正确的刀具边缘修整对刀具的性能和寿命有很大的影响,通过减少常见失效例如碎断、发热引起的破损、积屑瘤等,这些故障严重影响刀具的稳定性。适当修磨刀具,还能改进切削过程的可重复精度,有助于实现完全自动化生产。
刃口修磨是微小的磨蚀过程,必须对整个过程进行控制,才能保证严格的公差要求。问题是,在对刀具材料进行加工时,很难控制金属切除率和刀刃的一致性。修磨工艺常常凭着经验推测,而且受制于机床的可变性和操作者的专业技能。常规修磨工艺往往磨削过多刀具的角,并且可能由于零件差异而无法控制换刀基准。操作中,不仅刃口修磨难以控制,而且切削工况沿刀刃变化,加工时最佳修磨量也沿刀刃变化。
WilliamJ.Enders博士称,“切削深度随着刀尖半径减小而减小,所以人们希望减小刀尖圆角半径。”Enders是密执安理工大学机械工程与工程力学系副教授,兼密执安Houghton加工分析技术公司总裁,研究刀具边缘加工已有十多年。
在刀具前缘,切削深度是最大的,因此刀刃最需要保护。而在刀具后缘,切削深度几乎减小为零,修磨量应相应减小。对于恒定不变的修磨量,为了保护刀具前缘,在刀具后缘修磨量大于切屑深度,因此刀刃不能有效地切除材料,还增大摩擦、切削力、温度和磨损。
直到不久前,刀具边缘修整方法的进展速度落后于刀具其它相关技术,如基体材料、形状尺寸和表面涂层。位于宾夕法尼亚州Cresco的ConicityTechnologiesLLC(www.conicity.com)利用其专用微几何工艺,创造出了在同一刀具的不同表面进行可变修磨的工艺。该工艺采用致密的碳化硅纤维刷,并采用计算机数控技术精密控制刃口成形,公差始终保持在0.0003英寸以内,这个数量级比大多数常规修磨方法更精密。
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