用合理制备切削刃的刀具加工工件过渡区

在工件过渡区（即淬硬表层与经部分淬硬的工件本体的过渡区域）的加工中,由于被加工结构具有不同的特性，因此刀具切削刃必须满足复杂的、有时是相互矛盾的性能需求。例如，在切削变形程度不大的淬硬工件材料时，为了达到适当的切削刃稳定性，对刃口进行钝化处理被证实是有益的。另一方面，由于未淬硬材料在切削时具有较大的弹塑性变形，需要采用锋利的切削刃加工。因此，需要的刀具切削刃形貌应能低成本、高质量地加工具有软、硬两个不同部分的工件。迄今为止，关于在加工具有表面淬硬层和局部淬硬的工件时，刀具切削刃的微观几何形貌、制备方法、技术参数与加工结果之间的关系的相关知识一直比较欠缺。本文专门针对这一问题进行了深入研究。 由于经济上或功能、技术上的原因，越来越多的工件采用了局部淬硬的处理方式。例如，在汽车、航空航天工业或机器制造业中，一些特殊的加工应用意味着必须对加工过程进行深入研究，以便在加工工件的表面层与局部淬硬材料的过渡区时，通过构建有效的加工系统和选择适当的加工参数，获得可重复的最佳加工效果。其结果是（尤其在考虑刀具切削刃的微观几何形貌时），专用刀具及其附属技术的有效性（包括切削刃的制备和刀具的刀片技术）正变得极其重要。本文介绍了在建立切削刃微观几何形貌、加工条件与加工结果之间的关系上所做的工作，以及获得的主要成果。作为项目的目标参数，产品质量与经济指标同样重要。 切削刃的制备 切削刃的制备方法包括毛刷技术、在磁场中进行表面精加工，以及在专用喷砂机中进行喷砂处理等。 本文的研究对象是方形刀片（S型几何形状）和切槽刀片。研究的刀具材料为两种聚晶立方氮化硼（CBN或PCBN）牌号和一种陶瓷牌号。在最先进行的试验中，首先确定了修改刀片几何参数和刀具材料的技术范畴，然后，根据确定为合适的参数组合来制备刀片的切削刃，继而通过切削试验对这些刀片的加工效果进行研究。其后，采用具有相应参数组合（它们确定了加工工艺）的每一种刃口制备方法，得到至少两种不同的切削刃条件。将用这种制备方法获得的切削刃的半径和表面粗糙度与初始条件（磨后刀片）以及市场上销售的切削刀片进行了比较，从比较结果可知，采用不同的制备方法和加工条件，获得的切削刃微观几何形貌也不相同。