車(chē)刀的刃磨與裝夾

車(chē)刀裝置狀況的好壞直接影響到被加工零件的尺度精度和外表粗糙度，假如我們不留意車(chē)刀的正確裝置，就會(huì)降低切削效果，乃至損壞刀具和工件。

1.車(chē)刀裝夾的基本要求

　?。?）車(chē)刀不能伸出刀架太長(zhǎng)，在滿(mǎn)意車(chē)削的狀況下，盡可能伸出短些。因?yàn)檐?chē)刀伸出過(guò)常，刀桿剛性相對(duì)削弱，簡(jiǎn)單發(fā)生振蕩，使車(chē)出的工件外表光潔度差。一般車(chē)刀伸出的長(zhǎng)度不超越刀桿厚度的2倍。切槽刀車(chē)刀伸出的長(zhǎng)度比槽深多2～3mm。 堵截刀車(chē)刀伸出的長(zhǎng)度比工件壁厚多2～3mm。 　

　（2）車(chē)刀刀尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工件的中心。車(chē)刀裝置得過(guò)高或過(guò)低都會(huì)引起車(chē)刀視點(diǎn)的變化而影響正常切削。

　?。?）車(chē)刀刀桿應(yīng)與車(chē)床主軸軸線(xiàn)垂直 。

　?。?）裝車(chē)刀用的墊片要平整，盡可能地用厚墊片以削減片數(shù)，一般只用2～3片。如墊刀片的片數(shù)太多或不平整，會(huì)使車(chē)刀發(fā)生振蕩，影響切削。各墊片應(yīng)墊在在刀桿正下方，前端與刀座邊際齊。

　?。?）裝上車(chē)刀后，要緊固刀架螺釘，一般要緊固兩個(gè)螺釘。緊固時(shí)，應(yīng)運(yùn)用專(zhuān)用扳手輪換逐一擰緊。不必加力桿，避免使螺釘受力過(guò)大而損害。

　　為進(jìn)步車(chē)削作業(yè)效率，刃磨車(chē)刀時(shí)充分考慮刀具各刃的綜合應(yīng)用，車(chē)刀裝置在刀架上，在不滾動(dòng)或少滾動(dòng)刀架的狀況下完結(jié)盡量多的作業(yè)。下面介紹幾種批量生產(chǎn)時(shí)車(chē)刀的裝夾方法。

2. 車(chē)刀的裝夾方法

　?。?）如圖1所示，工件需求車(chē)外圓、車(chē)端面、倒角，假如只用一把車(chē)刀需求滾動(dòng)刀架。

　　若把車(chē)刀前面磨成如圖2所示，在不滾動(dòng)刀架的狀況下就能夠完結(jié)車(chē)外圓、車(chē)端面、倒角作業(yè)。

　?。?）如圖3所示，工件需鉆孔、孔口倒角。一般狀況下需求麻花鉆、外圓車(chē)刀、孔口倒角用車(chē)刀、450偏刀（或?qū)⑼鈭A車(chē)刀偏轉(zhuǎn)車(chē)端面）

　　若將車(chē)刀前面磨成如圖4，車(chē)端面時(shí)，從工件外圓車(chē)至工件中心，在工件中心處縱向移動(dòng)2.7mm，然后中滑板退刀進(jìn)行孔口倒角至要求，然后削減刀具裝夾，削減作業(yè)程序，進(jìn)步效率。

　?。?）如圖5所示，軸上切槽、槽的兩端倒角。一般狀況下需求切槽刀，而且需求偏轉(zhuǎn)刀架倒角，而左端的倒角很簡(jiǎn)單碰到卡盤(pán)，極不安全。若將切槽刀左右刃別離刃磨來(lái)契合倒角要求（如圖6的車(chē)刀前面圖），不需求偏轉(zhuǎn)刀架即可完結(jié)切槽、倒角的作業(yè)。

　?。?）如圖7所示，工件需求車(chē)外圓、車(chē)端面、切槽、倒角、倒圓。將車(chē)刀前面刃磨成如圖8所示，不滾動(dòng)刀架的狀況下一次完結(jié)一切操作。AD刃車(chē)外圓，AB刃起修光效果。AB刃切端面挨近中心時(shí)DE刃倒圓。AB刃切槽時(shí)，BC刃倒角。

　?。?）如圖9所示，對(duì)管材孔口倒角和端面倒角?？蓪④?chē)刀前面刃磨成如圖10所示。車(chē)刀裝在刀架上，調(diào)理固定好中滑板方位。經(jīng)過(guò)小滑板調(diào)理軸向倒角的巨細(xì)。能夠只動(dòng)小滑板完結(jié)孔口倒角和端面倒角。

　　（6）如圖11所示的導(dǎo)管。

　　按照如圖12所示下料。備料時(shí)兩切槽刀裝夾于刀架上。右端切槽刀用于切端面、定位。左端切槽刀用于堵截。兩刀刃切削距離28mm，然后確保中滑板進(jìn)刀一次完結(jié)下料作業(yè)。

　?。?）在普車(chē)上下料：將鋸片式銑刀裝在刀桿上，裝夾于自定心卡盤(pán)上。如圖13所示，將夾具裝夾于刀架上，上孔穿工件并用內(nèi)六角螺母鎖緊，下孔穿限位資料并用內(nèi)六角螺母鎖緊（以便快速確定資料尺度）。中滑板進(jìn)刀即可完結(jié)下料作業(yè)，然后將車(chē)床改為簡(jiǎn)易銑床用。

3.刃磨留意事項(xiàng)

　　批量生產(chǎn)機(jī)遇夾車(chē)刀不一定滿(mǎn)意車(chē)削要求，一般要根據(jù)圖樣要求自己刃磨車(chē)刀，刃磨時(shí)應(yīng)留意以下幾方面：

　　（1）砂輪的挑選：氧化鋁砂輪（白色）適用于刃磨高速鋼車(chē)刀和硬質(zhì)合金車(chē)刀的刀桿部分。（綠色）碳化硅砂輪適用于刃磨硬質(zhì)合金車(chē)刀刀頭。粗磨時(shí)挑選較粗的磨粒能夠進(jìn)步生產(chǎn)率。精磨時(shí)挑選較細(xì)的磨粒能夠減小外表粗糙度。

　?。?）砂輪的修整：刃磨前用砂輪刀、砂條或金剛筆對(duì)砂輪外表進(jìn)行修整，在修整時(shí)稍加壓力并來(lái)回移動(dòng)。

　?。?）車(chē)刀高低有必要控制在砂輪水平中心。刀尖上翹約3°～8°，車(chē)刀觸摸砂輪應(yīng)作左右方向水平移動(dòng)。當(dāng)車(chē)刀脫離砂輪時(shí),刀尖需向上抬起,以防磨好的刀刃被砂輪碰傷。磨主后邊時(shí),刀桿尾部向左偏過(guò)一個(gè)主偏角的視點(diǎn),磨副后角時(shí),刀桿尾部向右偏過(guò)一個(gè)副偏角的視點(diǎn)。修磨刀尖圓弧時(shí)，通常以左手握車(chē)刀前端為支點(diǎn)，用右手滾動(dòng)車(chē)刀尾部。

　?。?）刃磨車(chē)刀時(shí)，雙手握車(chē)刀，輕靠砂輪旋轉(zhuǎn)外表，并作水平方向的左右緩慢移動(dòng)，避免砂輪外表呈現(xiàn)凹坑，直至刃磨視點(diǎn)完結(jié)。

　　（5）刃磨硬質(zhì)合金車(chē)刀時(shí),不可把刀頭部分放入水中冷卻,以防刀片突然冷卻而碎裂。 刃磨高速鋼車(chē)刀有必要隨時(shí)沾水冷卻，以防退火。

　　（6）粗磨:磨主后邊，一起磨出主偏角及主后角；磨副后邊, 一起磨出副偏角及副后角；磨前面,一起磨出前角及刃傾角。

　?。?）精磨：修磨前面、修磨主后邊和副后邊、修磨刀尖圓弧。

　　（8）研磨：經(jīng)過(guò)刃磨的車(chē)刀，其切削刃有時(shí)不行平滑，這時(shí)用油石加少量機(jī)油對(duì)切削刃進(jìn)行研磨，能夠進(jìn)步刀具耐用度和工件外表的加工質(zhì)量。研磨時(shí)將油石與刀面貼平，然后將油石沿刀面上下或左右移動(dòng)。研磨時(shí)要求動(dòng)作平穩(wěn)，用力均勻，不能破壞刃磨好的刃口。

　?。?）經(jīng)過(guò)目測(cè)法、樣板法、視點(diǎn)測(cè)量?jī)x查看刀具是否契合要求，也能夠進(jìn)行試車(chē)查看。批量生產(chǎn)時(shí)將車(chē)刀刃磨成契合圖樣車(chē)削要求，在不滾動(dòng)刀架或少滾動(dòng)刀架的狀況下完結(jié)盡量多的作業(yè)能蕞大極限的進(jìn)步加工效率。但對(duì)操作者要求較高，需求在作業(yè)中不斷加以總結(jié)進(jìn)步。

1.問(wèn)題提出

試制時(shí)規(guī)劃制作了圖2所示的小端鉆模，在搖臂鉆床Z35上加工噴油器體的3mm×φ2.5mm斜油孔。先用小端鉆模引鉆出3mm×φ2.5mm孔點(diǎn)位，再將全能分度頭傾斜一定視點(diǎn)，裝夾噴油器體大端法蘭，別離將待鉆孔位旋轉(zhuǎn)到低點(diǎn)，順次鉆出3mm×φ2.5mm斜油孔與已鉆3mm×φ3mm長(zhǎng)油孔貫穿。

圖2  小端鉆模

試制時(shí)按此辦法加工的3mm×φ2.5mm斜油孔與φ3mm孔接通狀況不好。工藝上要求用φ1.5mm鋼絲檢測(cè)貫穿油孔，φ1.5mm鋼絲應(yīng)能穿過(guò)銜接油孔。咱們對(duì)試制的這批噴油器體斜油孔貫穿狀況進(jìn)行全數(shù)檢查，φ1.5mm鋼絲不能穿過(guò)的孔位超越50%。

咱們剖析了斜油孔接通狀況不好的主要原因：用全能分度頭裝夾，旋轉(zhuǎn)方向定位靠劃線(xiàn)對(duì)正，定位誤差較大；用中心鉆對(duì)正預(yù)制孔有誤差，中心孔偏移影響對(duì)中精度；搖臂鉆床Z35主軸鎖定精度差，鉆小孔時(shí)簡(jiǎn)略走偏，不適宜加工細(xì)長(zhǎng)孔。因此規(guī)劃制作了噴油器體鉆斜孔輔具，將鉆3mm×φ2.5mm斜油孔工序安排到臺(tái)鉆Z512上進(jìn)行。

2.利用鉆斜孔輔具在臺(tái)鉆上加工斜油孔

臺(tái)鉆主軸固定，可挑選較高轉(zhuǎn)速范圍大，手輪進(jìn)給使鉆削更平穩(wěn)，排屑冷卻更方便快捷，有利于細(xì)長(zhǎng)孔的加工。由于噴油器體的3mm×φ2.5mm孔是斜油孔，并且有較高的對(duì)接精度要求，因此規(guī)劃制作了噴油器體鉆斜油孔輔具。鉆孔輔具的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3  噴油器體鉆斜油孔輔具

1.定位斜塊 2.菱形銷(xiāo) 3.聯(lián)接螺栓 4.放錯(cuò)銷(xiāo) 5.銜接盤(pán)

如圖3中，噴油器體經(jīng)過(guò)大端面、中間螺紋孔M16×1和法蘭孔φ18mm與銜接盤(pán)完結(jié)徹底定位，防錯(cuò)銷(xiāo)確保噴油器體法蘭定位孔挑選正確，不然無(wú)法安裝到位。銜接盤(pán)上銑了3個(gè)定位旁邊面，別離與3mm×φ2.5mm斜油孔方位對(duì)應(yīng)。這樣噴油器體與銜接盤(pán)裝配后，就可經(jīng)過(guò)銜接盤(pán)上的定位旁邊面與定位斜塊上的定位旁邊面靠齊，完結(jié)裝夾定位，鉆一個(gè)φ2.5mm斜油孔與φ3mm長(zhǎng)油孔接通后，轉(zhuǎn)動(dòng)銜接盤(pán)，使其他定位旁邊面別離與定位斜塊的定位旁邊面靠齊，鉆出其他2個(gè)φ2.5mm斜油孔。

   定位斜塊和銜接盤(pán)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，經(jīng)過(guò)銜接盤(pán)上的中間定位孔、菱形銷(xiāo)孔和端面定位銜接，完結(jié)了噴油器體與銜接盤(pán)的徹底對(duì)定，再經(jīng)過(guò)銜接盤(pán)上距離中心68mm的三個(gè)旁邊面與定位斜塊靠齊，別離對(duì)應(yīng)到3mm×φ2.5mm斜油孔的筆直狀態(tài)。這樣完結(jié)了定位快速、經(jīng)確牢靠。

圖4  銜接盤(pán)和定位斜塊

   噴油器體鉆斜油孔輔具一次裝夾，二次轉(zhuǎn)位，完結(jié)了在臺(tái)鉆上加工3mm×φ2.5mm斜油孔與φ3mm長(zhǎng)油孔對(duì)接。對(duì)接方位精度偏差小于0.5mm，才干確保φ1.5mm鋼絲能經(jīng)過(guò)相貫處。加工好的噴油器體油孔用φ1.5mm鋼絲檢查，均能正常穿過(guò)，產(chǎn)品質(zhì)量得到了確保。此工裝裝夾簡(jiǎn)略，操作方便，定位經(jīng)確牢靠，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.結(jié)語(yǔ)

噴油器體鉆斜油孔輔具完結(jié)了在臺(tái)鉆上加工3mm×φ2.5mm斜油孔，不僅出產(chǎn)效率得到進(jìn)步，并且產(chǎn)品質(zhì)量得到確保，大大降低了廢品率。此次工藝改善獲得成功，油孔對(duì)接方位精度合格率到達(dá)95%以上，解決了困擾噴油器體加工的質(zhì)量問(wèn)題。我公司已完結(jié)船用噴油器批量出產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量得到用戶(hù)信任。此工藝辦法也為相似件的加工提供了一個(gè)新的思路。

加工刀紋

產(chǎn)品和機(jī)床

有著人造板機(jī)械行業(yè)技能“珠峰”美譽(yù)的連續(xù)壓機(jī)的重要零件熱壓板，其韌硬資料耐熱合金鋼硬度要求400HB以上；具有7 000mm×2 650mm（長(zhǎng)×寬）的大平面標(biāo)準(zhǔn)和橫向平面度0.015mm/全長(zhǎng)一級(jí)平板、縱向平面度0.1mm/全長(zhǎng)三級(jí)平板、厚度公役±0.03mm、表面粗糙度值Ra＝0.8μｍ以下的要求。因而成為規(guī)劃中的重中之重，工藝中的難中之難。如圖１所示。              

加工重任落在了“精密、大型、數(shù)控”機(jī)床之一沈陽(yáng)機(jī)床12m數(shù)控龍門(mén)銑床上，啟用二年的技改項(xiàng)目12m數(shù)控龍門(mén)銑床已過(guò)磨合期進(jìn)入精度”平板特點(diǎn)的熱壓板是對(duì)機(jī)床精度的一次實(shí)例查驗(yàn)，但即便在試切加工之初，問(wèn)題就頻出，加工后的平面有正紋、網(wǎng)紋、反紋、接刀和橢圓內(nèi)凹等表面質(zhì)量差、平面度精度不合格等現(xiàn)象，所以課題攻關(guān)在所難免。

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機(jī)床精度成因

12m數(shù)控龍門(mén)銑床精度由4根軸（即線(xiàn)軌X、橫梁Y、滑枕Z和主軸S）及互相間的幾何公役構(gòu)成。

（1）機(jī)床的XY平面由兩根直線(xiàn)導(dǎo)軌組成，因?yàn)槟軌蜻x用的水平儀和準(zhǔn)直儀并根底可調(diào)，其XY平面的水平度和X軸的直線(xiàn)度是可調(diào)整項(xiàng)，依托調(diào)整能夠確保達(dá)到較高的精度，一起它也是其他平面和軸的基準(zhǔn)，為重要。是熱壓板縱向平面度0.1mm的確保。

（2）機(jī)床的橫梁Y軸，一是要求與XY平面平行，因?yàn)闄M梁自重下?lián)虾皖A(yù)留磨損，Y軸被規(guī)劃成單波中高，所以這項(xiàng)精度是不行調(diào)整項(xiàng)，依托Y軸的中高操控和立柱的等高加工確保平行，是熱壓板橫向平面度0.015mm和厚度±0.03mm的確保；二是與X軸的筆直，此項(xiàng)是可調(diào)整項(xiàng)，經(jīng)過(guò)調(diào)整來(lái)確保精度。

（3）機(jī)床的滑枕Z軸，有著與XY平面雙向筆直的要求，即Z軸在XZ平面內(nèi)與XY平面的筆直度，此項(xiàng)為不行調(diào)整項(xiàng)，依托加工確保精度，Z軸在YZ軸平面內(nèi)與XY平面的筆直度是可調(diào)整項(xiàng)，依托調(diào)整來(lái)確保精度。

（4）機(jī)床的主軸S軸，也有著與Z軸雙向平行的要求，即S軸在XZ平面與Z軸平行，S軸在YZ平面內(nèi)與Z軸平行，此兩項(xiàng)為不行調(diào)整項(xiàng)，有必要依托加工確保。

從以上剖析可出看出：①工件容易實(shí)現(xiàn)精度的定位是XY平面和X軸，也是機(jī)床悉數(shù)精度的基準(zhǔn)。②因?yàn)椴恍姓{(diào)整項(xiàng)依托機(jī)床制造進(jìn)程加工確保，所以機(jī)床是否的要點(diǎn)是對(duì)不行調(diào)整項(xiàng)精度的進(jìn)程檢測(cè)和鏟刮研修，杜絕終究插補(bǔ)修整的貓膩。③要點(diǎn)操控Y軸微量（＜0.02mm）中高單波型線(xiàn)。④在S軸和Z軸的調(diào)整次序上，單從大面加工和接刀來(lái)說(shuō)，在調(diào)整與XY平面的雙向筆直度時(shí)以S軸為優(yōu)先。⑤充沛依托可調(diào)整項(xiàng)的可調(diào)整，經(jīng)過(guò)檢測(cè)和觀察加工刀紋，彌補(bǔ)進(jìn)步機(jī)床精度。

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從刀紋窺破機(jī)床精度

因?yàn)闄C(jī)床的在時(shí)效中不知不覺(jué)失掉，在熱壓板加工之初，在大平面構(gòu)成了一些較為典型的刀紋和接刀亂象，經(jīng)過(guò)觀察從中能夠剖析機(jī)床精度問(wèn)題和成因。如圖2所示。

（1）正紋。由刀盤(pán)正傾引起，正紋加工的長(zhǎng)處是刀紋一致漂亮、后不拖刀單次切削、刀具磨損少，缺陷是因?yàn)榈侗P(pán)歪斜，刀路中心構(gòu)成橢圓內(nèi)凹。

（2）反紋。由刀盤(pán)負(fù)傾引起，反紋加工的缺陷是后拖刀兩次切削、刀具磨損大，同樣因?yàn)榈侗P(pán)歪斜，刀路中心構(gòu)成橢圓內(nèi)凹。

（3）網(wǎng)紋。由刀盤(pán)傾角為0時(shí)引起，是真實(shí)的平面加工，但缺陷是網(wǎng)紋較亂不漂亮，也有拖刀磨損。

（4）接刀。在粗加工時(shí)能夠是切削反彈、熱變形等要素引起，但在精加工時(shí)一定也有刀盤(pán)的歪斜原因，構(gòu)成臺(tái)階型接刀，嚴(yán)重時(shí)破壞了平面度、表面粗糙度和漂亮度。而刀盤(pán)歪斜實(shí)際上是由S軸與XY平面雙向筆直度引起，那么是哪些終究要素導(dǎo)致的呢？而如何只構(gòu)成有利的正紋減磨、微接刀和小凹面，是咱們觀察和剖析刀紋后要揣度和解決進(jìn)步機(jī)床精度問(wèn)題的所在。

從圖2能夠看出刀紋從正紋、網(wǎng)紋及反紋的改變，其實(shí)暗示出Y軸的爬高落低的曲折走向，在對(duì)Y軸的準(zhǔn)直丈量中發(fā)現(xiàn)如圖的折線(xiàn)改變，Y軸直線(xiàn)差錯(cuò)并不大于0.03mm，但其折線(xiàn)特征使刀盤(pán)歪斜卻是刀紋構(gòu)成亂紋的原因，因?yàn)閅軸的直線(xiàn)度是不行調(diào)整項(xiàng)，有必要經(jīng)過(guò)機(jī)械批改，一起可微量加大刀盤(pán)在YZ平面內(nèi)的正傾角，確保全長(zhǎng)構(gòu)成的正刀紋。

從圖3咱們能夠看出接刀痕是臺(tái)階型，其實(shí)暗示由刀盤(pán)歪斜即S軸在XZ平面內(nèi)與XY平面不筆直引起的，在甩表丈量中也證實(shí)了此項(xiàng)差錯(cuò)的存在，而刀盤(pán)越大，臺(tái)階越大。因?yàn)榇隧?xiàng)精度也是死項(xiàng)，有必要經(jīng)過(guò)機(jī)械批改，因?yàn)闊o(wú)法悉數(shù)消滅筆直度差錯(cuò)，微量加大刀盤(pán)在YZ平面內(nèi)的正傾角，一是構(gòu)成一個(gè)方向的正紋；二是構(gòu)成相鄰兩內(nèi)凹橢圓，確保為微量相交型手感光滑的接刀，也能夠看出，如果相鄰刀路重合越多，接刀高度就越小，在1/2重合時(shí)蕞小。

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效果和定論

（1）一個(gè)合格的技師應(yīng)該熟悉和掌握機(jī)床精度的成因和各軸的精度凹凸次序，并能在加工刀紋和接刀痕中判斷出影響機(jī)床精度的要素所在，經(jīng)過(guò)反饋保護(hù)機(jī)床至狀態(tài)，作出習(xí)慣機(jī)床精度的定位和走刀方向挑選，進(jìn)步產(chǎn)品加工質(zhì)量。

（2）在熱壓板大平面加工的實(shí)例中，首先要檢測(cè)和操控Y軸直線(xiàn)度和曲線(xiàn)類(lèi)型，確保其中高不大于0.02mm的單波弧線(xiàn)，確保主軸S在XZ平面內(nèi)與XY平面的筆直度在0.008mm之內(nèi)，并適當(dāng)調(diào)整主軸S在YZ平面內(nèi)與XY平面的筆直度，有意使其微量正傾，結(jié)合鎖定Z軸、Y軸向進(jìn)刀單向、相鄰刀路重合足夠大等辦法，從而構(gòu)成質(zhì)量較高的正紋和微量相交型平滑接刀痕的XY平面加工。

（3）裝上角銑頭，首先留意其雙向筆直也是不行調(diào)整項(xiàng)。然后同樣能夠推理在XZ和YZ平面加工中機(jī)床精度與刀紋和接刀的關(guān)系，舉一反三，快速找到問(wèn)題和進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量的辦法。

（4）課題攻關(guān)的終究效果是經(jīng)過(guò)刀紋剖析，得到機(jī)床精度問(wèn)題的斷定和修正，從而使得熱壓板的平面加工順暢達(dá)到規(guī)劃要求。

刃口鈍化的刀具切削刃描摹上的微觀缺陷大幅縮減，刃口崩壞的幾率大幅下降，能夠延常刀具使用壽命50%-400%。因此，開(kāi)展刀具刃口鈍化的研討對(duì)進(jìn)步我國(guó)刀具產(chǎn)品的質(zhì)量具有十分重要的含義?，F(xiàn)在，國(guó)外的刀具制造廠已廣泛選用刃口鈍化技能，從國(guó)外引入的數(shù)控機(jī)床或者生產(chǎn)線(xiàn)所使用的刀具，其刃口已全部經(jīng)過(guò)鈍化處理，不只進(jìn)步了工件外表質(zhì)量，下降了刀具成本，一起也帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。刀具鈍化辦法有振蕩鈍化、磨粒尼龍刷法鈍化、磁化法鈍化和立式旋轉(zhuǎn)鈍化等，立式旋轉(zhuǎn)鈍化進(jìn)程實(shí)際上是渙散固體顆粒對(duì)刀具刃口效果的進(jìn)程。

含磨粒的刀具刃口鈍化法具有重復(fù)性好、質(zhì)量高和成本低一級(jí)特色，是現(xiàn)在首要選用的刀具刃口鈍化辦法，通過(guò)刀具和磨粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刃口鈍化，磨粒多選用金剛石、CBN和碳化硅顆粒等?，F(xiàn)在，關(guān)于磨粒效果機(jī)理研討的比較少，首要有沖擊單顆磨粒、沖擊多磨粒磨損、刀具和切屑間存在磨粒、磨料水射流和半固著磨粒等，重點(diǎn)研討磨粒類(lèi)型、磨粒尺寸和沖擊速度對(duì)外表的影響規(guī)則，而關(guān)于渙散磨粒對(duì)工件外表效果機(jī)理的研討更少。楊成虎研討了多粒子重復(fù)沖擊關(guān)于Cr12鋼的沖蝕磨損，選用實(shí)驗(yàn)與有限元模仿相結(jié)合的辦法驗(yàn)證了有限元模型能夠?qū)嵲谟行У啬７鲁鰶_蝕磨損的實(shí)際進(jìn)程。利用非線(xiàn)性ABAQUS有限元軟件研討了磨粒沖蝕速率、沖蝕角和磨粒粒徑對(duì)刀圈資料(H13鋼)沖蝕磨損行為及殘余應(yīng)力的影響規(guī)則。張偉等運(yùn)用ABAQUS軟件樹(shù)立了塑性資料微切削進(jìn)程的有限元模型，研討了磨粒沖蝕角度以及沖蝕速度對(duì)磨損率的影響，斷定了微切削模型的適用沖蝕角范圍。

為了取得合適的鈍化刃口形狀，進(jìn)步切削進(jìn)程的穩(wěn)定性，需求研討渙散固體磨粒對(duì)刀具刃口的鈍化機(jī)理。本文選用ABAQUS有限元軟件樹(shù)立了單磨粒和多磨粒對(duì)刀具刃口效果的防真模型，研討了單磨粒和多磨粒對(duì)刃口效果的能量、刃口形變、位移和磨粒速度改變等的影響規(guī)則，關(guān)于從微觀角度知道磨粒鈍化效果具有一定價(jià)值，為研討刀具刃口鈍化機(jī)理提供依據(jù)。

1  單磨粒鈍化刃口防真模型的樹(shù)立

依據(jù)立式旋轉(zhuǎn)鈍化法的基本特色，刀具在渙散固體磨粒中進(jìn)行兩級(jí)行星運(yùn)動(dòng)，刀具刃口與渙散固體磨粒不斷進(jìn)行磕碰沖擊，使得刀具刃口鈍化。刀具沿著一定的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而渙散固體磨粒的運(yùn)動(dòng)規(guī)則相對(duì)隨機(jī)。因此，渙散固體磨粒對(duì)刀具刃口的鈍化進(jìn)程是十分復(fù)雜的。

作為非線(xiàn)性有限元處理工具，ABAQUS在處理復(fù)雜問(wèn)題和模仿高度非線(xiàn)性問(wèn)題上有極大優(yōu)勢(shì)。選用ABAQUS軟件樹(shù)立磨粒對(duì)刀具刃口鈍化的防真模型。

①刀具鈍化模型的簡(jiǎn)化：因?yàn)槟チＯ嚓P(guān)于刀具刃口要小得多，能夠?qū)⒌毒呷锌诳醋鳠o(wú)限大，底端固定不動(dòng)，粒子向刀具刃口沖擊。

②磨粒：磨粒選用80目碳化硅，顆粒形狀設(shè)為球形。

③刀具：選用硬質(zhì)合金刀具，刀具刃口尺寸設(shè)為0.5mm×0.25mm×0.1mm。

④網(wǎng)格劃分：將刀具刃口與磨粒觸摸部分的網(wǎng)格區(qū)域劃分得略細(xì)，磨粒的母線(xiàn)布置種子數(shù)目為10，挑選顯式線(xiàn)性三維應(yīng)力單元C3D4。刀具刃口種子數(shù)目分別設(shè)為10和25，磨粒單元形狀為T(mén)et（四面體），完成網(wǎng)格劃分。

⑤防真設(shè)置：觸摸屬性為Contact，沖擊速度設(shè)置為100m/s，核算剖析步時(shí)刻為5E-5s，設(shè)置20個(gè)剖析步，選用job模塊進(jìn)行求解。

2  單磨粒鈍化刃口防真結(jié)果

(1)刀具刃口應(yīng)力改變規(guī)則

單磨粒對(duì)刀具刃口效果的應(yīng)力矢量云圖見(jiàn)圖1。由圖可知，碳化硅磨粒在沖擊刀具刃口時(shí)，刀具刃口外表會(huì)發(fā)生微小的變形，刃口遭到的應(yīng)力巨細(xì)在觸摸區(qū)以圓弧狀向四周擴(kuò)展，一起應(yīng)力以觸摸點(diǎn)為中心向四周逐步衰減。刃口被沖擊的外表略微下凹，就像一個(gè)小球在地上砸出了一個(gè)坑相同。

圖1  單磨粒對(duì)刀具刃口效果的應(yīng)力散布

(2)刀具刃口的沖擊區(qū)域與應(yīng)力的關(guān)系

刀具刃口的沖擊區(qū)域與應(yīng)力的關(guān)系見(jiàn)圖2。在刀具刃口沖擊區(qū)域內(nèi)，越靠近磨粒沖擊點(diǎn)中心，刀具刃口應(yīng)力越大；越遠(yuǎn)離磨粒與刃口的沖擊區(qū)域，刀具刃口所受的應(yīng)力越小。

(3)刀具刃口的位移改變規(guī)則

單磨粒對(duì)刀具刃口效果的位移曲線(xiàn)見(jiàn)圖3。在刀具刃口鈍化進(jìn)程中，碳化硅磨粒與刃口的沖擊十分時(shí)間短。當(dāng)碳化硅磨粒從0時(shí)刻開(kāi)端運(yùn)動(dòng)且當(dāng)時(shí)刻到達(dá)7.5E-06s時(shí)，碳化硅磨粒的位移到達(dá)蕞大。爾后，磨粒開(kāi)端反彈。

圖2  到效果點(diǎn)中心的間隔所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力關(guān)系

圖3  刀具刃口的位移改變規(guī)則

(4)單磨粒速度改變規(guī)則

磨粒在與刃口觸摸時(shí)，與刃口之間的效果速度逐步減小，隨后反彈（見(jiàn)圖4）。

圖4  磨粒速度改變規(guī)則

3  多磨粒防真模型的樹(shù)立及結(jié)果

選用三顆磨粒重復(fù)沖擊，研討多磨粒對(duì)刀具刃口的鈍化。邊界條件與資料參數(shù)及邊界的界定與單磨粒模型共同。沖擊速度為300m/s，多磨粒對(duì)刀具刃口鈍化的防真模型見(jiàn)圖5。

圖5  多磨粒對(duì)刀具刃口效果的防真模型

(1)刀具刃口的應(yīng)力散布

圖6為地一顆磨粒對(duì)刀具刃口沖擊的應(yīng)力云圖。由圖可知，在地一剖析步t=2.5003E-06s時(shí)，刀具刃口無(wú)太大改變，受磨粒沖擊的中心遭到的應(yīng)力蕞大，蕞大應(yīng)力值為2238MP；當(dāng)?shù)诙w磨粒對(duì)同一位置進(jìn)行沖擊后，刀具刃口所受應(yīng)力區(qū)域顯著增大，所產(chǎn)生的蕞大應(yīng)力值為2341Mpa；當(dāng)?shù)谌w磨粒沖擊刀具刃口時(shí)，刀具刃口遭到的應(yīng)力效果區(qū)域進(jìn)一步增大，蕞大應(yīng)力值為2440Mpa，較前兩次沖擊有所進(jìn)步。

圖6  地一顆磨粒沖擊刀具刃口的應(yīng)力散布

(2)磨粒速度改變規(guī)則

多磨粒沖擊刀具刃口的速度改變規(guī)則見(jiàn)圖7。在0s時(shí)，地一顆磨粒開(kāi)端與刀具刃口磕碰，隨后磨粒速度開(kāi)端下降，直至越過(guò)零點(diǎn)成為負(fù)值。磨粒速度為負(fù)是因?yàn)槟チ０l(fā)生了回彈，磨粒對(duì)刀具刃口產(chǎn)生磨損。在1.0E-5s、2.0E-5s時(shí)，第二顆磨粒、第三顆磨粒分別與刀具刃口效果，效果方式和地一顆磨粒相同。

圖7  三顆碳化硅磨粒速度改變規(guī)則

刀具刃口在三顆磨粒沖擊下的位移曲線(xiàn)見(jiàn)圖8。地一顆碳化硅磨粒在對(duì)刀具刃口沖擊后會(huì)構(gòu)成一個(gè)的沖蝕坑，接著第二顆、第三顆磨粒重復(fù)沖擊，沖蝕坑不斷增大，多磨粒的沖擊會(huì)使沖蝕坑越來(lái)越大。

圖8  刀具刃口遭到重復(fù)沖擊的位移改變

(4)多磨粒對(duì)刀具刃口效果的能量改變規(guī)則

刀具刃口鈍化的進(jìn)程也是能量交換的進(jìn)程。因?yàn)榈毒呷锌谂c渙散固體磨粒不斷地沖擊磕碰，在鈍化進(jìn)程中發(fā)生了磨粒動(dòng)能和刀具刃口內(nèi)能的交換，其能量改變見(jiàn)圖9。

圖9  刀具刃口鈍化的能量改變

由圖9可知，碳化硅磨粒在觸摸刀具刃口后速度開(kāi)端下降，約在2E-05s時(shí)到達(dá)蕞低。磨粒的動(dòng)能因?yàn)樗俣鹊臏p小而減小，大約在2E-05s時(shí)到達(dá)蕞低。一起，刀具刃口內(nèi)能因?yàn)槟チ５臎_擊呈現(xiàn)出接連上升趨勢(shì)，二者能量曲線(xiàn)基本對(duì)稱(chēng)，磨粒所消耗的動(dòng)能基本轉(zhuǎn)化成為刀具刃口內(nèi)能，使得刀具刃口進(jìn)行鈍化。

小結(jié)

選用ABAQUS有限元剖析軟件樹(shù)立了磨粒對(duì)刀具刃口沖擊的防真模型，研討了磨粒沖擊刀具刃口時(shí)磨粒速度、刃口應(yīng)力、刃口位移和能量等的改變規(guī)則。首要定論如下：

(1)當(dāng)單磨粒對(duì)刀具刃口進(jìn)行鈍化時(shí)，刀具刃口的應(yīng)力在沖擊區(qū)域以圓弧狀向四周擴(kuò)展。碳化硅磨粒與刃口的沖擊十分時(shí)間短，磨粒從零時(shí)刻開(kāi)端運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)刻到達(dá)7.5E-06s時(shí)，碳化硅磨粒的位移到達(dá)蕞大，爾后，磨粒開(kāi)端反彈。

(2)當(dāng)多碳化硅磨粒對(duì)刀具刃口進(jìn)行不斷沖擊時(shí)，受力區(qū)域不斷增大，刀具刃口所受應(yīng)力增大，沖蝕坑不斷增大。