刀具刃口强化技术的最新发展.doc

刀具刃口强化技术的最新发展一、 刀具刃口强化的重要性刀具刃口强化是刀片生产中不可缺少的重要工序，可以大大提高刀具性能和使用寿命。 经普通砂轮或金刚石砂轮刃磨后的刀具刃口，存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。前者可用肉眼和普通放大镜观察到，后者用100倍(带0.010mm刻线)显微镜能够观察到，其微观缺口一般在0.01-0.05mm，严重者高达0.1mm以上。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。 现代高速切削加工和自动化机床对刀具性能和稳定性提出了更高的要求，特别是涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理，才能保证涂层的牢固性和使用寿命。 从国外引进数控机床和生产线所用刀具，其刃口已全部钝化处理。有众多的信息表明，刀具刃口钝化可有效延长刀具寿命200%或更多，大大降低刀具成本，给用户带来巨大的经济效益。 刀具的最早钝化工具是皮子、石头等，如到理发馆刮脸，理发员在皮子上鐾刀，使刀刃更加锋利耐用。再比如在农村，几乎每家每户都有磨刀石。而在机械加工方面所用的刀具，我们的前辈也有很多丰富的刀刃强化经验。比如在粗加工时，一把新刃磨好的刀具鐾刀可以减少初级磨损阶段磨损值，在正常磨损阶段后期鐾刀，仍可再延长正常磨损阶段，一般刀具寿命提高0.5倍以上。 精加工使用铰刀时，未经鐾刀其内孔表面有时达不到图纸要求，精心鐾刀后表面粗糙度可稳定Ra1.6-0.8m，同时刀具寿命可提高1倍左右。精刨机床导轨，采用负前角宽刃压光刀，其前后刀面必须经过平板精心研磨，提高了表面质量才能保证刃口锋利平直，导轨加工表面粗糙度可稳定达到Ra0.8m以下。 但是传统的刃口技术存在很大安全问题，比如某厂加工大炮筒内孔来复线使用的拉槽刀，由于被加工材料韧性和强度高，刀具磨损快，甚至切屑被卡住造成事故，所以必须专门安排有经验的老工人鐾刀，才能完成这项关键性加工。 印刷机墙板精孔加工，采用浮动镗刀，有进给的走刀痕迹，经研制带有放大镜的鐾刀工具后，刃口锋利平直。其进给量由1mm/r，提高到4mm/r。 某厂内燃机曲轴加工，其设备和刀具是由国外引进，原一盘刀可加工50-60件，采用国产刀片后只加工15-16件。但刀片经钝化和选用合理钝化参数后，一盘刀也可加工50-60件。 由此可见刀具钝化对提升生产和经济效益至关重要。二、高效高智能钝化设备 我国目前大量使用的可转位刀片，大多由中小工具厂刃磨，国内没有适用的刀片刃口钝化机产品，而国外刀片对口钝化机其价格又十分昂贵(十至几十万美元)，因此未经钝化的刀片刃口状况不佳，性能差，寿命低，与国外同类刀片性能和寿命相比存在很大差距。如何缩小这个差距,解决刀片刃口钝化问题？研制一种小型可转位刀片刃口钝化机十分必要，更适合国情。东莞欧泰克抛光材料有限公司最新推出的DF-Tools系列钝化机，适合中小工具厂及机械加工车间普及推广的产品。 小型可转位刀片刃口钝化机的原理；采用齿轮减速电子调速电机传动的行星机构，使刀片自转并公转，由高速旋转的含磨料尼龙盘刷钝化刀片刃口。该钝化机由五个部分组成；盘刷头及滑座部分，刀片转盘传动部分，机架及箱体部分，检测部分及电气部分。该机具有如下特点： 1、结构紧凑合理，使用灵活可靠。 2、刀片转盘及转台转速无级可调。 3、钝化时间长短可控。 4、刀片刃口钝化参数在机可测。 5、钝化不同刀片形状、规格的容器盘可换。 经有关厂家生产使用证明，刀片刃口钝化机达到设计要求，性能可靠，刀片刃口钝化效果良好。北京人机股份有限公司，在硬质合金刀片钝化后的使用寿命平均提高0.2倍以上，个别刀具提高1-3倍。山东莱芜华顺盟陶瓷新材料有限公司，在陶瓷刀片钝化后的使用寿命平均提高0.5倍以上，个别刀具提高1-3倍。使用寿命的提高幅度大小是与具体加工条件和所选择对口型式及刃口钝化参数有关。 钝化参数的选择通过刀片刃口钝化机的研制和生产使用实践，初步掌握了一些规律，针对不同加工条件，选择刃口型式和钝化参数十分重要。由于刀片材质不同，加工条件不同，所选用的刃口型式和钝化参数也不同，否则达不到延长刀具寿命的预期效果。见如下参数推荐表： 与国外刃口钝化参数相对照，占70%刀具钝化值是在0.0254-0.0762之间。最大值：0.127-02032mm。最小值：一根头发丝0.0762mm的1/6，即0.0127mm。即使钝化那么小，也明显地强化了刀具刃口。 从大量的对口钝化实践经验证实： 刃口不一定越锋利越好，也不一定是越钝越好。针对不同加工条件确定不同钝化值才是最好。 刃口钝化与对口型式相结合，是最普遍最有效提高对口强度和提高刀具寿命降低刀具费用的措施。 用微粉砂轮刃磨负倒核，其微观缺口小(可达0.005-0.010mm)，加上小钝化参数(0.0100.030mm)，使刃口即锋利坚固又耐用。有资料表明国外采用较多。 三、DF-Tools系列钝化机的性能1、刃口直接钝化(倒圆处理)，刀具表面更趋完美钝化工艺可以应用于各种刀具，尤其是硬质合金刀具。根据倒圆的等级，加工过程一般可控制在120分钟，钝化程度控制在级，并可重复操作。在刃口钝化的过程中，切削槽的抛光也将同步完成。与其他钝化工艺相比，此工艺使刀具钝化效果保持高度一致性，刀具表面更趋完美。2、明显降低崩口几率，刀具寿命成倍提升可显著降低切削槽及刀具表面的粗糙度，并同时对刃口进行钝化处理；从而有效提高刀具刃口涂层的附着力，明显降低崩口机率，延长刀具寿命。在成型刀具的加工过程中，由于刀具寿命的成倍提升，成本优势更加明显，并且能使切削槽达到完美的镜面效果。3、表面颗粒快速有效清除，切削流速度提高一般情况下，刀具在涂层处理后，在表面会留下液滴状颗粒，经过大约23分钟的抛光处理即可将这些颗粒彻底清除（对涂层效果无任何影响），从而提高切削流的速度。4、高精度高速钢刀具(如滚刀、丝锥)的毛刺去除毛刺是高速钢刀具制造工艺中的主要问题，DF-Tools系列机器可以快速有效解决这一难题，并能在26分钟内将毛刺彻底去除。与此同时，切削槽也将更加光滑，刃口倒圆也将同时完成。四、刀片对口钝化效果及经济性 这里，以国内目前大量使用的硬质合金和陶瓷方形可转位刀片为例，经对口钝化后实际使用效果综合统计，分别进行测算，以供参考。 刀片钝化的节约价值 硬质合金可转位刀片：方形d15.875，S=4.76,后角a0=11单面钝化，每片刀片售价8元，按平均提高寿命25%，则每片刀片节约价值为2元。 陶瓷可转位刀片：方形d12.7,S=6.35，后角a0=0，双面钝化，每片刀片售价28元，按平均提高寿命30%，则每片刀片节约价值为8.4元。 钝化机钝化能力及创造价值：硬质合金可转位刀片：按平均一次装30片、单面钝化需15分，每小时可钝化120片，每班(按6小时)可钝化720片，每班合1440元，每月(按20天)合2.88万元，一年可钝化17.28万片，创造价值34.56万元。 陶瓷可转位刀片：按平均一次装40片；双面钝化需30分，每小时可钝化80片，每班(按6小时)可钝化480片，合4032元。每月合8万元，一年可钝化1152万片，创造价值96万元。 由上述钝化能力计算，一般一个个个工具厂或一个大中型机械厂有1台钝化机就够了，即使设备利用率在30-50%,其为工厂的节约价值也是可观的。如1台钝化机价格1.98万/台，不到1个月设备投资就可以收回了。 刀片使用厂和生产厂双方都受益 由于刀片寿命的提高，刀片产品品牌的提升，刀片使用厂得大头、工具生产厂得小头的原则，可适当提高刀片的价格。如硬质合金刀片每片节约价值2元，每片售价可否提高1元，陶瓷刀片每片节约价值8.4元，每片售价可否提高2-4元，刀片总售价还是大大低于国外刀片价格。这样，刀具使用厂得到了实惠，工具生产厂也增加了效益。 五、结语