PCBN刀具刃口处理特点及在切削加工中的影响

发布时间: 2020-06-04 发布者: 富耐克应用研究中心

正确地选择和应用刀具刃口处理被认为是成功制造和正确使用硬车刀具的基本要素之一。对于不同应用工况,刀刃处理有不同的处理形式和参数。刀具刃口处理是指刀片在精磨之后,涂层(若有)之前的一道工序,通过对刃口进行倒棱、钝化、平整、抛光等处理,从而提高刀具质量和提升刀具使用寿命。

1.刃口处理的形式和特点

通常刃口处理可以分为4大类:F型-不倒棱不钝圆,E型-钝圆不倒棱,T型-倒棱不钝圆,S型-倒棱加钝圆。4类刃口处理有着各自的物理、几何特点,对使用时的受力状态、刀-屑摩擦、切屑形态都有着不同的影响。

1.1 F型刃口处理。F型刃口处理,即不倒棱也不钝圆。这种刃口处理方式为锋利型,切削力小,剪切变形小,切削热较低,但切削刃强度低,刃口有初始缺陷,很少采用。

1.2 E型刃口处理。E型刃口处理,即不倒棱但钝圆。该刃型采用钝圆工艺,消除了刃口上的加工微缺陷,强化了刃口,增加了崩刀和裂纹的抗力。

1.3 T型刃口处理。T型刃口处理,即倒棱但不钝圆。通过倒棱处理,具有较好耐冲击性,对于要求减小切削力和公差要求高的情况,可替代S型刃口。

1.4 S型刃口处理。S型刃口处理,即倒棱+钝圆。此形式为最常见的刃口处理,也是硬车加工中的优先选择的刃型。 有着比T型更高的强度,更耐崩刃和开裂,更易于预测刀具寿命,可生产更稳定的工件表面质量。尤其适用于大切深情况和断续加工情况。

2.S型刃口处理在切削加工中的影响

在S型刃口处理中,倒棱的角度具有两面性,一方面,角度增加,可提高刀具强度,增加刀具的抗冲击性;但另一方面,刀具变钝,增加了切削热,对前刀面抗磨损不利。这是因为,角度增加,相当于更大负前角,因此剪切角变小,变形增大,形变热量高,所以对前刀面的磨损加快。同时,倒棱宽度也要适应加工参数的设置。倒棱宽度太小,会造成倒棱作用减弱,同时切屑与前刀面的摩擦在倒棱与原前刀面的交界处发生较快磨损。如果棱宽过大,会使切削力变大,并且延长了切屑与前刀面的摩擦距离,不利于刀具寿命。与此同时,钝圆的大小、 均匀性和加工方式也会对刀具表现有一定的影响。

PCBN刀具在硬车加工时,一般采用负前角和负倒棱处理,这样一方面能够使刀刃得到补强,同时也提高了刀具的耐磨性,在加工淬硬钢或者灰铸铁时,提供各自所需的不同的加工刃口强度。经金刚石砂轮刃磨后,刃口往往存在着不同程度的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。在切削过程中刀具刃口微观缺口极易扩展,加快刀具磨损和损坏。经负前角设计和负倒棱精磨,提高了刀具的强度,同时采用钝圆处理,消除了刃口上的加工微缺陷,两种处理方式,提升了刀具抗冲击强度,增加了刀具耐磨性,从而延长了刀具寿命。

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