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

其實(shí)，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(guò)平整、拋光、去毛刺等工序達(dá)到提高刀具質(zhì)量的目的。這其實(shí)是刀具在精磨之后，涂層之前的一道正常工序。一般來(lái)說(shuō)，刀具鈍化拋光的方式分為毛刷、噴砂、拖拽式拋光機(jī)，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(huì)經(jīng)過(guò)砂輪刃磨，但是刃磨加工會(huì)造成不同程度的微觀缺口。這就導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行高速切削的同時(shí)微觀缺口會(huì)極易擴(kuò)展，從而加快刀具的磨損和損壞。現(xiàn)代的切削技術(shù)中對(duì)刀具的穩(wěn)定性和精密性都有了嚴(yán)格要求，因此數(shù)控刀具在涂層前必須經(jīng)過(guò)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(shì)與目的

1.抵抗刀具物理磨損

在切削過(guò)程中刀具表面會(huì)被工件逐漸耗損，切削過(guò)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(guò)早喪失切削性能。

2.保持工件的光潔度

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

3.方便凹槽排屑

對(duì)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(shí)現(xiàn)更連貫的的切削加工。

數(shù)控機(jī)床的刀具在經(jīng)過(guò)鈍化拋光后，表面會(huì)留下許多小孔，在加工時(shí)這些小孔可以吸附更多的切削液，使得切削時(shí)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(guó)古人所說(shuō)“千里之堤，潰于蟻穴”，刀片刃口微觀缺口這個(gè)“蟻穴”雖小，卻影響刀具性能和壽命這個(gè)“千里之提”，是不可小視的大問(wèn)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(wú)論在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個(gè)方面都是可行的、有效的，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)切削加工水平的提高，縮小與國(guó)外刀具切削性能的差距。

圣戈班磨料磨具是世界500強(qiáng)圣戈班集團(tuán)旗下的分支機(jī)構(gòu)，作為磨料磨具行業(yè)的創(chuàng)新者，圣戈班設(shè)計(jì)、制造和銷售NORTON?（諾頓?）、NORTON?WINTER?（諾頓?溫特?）、FLEXOVIT?（富來(lái)維特?）等三大品牌的產(chǎn)品，為相關(guān)制造領(lǐng)域提供專業(yè)、和人性化的綜合磨削解決方案。主要產(chǎn)品有固結(jié)磨具、涂附磨具、工業(yè)超硬磨具、樹(shù)脂切割打磨片及建筑工業(yè)用金剛石產(chǎn)品和設(shè)備，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、鋼鐵、航空航天、軸承齒輪、鐵路、鑄造、機(jī)床工具、刀具、電子半導(dǎo)體、新能源及汽車售后等各種制造領(lǐng)域。

自1994年進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，圣戈班磨料磨具一直保持快速發(fā)展，目前已擁有5家生產(chǎn)工廠，1家磨削技術(shù)中心及700多名員工。憑借先進(jìn)的磨削及切割技術(shù)的應(yīng)用，圣戈班磨料磨具幫助工業(yè)制造領(lǐng)域的客戶提高生產(chǎn)力并呈現(xiàn)表現(xiàn)。

刀具目前正在向微精化發(fā)展，從小型、微型到毫微刀具，φ0.1mm的刀具已經(jīng)不再稀奇，對(duì)刀具刃口的要求也越發(fā)嚴(yán)苛。刀具在粗開(kāi)槽后，為達(dá)到更好的尺寸和精度，需要通過(guò)拋光工序來(lái)獲得更好的表面光潔度。拋光砂輪的粒度從D20、D10發(fā)展到D3、D1就是為了追求更的刃口質(zhì)量。

圣戈班Flute Polish砂輪是一款德國(guó)研發(fā)的橡膠結(jié)合劑砂輪產(chǎn)品，主要應(yīng)用于鉆頭類旋轉(zhuǎn)刀具的拋光應(yīng)用。Flute Polish砂輪采用圣戈班公司研發(fā)、富有彈性的橡膠結(jié)合劑，能夠非常好的貼合工件表面，輕松應(yīng)對(duì)各種較大拋光面積的工件表面；耐磨性好，能達(dá)到的鏡面拋光效果；能縮短拋光工序加工節(jié)拍，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低刀具加工的綜合成本。

應(yīng)用案例：硬質(zhì)合金刀具的開(kāi)槽磨削

砂輪規(guī)格：開(kāi)槽砂輪D54 Q-Flute2 拋光砂輪Flute Polish

磨床型號(hào)：Walter Helitronic Power

冷卻液：油

工件：硬質(zhì)合金鉆頭 φ10mm

開(kāi)槽磨削參數(shù)：

進(jìn)給速率：Vf=100mm/min

開(kāi)槽余量：Ae=3.5mm

砂輪線速度：Vc=18m/s

拋光加工參數(shù)：

進(jìn)給速度：Vf=150mm/min

拋光余量：Ae=0.02mm

砂輪線速度：Vc=22m/s

價(jià)值體現(xiàn)：

·工件有非常好的刃口品質(zhì)并達(dá)到鏡面拋光效果

·相比普通樹(shù)脂砂輪，拋光工序用時(shí)縮短50%以上

切削加工是包括機(jī)床、刀具、零件、夾具、工藝的多變量雜亂時(shí)變體系，切削參數(shù)對(duì)應(yīng)的切削狀況，以及獲取的加工作用遭到切削體系各個(gè)環(huán)節(jié)、眾多參數(shù)的影響，難以樹(shù)立標(biāo)準(zhǔn)一致的切削工藝體系模型來(lái)描繪和優(yōu)化工藝參數(shù)。作為刀具的首要供給方，刀具廠商往往選用折衷計(jì)劃，針對(duì)所供給的刀具和被加工目標(biāo)，為工藝人員引薦可用的切削參數(shù)或近似加工事例，不供給刀具壽數(shù)和加工作用猜測(cè)，多依靠實(shí)踐加工成果進(jìn)行粗略點(diǎn)評(píng)。

選用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行金屬切削加工，不只是航空航天制作業(yè)的首要金屬切削辦法，也在整個(gè)工業(yè)出產(chǎn)中占據(jù)干流。在數(shù)控切削辦法的革新中，出產(chǎn)質(zhì)量辦理也發(fā)生了很大的革新。傳統(tǒng)手工機(jī)床加工零件，獨(dú)自工序的加工質(zhì)量多依靠工人的技能，而在數(shù)控加工中，工藝人員不只需求負(fù)責(zé)工藝擬定，還要進(jìn)行數(shù)控加工程序編制、數(shù)控刀具挑選與工藝參數(shù)擬定。因而數(shù)控加工功率與加工質(zhì)量遭到數(shù)控刀具的影響顯著。

航空航天制作業(yè)的加工辦法以小批量、多種類混線加工為主，相關(guān)于大批量出產(chǎn)的轎車制作行業(yè)，在零件切削加工出產(chǎn)中，因?yàn)榱慵Y料的難加工和零件結(jié)構(gòu)的難加工特性，不只對(duì)高功用數(shù)控刀具有火急的需求，并且適宜的刀具辦理技能對(duì)數(shù)控出產(chǎn)質(zhì)量的進(jìn)步具有重要的含義和使用價(jià)值。

狹義上的刀具辦理技能只涉及刀具的物流辦理。在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)等批量化出產(chǎn)中使用的刀具辦理技能不只包括刀具的物流辦理，還包括刀具定義、切削參數(shù)、切削數(shù)據(jù)、刀具調(diào)整與刀具修磨、CAM接口、刀具用量猜測(cè)等。經(jīng)過(guò)刀具辦理技能的使用，能夠把量產(chǎn)中的刀具獨(dú)立出來(lái)，由專業(yè)化的刀具辦理服務(wù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行辦理，在出產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)完成刀具配送，下降出產(chǎn)本錢(qián)。針對(duì)航空航天制作業(yè)的特殊出產(chǎn)辦法，這種刀具辦理技能存在許多問(wèn)題。現(xiàn)在的航空航天企業(yè)都建有較為完善的CAPP、ERP和PDM等信息辦理體系，刀具相關(guān)的物流辦理功用現(xiàn)已具備?？墒堑毒呔哂衅涮厥庑裕诠に嚁M定實(shí)施中，不只需求知道刀具的形狀、尺寸，還要知道刀具適宜加工的資料和切削參數(shù)的挑選。

切削數(shù)據(jù)庫(kù)首要是為工藝人員擬定具體工藝計(jì)劃時(shí)，供給機(jī)床、刀具挑選計(jì)劃和優(yōu)化可行的加工參數(shù)。因?yàn)槲⒓?xì)銑削工藝體系涉及到機(jī)床、刀具、工件、工裝夾具、光滑冷卻等加工的各個(gè)環(huán)節(jié)，一起因?yàn)榧庸みM(jìn)程的動(dòng)態(tài)時(shí)變特性，蕞優(yōu)工藝參數(shù)往往不易確定。這也是現(xiàn)有金屬切削數(shù)據(jù)庫(kù)難以實(shí)用化的首要要素。

針對(duì)航空航天制作業(yè)的特殊性，高功用數(shù)控刀具的辦理技能應(yīng)包括刀具功用點(diǎn)評(píng)、刀具現(xiàn)場(chǎng)使用、刀具物流。

刀具功用點(diǎn)評(píng)辦法

隨著航空結(jié)構(gòu)件雜亂程度的不斷進(jìn)步，包括的難加工特征結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，以往經(jīng)過(guò)根底切削實(shí)驗(yàn)來(lái)選取的刀具在針對(duì)不同結(jié)構(gòu)特征時(shí)往往表現(xiàn)出顯著的功用差異。也就是說(shuō)，同一種刀具在切削加工不同的結(jié)構(gòu)特征時(shí)，往往會(huì)體現(xiàn)出較大差異的切削功用。

為了合理點(diǎn)評(píng)航空鈦合金結(jié)構(gòu)件銑削刀具的功用，和尋求適宜航空鈦合金結(jié)構(gòu)件的銑削刀具，有必要在了解和了解航空鈦合金雜亂結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)特色的根底上對(duì)其切削刀具功用進(jìn)行評(píng)判。

為進(jìn)行鈦合金銑削刀具的優(yōu)選和切削參數(shù)優(yōu)化，規(guī)劃了多種結(jié)構(gòu)的鈦合金測(cè)試件。圖1是參閱機(jī)床功用測(cè)試S形件規(guī)劃的一種基準(zhǔn)樣件，經(jīng)過(guò)定義一致的切削軌跡，不只能夠比照刀具的切削功用，還能進(jìn)行機(jī)床功用的測(cè)試，為切削參數(shù)的個(gè)性化點(diǎn)評(píng)供給了一種參閱辦法。

圖1 銑削刀具基準(zhǔn)測(cè)試件

如以刀具壽數(shù)、金屬切除率作為粗加工點(diǎn)評(píng)指標(biāo)，構(gòu)建刀具功用綜合評(píng)判模型，經(jīng)過(guò)實(shí)踐切削實(shí)驗(yàn)，比照評(píng)測(cè)了WSM35、WSM35S、WSP45和WSP45S 4種PVD氧化鋁涂層的銑刀，依據(jù)加工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的含糊隸屬度評(píng)測(cè)，切削S形區(qū)域時(shí)的功用依次為WSM35S、WSP45、WSP45S、WSM35；而切削不和槽腔時(shí)的功用依次為WSM35S、WSM35、WSP45、WSP45S。

選用基準(zhǔn)件進(jìn)行刀具功用點(diǎn)評(píng)，多項(xiàng)比照實(shí)驗(yàn)表明，可認(rèn)為工藝擬定供給更合理的切削參數(shù)。

刀具現(xiàn)場(chǎng)使用

刀具現(xiàn)場(chǎng)使用是指從工藝規(guī)劃開(kāi)始的刀具選型、切削參數(shù)、壽數(shù)猜測(cè)、磨損辦理、刀具調(diào)整和刀具替換等環(huán)節(jié)。

刀具選型的基本流程是依據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)、資料，經(jīng)過(guò)刀具樣本，獲取相關(guān)的刀具、刀柄、以及引薦切削參數(shù)。刀具選型的好壞對(duì)加工質(zhì)量、加工功率和加工本錢(qián)具有決定性影響，一起也會(huì)影響數(shù)控加工程序的編制。尤其是航空航天工業(yè)中常用的鈦合金、高溫合金等難加工資料，對(duì)刀具資料、刀片槽型以及切削參數(shù)較為靈敏，任何過(guò)錯(cuò)的搭配都會(huì)導(dǎo)致刀具磨損加重或者功率下降。因?yàn)榈毒哌x型多依靠于“知識(shí)”，瓦兒特早供給了TEC-CCS刀具辦理輔助軟件為用戶供給整體銑刀、孔加工的刀具主張；肯納金屬（肯納金屬關(guān)方網(wǎng)站，肯納金屬產(chǎn)品一覽）也推出了NOVOTM刀具辦理軟件，使用多種參數(shù)束縛的辦法為用戶供給刀具主張。上述軟件還能供給切削力和切削扭矩、功率的計(jì)算功用。

充分發(fā)揮高功用切削刀具的功用，不只需求依據(jù)加工目標(biāo)挑選適宜的刀具，并且需求在工藝編制進(jìn)程中為刀具配置合理的切削參數(shù)。因?yàn)榱慵跈C(jī)床上的切削加工是一個(gè)多變量雜亂時(shí)變進(jìn)程，必須要依據(jù)機(jī)床狀況、零件裝夾辦法、加工余量多少對(duì)刀具主張的切削參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

因?yàn)殁伜辖鸷透邷睾辖鹨子诩庸び不?，?yīng)選用適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量和切削深度，以堅(jiān)持切削在硬化層之下進(jìn)行。在使用淘瓷刀具切削高溫合金中，在車削時(shí)切削速度一般需求超過(guò)80m/min才能充分使用陶瓷和高溫合金的硬度差進(jìn)行切削；而在銑削中，切削線速度需求超過(guò)600m/min才能達(dá)到相似的作用；一起因?yàn)樘源傻毒叩拇嘈?，使用冷卻液或者微量光滑時(shí)，會(huì)因液體在刀具表面微裂紋中的脹大加重裂紋擴(kuò)張速度，加快刀具破損，應(yīng)盡量選用風(fēng)冷或者干切削辦法。

在實(shí)踐加工進(jìn)程中，刀具切削作用的反應(yīng)是刀具、切削參數(shù)改善以及刀具本錢(qián)操控的重要依據(jù)?，F(xiàn)有的車間出產(chǎn)辦理體系中，關(guān)于實(shí)踐刀具切削壽數(shù)、加工進(jìn)程動(dòng)態(tài)多為現(xiàn)場(chǎng)操作人員的口頭報(bào)告，假如進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算又會(huì)形成現(xiàn)場(chǎng)辦理工作量激增。怎么在出產(chǎn)中、及時(shí)、獲取相關(guān)刀具使用作用的數(shù)據(jù)，仍有待進(jìn)一步討論。

依據(jù)國(guó)內(nèi)航空航天制作業(yè)對(duì)數(shù)控切削零件質(zhì)量問(wèn)題的調(diào)查，大都質(zhì)量問(wèn)題是因?yàn)楹?jiǎn)略過(guò)錯(cuò)導(dǎo)致。如數(shù)控機(jī)床在加工大型零件的進(jìn)程中，因?yàn)榍邢饕簢娮ⅰF(xiàn)場(chǎng)噪聲等要素，操作人員忽略導(dǎo)致過(guò)錯(cuò)的刀具調(diào)用、刀具長(zhǎng)度過(guò)錯(cuò)、刀具過(guò)度磨損等問(wèn)題尤為常見(jiàn)。使用技能手段進(jìn)行此類防錯(cuò)處理具有較好的作用，如在車間樹(shù)立刀具配送體系，依據(jù)每臺(tái)機(jī)床當(dāng)天使命，供給刀具清單，由專門(mén)人員在刀具預(yù)調(diào)儀上進(jìn)行刀具丈量承認(rèn)后，配送至對(duì)應(yīng)機(jī)床刀庫(kù)，在程序中依照估計(jì)的刀具壽數(shù)進(jìn)行換刀提示。

刀具辦理體系

高功用切削刀具的首要目標(biāo)是在粗加工階段進(jìn)步金屬切除率，在精加工階段進(jìn)步表面質(zhì)量。在批量出產(chǎn)中，因?yàn)闄C(jī)床-工件的組合、出產(chǎn)率相對(duì)固定，刀具種類和耗費(fèi)數(shù)量易于計(jì)算，適宜于刀具辦理。但在航空航天制作業(yè)，小批量、多種類的混線出產(chǎn)，刀具種類和耗費(fèi)數(shù)量不易準(zhǔn)確計(jì)算，關(guān)于刀具辦理體系的使用具有較大難度。

刀具辦理體系不只要面向制作車間的物流辦理、刀具裝置調(diào)整、機(jī)床刀具配置等進(jìn)程進(jìn)行刀具相關(guān)數(shù)據(jù)辦理，一起還要在工藝編制進(jìn)程中供給刀具幾許數(shù)據(jù)、切削參數(shù)，以及在出產(chǎn)計(jì)劃編制進(jìn)程中的機(jī)床-工件-夾具-刀具匹配，并能進(jìn)行作用猜測(cè)。圖2是TDM刀具辦理體系的數(shù)據(jù)接口環(huán)境示意圖。