分析车削微细结构车削刀具刃磨策略生

论文导读：型。单晶金刚石对于微细零件的加工主要应用在车削方面。（1）在整个零件车削加工的过程中，零件内部的（内径）的车削是一个技术的关键点和最大的难点。由图1的零件A来分析，零件曲线波峰波谷处的曲率圆半径大概是0.014mm，所以说刀具刀尖圆角半径要小于0.01mm，否则半径大于这个数值的话就可能出现加工时的切削过度现象，造成零件
摘要：无论是对于技术工作人员来讲还是对于用来进行车削的刀具来说，微细结构的车削是一项很具有挑战力的技术。但是客观上刀具在整个微细结构的车削工作中都起到举足轻重的作用。而与普通的切削刀具不同，微细结构的车削由于其结构尺寸比较细微精小，所以为了保证车削的结果比较精确和精致，使用的刀具相对来讲就更小，这样的话就使得这种刀具刃磨的难度很大。本文就将分析微细结构撤销刀具的结构特点以及其刃磨的方法。
关键词：车削刀具 刃磨方法 撤销刀具
1007-9416（2013）01-0210-02
随着社会各个方面的发展，人们越来越追求生活的便利，对于产品的微型化和功能多样化的要求也越来越高，在这一社会发展的需求下，很多零部件产品越来越小，并且这一现象不断涌现，但是客观上这也带动了微细结构技术的发展和进步。而在这一领域微细切削技术是一个技术难点，也是一个新的发展方向。在现有的规范下把尺寸在微米到厘米之间的零件加工都称为微细零件加工。要实现精准的车削技术对车削刀具的要求会相当高，尤其是在微细结构车削刀具的刃磨方面难度非常大，那么解决好微细结构车削刀具的刃磨问题，对于促进整个领域内的技术进步有很大的意义。
1 被加工对象微细结构简介
本文将利用一个案例零件来分析微细结构车削刀具的刃磨过程，刀具的和结构特点和刃磨方法。
案例零件A是一个较细小的铜管，其内径5mm、外径9mm、长10mm。这个零件的细微结构是内径圆柱的车削，内径的车削由曲面沟槽和曲面直槽两个部分组成。曲面沟槽的形状大致由多段曲线、弧线、直线组成。沟槽和直槽的形状和主要部分的尺寸如下图1所示。按照零件加工工艺规范，曲面沟槽要采用尖刀数控插补的方法进行车削成形，而曲面直槽就要运用成形切刀，进行刀切使其直接成形，也就是说这同一种小零件的车削加工中还要采用不同的两种类型的刀具，而相对来说使用这两种刀具进行车削都具有较高的技术难度，操作起来不易把握，尤其是要达到精准的要求就更不好控制。
（a）直槽结构示意简图（b）曲面沟槽结构示意简图
图1 A零件型面结构示意简图
2 刀具机构以及加工难点简介
微摘自：毕业论文www.7ctime.com
细结构零件由于其小型的体积和细微的制造数据，给零件的加工带了很高的难度，加之需要进行车削工作的空间都会集中在一个直径5mm的封闭空间内就更造成加工成为困难。
目前，世界上各个知名刀具公司所生产的道具的硬度、性能、尺寸、结构等，决定着微细结构零件刀切的发展状况，每个国家的切削技术都依赖于刀具生产商的生产水平。在现有水平下对于微细结构零件的加工主要体现在铣、车、钻几个方面，这些工艺结构都比较简单。目前世界上较为先进的车削刀具技术，有MDSS硬质合金钻头技术，其可以达到的最小的直径为30μm，可以达到的最深加工深度为60μm，相对来说如本出产的世界上最小的硬质合金立铣刀直径仅为50μm，可以用它来加工深度也为50μm的精细槽孔槽型。单晶金刚石对于微细零件的加工主要应用在车削方面。
（1）在整个零件车削加工的过程中，零件内部的（内径）的车削是一个技术的关键点和最大的难点。由图1的零件A来分析，零件曲线波峰波谷处的曲率圆半径大概是0.014mm，所以说刀具刀尖圆角半径要小于0.01mm，否则半径大于这个数值的话就可能出现加工时的切削过度现象，造成零件的损坏或不合乎规范。在进行刀具的选用时要保证刀具具有较高的硬度和耐磨度，能够保证在同一个零件上的沟槽的刻画深度和尺寸的一致规范性。在进行刀具的选择时不单单要对比零件内直径和车刀的直径，还要考虑到其他的影响因素，例如，在进行车削的过程中会使用到冷却液，还会有零件的碎屑排出等，这就使得在加工A零件的时候，刀具的直径不能超过4mm，否则就会影响到其在5mm的内直径内的工作灵活度，造成不便。
（2）直槽加工的实现过程需要利用直槽切刀，这一点也很关键。由图1中我们可以看到使用的直切刀的主切削刃的宽度是0.18mm，为了不给内部圆柱的表面造成伤害，在进行削切操作的时候，还要在沟槽的底部留出0.5mm的距离。在进行刀切的施工的过程中由于开展施工的空间非常狭窄，为了保证其它部位不受到刀具的无意损害，所以刀具削刃的硬度都相对较低，这就造成了刃磨时很容易使刀刃变得迟论文导读：
钝，上卷和崩刃等，因此对刀刃的要求很高。
3 刀具刃磨的方法以及控制要素
在进行刃磨的时候可以先进行试验性的刃磨，确定好参数例如，前角为0～3°，后角为4～7°，将这个数据的刀刃进行刃磨大致分为5个阶段，（1）粗磨；（2）半精磨；（3）精磨；（4）修光；（5）精修光。在每一个刃磨的过程中都要密切关注刃磨的程度和细节，并且每一个阶段的刃磨要求不同，所使用的砂轮的粗度也要依次变细，还要控制好磨削的用量和力度，保证不会出现在刃磨的过程中发生崩刃。为了确保刃磨过程的科学性和制造出高质量的刀具削刃还要借助显微镜来精确观测刃磨的变化过程。这样磨削出来的刀具就能够满足刀具的设计要求。一般情况下，前刀面的粗糙度可以达到Ra0.0125[3]。

3.1 直槽切刀的外观

在不同的放大条件下可以看到不同的放大倍数下的直槽切刀的前刀面的情况如下图2，图3。由图可以看出刀具的主切刃和副切刃的笔直程度都很好。除了副切刃上有两处微观的崩刃，其他的效果都良好，而造成这两处微观崩刃的原因是外侧的主切刃太过光滑没有阻住到砂轮。

3.2 沟槽切刀微观形貌

在不同的放大条件下可以看到不同的放大倍数下的沟槽切刀的前刀面的情况如下图3，图4。由两个图可以看出，主刀刃的效果较好，而相对来说，副刀刃也发生了小小的崩刃，这是由砂轮的偏转角度造成的。
4 结语
本文岁讲到的两种刀具都能实现微细结构的车削加工，因为刀具本身也存在一些问题，也是一个很复杂的结构。所以首先改造刀具本身是减小刃磨难度的一个根本方法，包括改造刀具的强度、耐劳度，硬度等，这对于提高刃磨的技术工艺也有很大的帮助。
参考文献
肖诗纲.刀具材料及其合理选择[M].北京：机械工业出版社，2010.
王文光.刀具与切削技术的新发展[M].成都：工具展望，2009.
[3]机械工程手册[M].二版.北京：机械工业出版社，2009.