針對特定的應(yīng)用場合加工“合適”的刀刃并不是一件容易的事情。就在前不久,人們還一直認為生成刀刃槽形不是科學(xué),而更是一種藝術(shù),因為數(shù)控車床金屬電纜接頭專用切削刀具在耐磨性及硬度質(zhì)量方面要求很高,因此想要加工出滿意的槽形是非常困難的。
但是,加工適當(dāng)?shù)那邢魅袑Φ毒咝阅芗皦勖泻艽蟮挠绊?。正確的切削刃加工過程可以降低常見的失效原因,諸如:劈裂、熱感應(yīng)引起的失效以及切屑瘤等而延長刀具壽命,并且可以在較大程度上提高刀具的可靠性。適當(dāng)珩磨的刀具還可以提高加工工序的重復(fù)精度,有助于實現(xiàn)無人看管加工。
刀刃珩磨是在微觀規(guī)模上進行的磨蝕過程,需要借助成套過程控制來保持緊密公差。但是,很難在切削刀具材料上控制金屬去除率以及刀刃一致性。通常,珩磨過程是通過訓(xùn)練有素的猜測導(dǎo)引的,并且受制于機床的變化以及操作員的技能。
普通珩磨過程容易過多地加工刀具的拐角,并且由于來料的各不相同,很難在一把刀的基礎(chǔ)上進行控制。不僅刀刃珩磨很難控制,而且由于切削條件也隨單個切削刃發(fā)生變化,因此加工切削刃的最佳尺寸會隨加工工件變化而沿切削刃發(fā)生變化。
密執(zhí)安科技大學(xué)機械工程-工程力學(xué)系的副教授兼密執(zhí)安州Houghton市加工分析技術(shù)公司的總裁William J. Enders博士在過去十多年的時間里,一直在研究刀刃加工方面的問題。他提出:在刀具的前刃上,未切切屑的厚度最大,刀刃需要最大的保護。但是,在刀具的后刃上,未切切屑厚度幾乎下降為0, 因此珩磨量應(yīng)該相應(yīng)降低。對于恒定珩磨量——大小為保護前刃而制定,后刃上的珩磨量比未切切屑厚度大,因此切削刃去除材料的速度很低,并提高了摩擦、切削力、溫度及磨損。
直到現(xiàn)在,加工切削刃的方法也沒有如切削刀具其他方面有關(guān)的技術(shù)發(fā)展快,諸如材料基質(zhì)、槽形以及涂層等。賓夕法尼亞州Cresco市的Conicity科技公司,利用自己的工程微幾何工藝,推出了在同一把刀具不同表面上加工出不同尺寸的刀刃珩磨技術(shù)。該工藝采用致密碳化硅纖維刷結(jié)合計算機數(shù)字控制,精確地加工出了刀刃形狀,公差僅有0.0003英寸,比大部分傳統(tǒng)珩磨方法的精度提高了一個數(shù)量級。
Conicity科技公司的執(zhí)行副總裁Bill Shaffer說:“通過控制刀刃參數(shù),工程微幾何工藝可以在達到正確珩磨量時停止材料去除過程。因此,刀刃加工尺寸在切削刃上分布開,維持某特定的未切切屑厚度對刀刃加工尺寸比。”他繼續(xù)說:“例如,在一把可轉(zhuǎn)位刀片或刀座式刀具上,在刀具端部半徑處,刀刃加工融合了刀刃加工過程中未切切屑厚度變化。隨著未切切屑厚度降低,刀刃加工尺寸降低?!?/span>
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