的狀況下車出的球面直徑差錯由公式（1）核算：

ΔR=(R2 H2)0.5－R （1）

式中，R為所車球面半徑，H為刀尖走過的母線圓弧平面高于或低于車床軸線的間隔。當R=19.15÷2＝9.575（mm），ΔR=0.013÷2=0.006 5（mm）。由公式（1）核算出H=0.35mm。也就是說，當?shù)都飧哂诨虻陀谲嚧草S線0.35mm時，車出的球面就超出公役帶。在批量生產(chǎn)高溫合金零件時，遍及運用可轉(zhuǎn)位不重磨機夾刀片，經(jīng)查閱SANDEVIK刀具手冊，精度等級為M的刀片厚度公役為±0.13mm，假定地一次將切削刃調(diào)整到與車床軸線等高，那么，當替換刀片時，如不調(diào)整刀尖高度，壞的狀況是刀尖與車床軸線間隔為0.26mm，其小于0.35mm，可見獨自由刀尖高度引起的球面差錯不會超出公役帶。

當?shù)都飧叨扰c車床軸線等高時，在不考慮機床進給空隙影響時，刀尖圓弧半徑差錯是影響球面加工的直接要素?？隙ǖ募獾妒遣淮嬖诘模俣ǖ都鈭A弧半徑為零的車刀耐用度很低，不適合批量加工高溫合金零件，選用刀尖圓弧半徑補償程序編程時，有必要輸入刀尖圓弧半徑數(shù)值，經(jīng)查閱SANDEVIK刀具手冊，仿形加工用圓弧切削刀具刀尖圓弧直徑2rε公役為±0.02mm。而SANDEVIK刀片VCMW070204，刀尖圓弧半徑為rε=0.4mm，沒有給出公役，查國標GB2078—87，刀片VCMW070204刀尖圓弧半徑為rε=0.4±0.10mm，數(shù)控系統(tǒng)主動將理想刀尖圓弧半徑補償?shù)侥妇€圓弧加工中，刀尖圓弧半徑差錯以1﹕1倍率影響到加工球面半徑差錯。經(jīng)過作圖與理論核算，能夠算出，在圖1所示軸向長度14mm范圍內(nèi)，包括在公役為0.006 5mm圓度公役帶內(nèi)理想圓弧半徑為R=9.575±0.013 9mm，當不考慮其他要素影響，按刀尖圓弧圓心R=（9.575－0.4）mm編程時，刀尖圓弧半徑有必要控制在rε=0.4±0.013 9mm。由此可推理，尖刀加工，刀尖磨損后刀尖圓角半徑有必要是rε≤0.013 9mm才有或許車出符合公役要求的內(nèi)球面，當?shù)都饽p至rε＞0.013 9mm時，將車出Z向偏長的橢圓形球面；假如運用圓弧刀尖刀具加工，刀具半徑有必要控制在rε=0.4±0.013 9mm，而刀片VCMW070204的刀尖rε=0.4±0.10mm，不符合球面的精度加工要求?？梢?，獨自由刀尖圓弧半徑引起的球面加工直徑差錯已超出球形軸承內(nèi)球面φ19.15 0.0130   mm的加工要求，假如運用刀片VCMW070204加工，有必要精修刀尖圓弧半徑精度，使得rε＜0.013 9mm。

（3）進給絲杠螺母副空隙對加工球面的影響?，F(xiàn)代數(shù)控車床遍及選用滾珠絲杠螺母副作為伺服進給執(zhí)行元件，盡管滾珠絲杠螺母副進行了預緊，在受載及運轉(zhuǎn)中不可避免會發(fā)生回程空隙。在編程時有必要引起注意，避免回程空隙引起形位差錯。在加工圖4所示零件時，能夠選用一段程序從A點車到C點，但車刀在經(jīng)過B點時，X軸進給由正向轉(zhuǎn)換為反向，反向脈沖使絲杠反轉(zhuǎn)，消除空隙所需的反轉(zhuǎn)沒有使車刀得到應(yīng)有的X反向進給，形成AB段與BC段形狀不對稱（見圖12），形成球面不圓。當回程空隙超越0.065mm時，車出的球面就超出

公役帶。因此，當車削精細球面時，假如車床回程空隙超越零件公役1/3，有必要編兩段程序，一段從A到B，另一段從C到B。這樣避免了圖12所示形狀差錯，但會發(fā)生如圖13所示由Z軸進給反向形成的形狀差錯，盡管左右是對稱的，但晦氣于球形研磨東西定心。

為此，在編程時選用積極補償?shù)霓k法，使圓弧AB段、CB段Z向各少進給0.005mm（沿X向少進給0.000 001 3mm），即便AB、CB兩端圓弧在B點相交，B點不再是圓的象限點，而是脫離象限點的圓上點，精車后橢球形狀如圖14所示。