PCD刀具加工有色金屬是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的，不同的鋁合金其加工效果也不盡相同。PCD刀具一般采用鋒利切削刃，在刀具使用初期出現(xiàn)表面質(zhì)量差的現(xiàn)象，隨著刀具使用時間的增加，其加工質(zhì)量越來越好，這是由于PCD刀具在切削過程中鋒利刃口的逐漸鈍化所致。在切削加工中，刃口鈍化是影響刀具性能和壽命的重要因素。刀具經(jīng)刃磨后刃口會存在毛刺和微缺口，這種微缺口會影響刀具壽命和加工工件表面質(zhì)量。刃口鈍化能有效去除小的毛刺和微缺口，得到光滑均勻的切削刃，從而提高工件表面質(zhì)量。刃口光滑性的提高能有效預防積屑瘤的產(chǎn)生。鈍化能夠提高和改善刀具的抗拉強度和刃口韌性，增加刀具強度，從而提高刀具壽命，減小因峰刃缺陷而引起的初期不穩(wěn)定磨損。刀具在涂層之前需經(jīng)過鈍化處理，提高刀具表面光潔度，從而使涂層牢固。

圖1 刀具鈍化實驗裝置

　　目前關于鈍化的研究主要針對硬質(zhì)合金，而對于PCD刀具鈍化的研究較少。本文探索一種PCD刀具的鈍化方法及其對鋁合金加工表面粗糙度的影響。通過國產(chǎn)小型鈍化機對PCD刀片進行鈍化，并研究了鈍化加工參數(shù)對鈍化后刃口的影響，為選擇合理的鈍化加工參數(shù)提供參考。通過單因素試驗探究了鈍化對表面粗糙度的影響，研究分析了不同切削參數(shù)下鈍化刀具對車削1060鋁合金表面粗糙的影響規(guī)律。

刃口鈍化試驗研究

　　如圖1所示，本試驗鈍化設備為2MQ6712D小型可轉(zhuǎn)位刀片刃口鈍化機，用含金剛石磨料的盤刷對PCD刀具進行鈍化。采用特殊的裝夾方式進行鈍化，可以使鈍化后的刃口成倒圓形。鈍化后的刀片垂直于切削刃磨一個端面，從圖中可以看出鈍化后的刃口呈倒圓形（見圖2）。

圖2 鈍化后切削刃的剖面圖

　　小型可轉(zhuǎn)位刀片刃口鈍化機主要利用刀具與磨料刷的相對運動形成磨損，從而達到鈍化的目的。磨料刷對切削刃的磨損形式主要為磨料磨損，去除過程中切削刃的加工質(zhì)量和加工效率取決于尼龍絲對切削刃的碰撞作用。隨著轉(zhuǎn)速的提高和磨料顆粒的增大，磨料顆粒的動能增大，碰撞過程越劇烈。但過大的轉(zhuǎn)速和磨料顆粒在鈍化過程中會導致切削刃崩刃或者崩塊，降低了切削刃的表面質(zhì)量。通過試驗發(fā)現(xiàn)，選擇合適的轉(zhuǎn)速和磨料顆粒在保證加工效率的同時有利于提高切削刃的鈍化質(zhì)量。因此本試驗選用絲徑4mm含800目金剛石磨料的磨料刷，轉(zhuǎn)速800r/min，切削刃和磨料刷接觸長度為2mm，在該條件下能夠得到較好表面質(zhì)量的切削刃。圖2為切削刃鈍化后的微觀形貌，從圖中可以看出選擇上述鈍化加工參數(shù)得到的鈍化后的刃口很光滑均勻，隨著鈍化時間的改變可以得到不同大小的鈍化半徑。

　　通過圖2和圖3可以看出，利用國產(chǎn)小型可轉(zhuǎn)位刀片刃口鈍化機，采用特殊的裝夾方式并選用合理的鈍化加工參數(shù)對PCD刀片進行鈍化，可以得到光滑均勻的倒圓刃。

圖3 鈍化后的切削刃的形貌

單因素切削試驗

　　在相同的切削條件下，采用相同切削參數(shù)對比鈍化與未鈍化的PCD刀具車削1060鋁合金材料對表面粗糙度的影響規(guī)律。為了進一步研究切削深度對鈍化刀具所形成表面粗糙度的影響，選用較小切削深度參數(shù)分析切削深度對表面粗糙度的影響。

1.試驗條件

　　機床參數(shù)：SK50P/750型數(shù)控車床；工件材料：1060鋁合金，工件尺寸Φ70mm×250mm圓棒；刀桿型號：SDJCR2525M11；刀片參數(shù)：PCD刀片型號DCMW11T304，粒度約10μm。測量儀器：車削后工件的表面粗糙度的測量采用觸針式表面粗糙度儀（時代TR200），取樣長度2.5mm，取樣數(shù)量5，在不同位置取5次樣計算平均值。PCD刀具的主要幾何參數(shù)如表1所示。

表1 PCD車刀的主要幾何參數(shù)

2.試驗方案

　　采用鈍化和未鈍化兩種PCD車刀車削工件外圓，選取的刀具鈍化值約為18μm。冷卻方式為乳化液冷卻，切削參數(shù)及測量結果如表2和表3所示，鈍化和未鈍化刀具均采用此組參數(shù)。

試驗結果分析

1.不同切削參數(shù)下PCD刀具鈍化對表面粗糙度的影響分析

表2 切削參數(shù)及實驗結果

　　根據(jù)表2中所得的試驗結果繪制各參數(shù)對表面粗糙度影響圖，圖4為鈍化和未鈍化兩種刀具切削速度對表面粗糙度的影響，可見，鈍化刀具加工工件表面粗糙度總體低于未鈍化刀具。鈍化和未鈍化刀具加工工件表面粗糙度都隨切削速度的增大而增大，但增大幅度很小。

圖4 鈍化和未鈍化刀具切削速度對表面粗糙度的影響

　　圖5為鈍化和未鈍化兩種刀具進給量對表面粗糙度的影響。從圖中可以看出，鈍化和未鈍化刀具隨著進給量的增加表面粗糙度呈增大趨勢，且增大的幅度較大。在進給量較小時，鈍化和未鈍化刀具車削所形成表面粗糙度區(qū)別不大；隨著進給量的增大，鈍化對表面粗糙度的影響越來越明顯，在進給較大時鈍化刀具車削所形成表面粗糙度明顯小于未鈍化刀具。

圖5 鈍化和未鈍化兩種刀具進給量對表面粗糙度的影響

　　圖6為鈍化和未鈍化兩種刀具切削深度對表面粗糙度的影響。從圖中可以看出，鈍化刀具加工工件表面粗糙度總體低于未鈍化刀具。在0.1-06mm切削深度范圍內(nèi)，切削深度對表面粗糙度影響不大。

圖6 鈍化和未鈍化兩種刀具切削深度對表面粗糙度的影響

　　由上述分析可知，PCD刀具車削1060鋁合金時進給量對表面粗糙度的影響，速度和切削深度對表面粗糙度的影響較小。在不同切削參數(shù)下鈍化后的刀具所形成表面粗糙度低于未鈍化刀具，隨著進給量的增大鈍化對表面粗糙度的影響越來越大。這是由于鈍化后的刀具在刃口處形成了一個光滑均勻的倒圓刃，消除了刃磨后的微缺口，同時由于鈍化半徑的存在對已加工表面起擠壓修光作用，因此鈍化后的刀具車削所形成的工件表面質(zhì)量更高。

2.鈍化刀具在小切削深度時對表面粗糙度的影響

　　通過分析可知，在所選的切削深度范圍內(nèi)，切削深度對表面粗糙度基本沒有影響。為了進一步研究切削深度對鈍化刀具車削形成的表面粗糙度的影響規(guī)律，采用小切削深度，研究鈍化對車削所形成的表面粗糙度的影響。測量結果見表3。

表3 小切削深度參數(shù)對表面粗糙度的影響

　　根據(jù)表3中實驗結果繪制切削深度對表面粗糙度影響規(guī)律如圖7所示。從圖中可以看出，在切削深度為20μm時，鈍化刀具所形成表面粗糙度比同一條件下其他切削深度所形成的表面粗糙度低，未鈍化刀具沒有此現(xiàn)象?？梢姡斍邢魃疃燃s為20μm時，鈍化半徑對表面粗糙度的影響比較明顯。

圖7 小切削深度對表面粗糙度的影響

小結

（1）采用特殊的裝夾方式，在合理的加工參數(shù)下通過國產(chǎn)小型鈍化機作鈍化處理后，可以得到光滑均勻的正倒圓切削刃。

（2）PCD刀具車削1060鋁合金時，進給量對表面粗糙度的影響，切削速度和切削深度對表面粗糙度的影響較小。在相同切削條件下，使用相同切削參數(shù)鈍化刀具車削1060鋁合金所獲得的表面粗糙度低于未鈍化刀具。隨著進給量的增大，鈍化對表面粗糙度的影響越來越大，在進給量較大時鈍化刀具車削所形成表面粗糙度明顯小于未鈍化刀具。刀具經(jīng)鈍化后消除了刃口毛刺和微刃口，同時在刃口處形成一個倒圓形刃口半徑。刃口半徑的存在對工件已加工表面起到了擠壓修光作用，提高了工件表面質(zhì)量。

（3）鈍化刀具在切削深度為20μm時加工獲得的表面粗糙度低于其他切削深度，鈍化對表面粗糙度的影響比較明顯。

國產(chǎn)數(shù)控刀具蕞大優(yōu)勢是“性價比高”，質(zhì)優(yōu)價廉、靠近出產(chǎn)、經(jīng)濟適用。國產(chǎn)刀具向用戶傳遞自己的優(yōu)勢理念是：以質(zhì)優(yōu)價廉供給高切削出產(chǎn)功率，降低總制作本錢。

切削技能落后是金屬加工職業(yè)功率低下的首要原因之一。高功率的數(shù)控設備運用低性能的切削，不能充分發(fā)揮設備優(yōu)勢，相反還會形成更大的資源浪費。曾經(jīng)，我們一說到數(shù)控，首先想到的就是價格昂貴的國外品牌，一些產(chǎn)品附加值較低的企業(yè)難以承受。受此影響，數(shù)控首要使用于數(shù)控機床的精加工階段，大多數(shù)普通機床依然運用廉價的焊接，正常磨損后，進行屢次重磨。磨刀難，磨好刀更難，操作者除了熟練掌握磨刀辦法與操作要領，還要有很高的領悟才干領會其中的微妙。十年苦功，上千把車刀鑄就一名高擋車工。老師傅在磨刀方面確實堆集了很多經(jīng)歷和技巧，一把普通的焊接車刀磨完后鐾一次，可以連續(xù)運用十幾個小時，比數(shù)控刀片還耐用，但這樣的技能工人畢竟是百里挑一。

此外，在現(xiàn)代企業(yè)以流水線為主的出產(chǎn)模式中，工序之間的聯(lián)接沒有一點空隙，能夠靜下心來磨刀，是件困難的事。因而，恰當加大投入，將出產(chǎn)工人從繁瑣的磨刀勞動中解放出來，集中精力、聚精會神地操作機床是進步出產(chǎn)功率的要害一步。

隨著商場競爭的日趨激烈，通用機械加工職業(yè)的贏利越來越薄。盡管數(shù)控帶來的正價值，遠遠超越為此添加的本錢，以精打細算起家的民營企業(yè)，依然期望以少的耗費交換蕞大的效益。在滿意加工要求的前提下，他們會盡量挑選低價位的。國產(chǎn)數(shù)控起步較晚，盡管展開快，但是在高新技能和制作工藝上仍和國外存在一定距離，不過全體上有著明顯的優(yōu)勢：價格合理、供貨及時、用戶可以面對面地與制作商交流經(jīng)歷，一起探討運用中遇到的困惑和處理辦法;按照自己的目的定制各種非標等等，這些優(yōu)勢都是企業(yè)關注的焦點。

以數(shù)控機床為主的精細切削中，毛坯余量很小，進給量也不可能放的太快，進步出產(chǎn)功率的首要途徑就是高速切削，這恰恰是一些涂層的強項。一些質(zhì)量過硬的國產(chǎn)，歷經(jīng)風雨崎嶇，商場占有率有了很大提高，以安穩(wěn)的切削性能贏得用戶的青睞。為了滿意不同職業(yè)的用戶要求，制作商也競相供給的和配套的效勞。與國外品牌相比，國產(chǎn)的蕞大特點是性價比高、有用性墻、效勞周到，代表著同職業(yè)先進的切削技能和制作工藝。國產(chǎn)在金屬加工范疇的中小企業(yè)中有著很好的商場和展開空間，越來越多的用戶與當?shù)厣陶归_技能交流和項目合作，在新產(chǎn)品開發(fā)和制作進程中獲取相關的計劃與技能支持。

每一種產(chǎn)品都有著自己的加工特征和切削規(guī)律，不選貴的，只選有用的，合適自己的就是蕞好的。在出產(chǎn)條件允許的情況下，廣泛運用國產(chǎn)，可以節(jié)約很多的費用，這些都是工廠的贏利。有些鍛造毛坯和特殊工序，也沒有必要選購高價位的。根據(jù)金屬加工的經(jīng)歷，在新產(chǎn)品試制進程中，有70%的損壞都是由于各種外在原因形成的，磨損程度遠沒有到達正常的運用壽命。將國產(chǎn)刀具的杰出性能和歸納優(yōu)勢，計算成用戶看得見的出產(chǎn)功率和經(jīng)濟效益，這筆賬算得越清楚，用戶的購買力就越充分，等到用戶承受了自己的切削理念，國產(chǎn)的遍及使用就成功了一半。

國產(chǎn)刀具蕞大的優(yōu)勢是靠近出產(chǎn)，經(jīng)濟適用。上世紀50年代，技工大師們發(fā)明的群鉆和75°強力車刀，都創(chuàng)造了切削施上的奇跡。國產(chǎn)在規(guī)劃和制作進程中，通過學習同職業(yè)的先進技能，融入工廠的實踐經(jīng)歷，不斷開發(fā)出適應性更強的專用。每一款新產(chǎn)品的上市，都將帶動相關范疇的切削技能躍上一個新的臺階。正是依靠這種從實際出發(fā)，為用戶效勞的理念，國產(chǎn)在研制進程和結構創(chuàng)新中不斷堆集經(jīng)歷，與用戶互利共贏。以、有用的切削技能，推動機械加工職業(yè)的快速展開。

刀具刃口鈍化是一個不被普遍重視，而又十分重要的問題。它之所以重要就在于：經(jīng)鈍化后的刀具能有用進步刃口強度、進步刀具壽數(shù)和切削進程的穩(wěn)定性。

大家知道刀具是機床的“牙齒”，影響刀具切削功能和刀具壽數(shù)的首要因素，除了刀具資料、刀具幾許參數(shù)、刀具結構、切削用量優(yōu)化等，通過很多的刀具刃口鈍化試驗顯現(xiàn)：一個好的刃口型式和刃口鈍化質(zhì)量也是刀具能否多快好省進行切削加工的條件。

何謂刀具刃口鈍化？

刀具鈍化是指刀具或刀片在精磨之后，涂層之前的一道工序，通過對刀具進行去毛刺、平整、拋光的處理，從而進步刀具質(zhì)量和延伸使用壽數(shù)。其名稱現(xiàn)在國內(nèi)外尚不一致，有稱“刃口鈍化”、“刃口強化”、“刃口珩磨”、“刃口準備”或“ER（Edge

Radiusing）處理”等。

為什么要進行刀具刃口鈍化？

經(jīng)一般砂輪或金剛石砂輪刃磨后的刀具刃口，存在程度不同的微觀缺口(即細小崩刃與鋸口)。前者可用肉眼和一般放大鏡觀察到，后者用100倍(帶0.010mm刻線)顯微鏡能夠觀察到，其微觀缺口一般在0.01-0.05mm，嚴重者高達0.1mm以上。在切削進程中刀具刃口微觀缺口極易擴展，加快刀具磨損和損壞。

現(xiàn)代高速切削加工和自動化機床對刀具功能和穩(wěn)定性提出了更高的要求，特別是涂層刀具在涂層前必須通過刀口的鈍化處理，才干保證涂層的牢固性和使用壽數(shù)。  

刀具鈍化的意圖

刃口鈍化技術，其意圖就是處理刃磨后的刀具刃口微觀缺口的缺點，使其鋒值削減或消除，到達圓滑平整，既尖利堅固又經(jīng)用的意圖。

常見刃口方式

銳刃

【銳刃】刃磨前、后刀面相交而自然構成的稅刃，其刃口尖利、強度差、易磨損。一般用于精加工刀具。  

倒棱刃

【倒棱刃】在刃口鄰近前刀面上，刃磨出很窄的負前角棱邊，大大進步了刃口的強度。用于粗加工和半精加工等刀具。

消振棱刃

【消振棱刃】在刃口鄰近的后刀面上磨出一條很窄的負后角棱邊，切削時增大刀具與工件的觸摸面積，消除切削進程振蕩。用于工藝體系剛性不足時所用的單刃刀具。

百刃

【百刃】在刃口鄰近的后刀面上磨有一條后角為0°的窄邊或刃帶，可起到支撐導向和擠壓光整作用，用于鉸刀、拉刀等多刃刀具。

倒圓刃

【倒圓刃】在對口上刃磨或鈍化成必定參數(shù)的圓角，添加刃口強度，進步刀具壽數(shù)，用于各種粗加工和半精加工的可轉(zhuǎn)位刀具。

刃口鈍化形狀

刃口鈍化幾許形狀，對刀具壽數(shù)有很大影響：一種為圓弧刃，一種為瀑布型刃。

undefined

圓弧形刃口

瀑布型刃口

【圓弧型刃口】在刃口轉(zhuǎn)角處構成對稱圓弧，占80%以上的刀具所采用，適用于粗精加工。

【瀑布型刃口】在刃口轉(zhuǎn)角處的頂面與側面比率一般為2:1，為不對稱圓弧，適用于惡劣的沖擊性加工。

刀具鈍化的首要效果

刃口的圓化：去除刃口毛刺、到達準確一致的倒圓加工。

刃口毛刺導致刀具磨損，加工工件的表面也會變得粗糙，經(jīng)鈍化處理后，刃口變得很潤滑，極大削減崩刃，工件表面光潔度也會進步。

對刀具凹槽均勻的拋光，進步表面質(zhì)量和排削功能。

槽表面越平整潤滑，排屑就越好，就可完成更高速度的切削。一起表面質(zhì)量進步后,也減小了刀具與加工資料咬死的危險性。并可削減40%的切削力，切削更流通。

鈍化參數(shù)的選擇

通過刀片刃口鈍化機的研制和生產(chǎn)使用實踐，開始掌握了一些規(guī)則。針對不同加工條件，選擇刃口型式和鈍化參數(shù)十分重要。由于刀片材質(zhì)不同，加工條件不同，所選用的刃口型式和刃口鈍化形狀的參數(shù)也不同，否則達不到延伸刀具壽數(shù)的預期效果。見如下參數(shù)推薦表：

與國外刃口鈍化參數(shù)相對照，占70%刀具鈍化值是在0.0254-0.0762之間。蕞大值：0.127-0.2032mm。蕞小值： 0.0127mm。即使鈍化那么小，也明顯地強化了刀具刃口。

從很多的刃口鈍化實踐經(jīng)驗證實：

1）刃口不必定越尖利越好，也不必定是越鈍越好。針對不同加工條件確定不同鈍化值才是蕞好。

2）刃口鈍化與刃口型式相結合，是普遍有用進步刃口強度和進步刀具壽數(shù)下降刀具費用的辦法。

3）用微粉砂輪刃磨負倒棱，其微觀缺口小(可達0.005-0.010mm)，加上小鈍化參數(shù)(0.010-0.030mm),使刃口即尖利堅固又經(jīng)用。

涂層的拋光

去除刀具涂層后發(fā)生的杰出小滴，進步表面光潔度、添加潤滑油的吸附。

涂層后的刀具表面會發(fā)生一些細小的杰出小滴，進步了表面粗糙度，使得刀具在切削進程簡單發(fā)生較大的摩擦熱，下降切削速度。通過鈍化拋光后，小滴被去除，一起留下了許多小孔，在加工時可以吸附更多的切削液，使得切削時發(fā)生的熱量大大削減，可以極大得進步切削加工的速度。