基本介紹
- 中文名：切削刃
- 外文名：cutting lip
- 拼音： qiē xiāo rèn
- 材料：鋼
- 用途：切割
- 別名：主刀刃
定義,原理,套用,雷射切削,金屬切削,噴砂切削,
定義
提高切削效率、刀具壽命和降低加工製造成本，一直是金屬切削研究的主要目標。近年來，不誘鋼、高溫合金、鐵合金及複合材料等難加工材料零件廣泛套用於工程領域中，這些零件在切削加工時都存在著刀具壽命低和可靠性不穩定的問題而急需提高刀具的切削性能。從刀具的發展歷程看，刀具先後經歷了高速鋼刀具、硬質合金刀具、塗層硬質合金刀具、金屬陶瓷刀具、陶瓷刀具、立方氮化測刀具和金剛石刀具等的發展歷程。不管怎樣，在刀具的製造過程中，刃磨是獲得成品刀具必須經過的一道加工工序；刀具經過砂輪刃磨後，其切削刃會存在不同程度的微觀缺陷，其尺寸範圍為，嚴重者高達上。同時，在切削過程中刀具切削刃微觀缺曰極易擴展，使得刀具很容易磨損或破損。鑒於刀具製造中客觀存在的這種微觀缺陷極易導致刀具在切削難加工材料時過早的失效，因此切削刃處理技術和方法己被廣泛關注。在美、日、瑞典、英等刀具生產強國都已將切削刃處理作為刀具製造的必備工芝，求使得刀具切削刃得到強化大限度地保證刀具壽命、加工質量和加王效率，並取得了明顯的效果。國內對刀具切削刃強化處理研究較晚，經過送十幾年的發展，目前取得一定的研充成果並研製相應的切削刃強化設備。切削刃強化處理是提高加工效率，延長刀具壽命的金屬切削配套技術，能有效減少或消除刀具刃磨後的切削刃微觀缺陷，使刃口達到圓滑平整，提高刀具的抗衝擊性能，實現刀具切削刃的既鋒利又堅固的目的。
原理
按照切削刃強化設備所採用的強化原理，可將切削刃強化方法分為傳統切削刃強化方法和特種切削刃強化方法。傳統切削刃強化方法主要通過機械作用原理來進行刀具的切削刃強化，其主要包括磨削強化、毛刷強化、拖曳強化和噴砂強化等；而特種切削刃強化方法是利用化學的、物理的、電化學的非傳統方式對刀具進行切削刃強化，其主要包括雷射強化、電火花電蝕強化、電化學強化和磨料水射流強化等。磨削強化是通過控制砂輪的運動在刀具刃口加工出多個負倒棱，此來逼近圓弧刃口輪廓。一般用於可轉位刀片的強化，其刃口均勻性較差，而刃口質量則可通過選擇合適的砂輪和磨削參數進行改善，相對於單一負倒核刀具，其刀具壽命提高明雖。毛刷強化是通過含磨料的毛刷與刀具做相對運動，用毛刷上的磨料對刀具刃口材料進斤去除獲得近似的圓弧刃口。適用於可轉位刀片或結構複雜的整體銳刀強化，均勻性較差，純化效率低。拖曳強化是刀具在裝有磨料的容器中做行皇式複合運動，通過磨料與刀其刃口的相對運動來獲得圓弧刃口。適用於整體銳刀強化，磨料的選擇對刃口質量有重要的影響，該種方式均勻性較好，但純化效率低。噴砂強化是利用壓縮氣體加速磨料顆粒，通過產生的高速磨料束來加工刀具刃口，達到圓弧刃口。其加工效率較高，資源利用率較高，刃口形貌會因噴砂工藝參數改變。
套用
雷射切削
雷射強化是採用高能雷射束對刀具刃口燒蝕去除材料來獲得圓孤刃口。不受刀具材料硬度和耐磨性的影響，但刃口會產生熱影響區，影響刀具切削壽命。電火花電蝕強化是利用電極間放電產生的高溫來去除刃口材料獲得圓弧刃曰。不受刀具材料硬度和耐磨性影響，但表面易產生熱影響區，對刀具材料有導電性要求，通用性差。電化學強化是基於電化學加工尖峰溶解效應實現刃曰的圓滑化。不受刀具材料硬度和耐磨性影響，強化質量和效率較高，但對材料有導電性要求。磨料水射流強化是採用高壓水來加速磨料顆粒，產生高速射流來加工刃曰，獲得圓弧刃口。其材料去除效率高，但會因其磨料流高效的材料去除能力而刀具切削刃通過與切削層金屬材料的相互作用，直接參與工件材料的去除。研究表明不同的切削刃強化方法產生的刀具切削刃質量會存在質量差異，由此直接影響刀具在切削過程中的切削性能。好的切削刃質量會提高刀具的切削性能，達到強化的作用效果；反之則會弱化刀具切削刃的切削性能。
金屬切削
刀具切削刃的刃口形狀會影響切削層金屬形成切屑的過程，改變切削過程中產生的熱為合場，因此會影響切削加工的切削為和切削熱，進而對刀具的切削壽命和工件的加工表面質量產生影響。而刀具切削刃強化通過對刃口材料進行微量去除，使切削刃變得圓滑平整，使得刀具刃磨後的微觀缺陷得消除，送在結構上對刀具切削刃實現了強化。與未進行切削刃強化的刀具相比，合適的刃口形狀可有效提高刀具的切削壽命，例如，對於對稱型圓弧刃口的刀具而言，存在一個最優切削刃刃口半徑達到實現刀具切削性能的強化作用。從刀具切削刃"銳"和"固"的矛盾性看，刃口半輕過大同樣會造成切削壽命的降低而起不到切削刃強化的作用。
噴砂切削
噴砂是將通過壓縮空氣加速噴料（石英砂、金剛砂等）形成的高速射流束噴射到需要處理的工件表面，實現對工件表面的加工。由於磨料對工件表面的衝擊和切削作用，工件的表面性能和形狀會發生改變。而微噴砂技術是傳統噴砂技術為基礎，採用微米級尺寸的磨料顆粒在巧低空氣壓力下進行待加工表面處理的技術。微噴砂技術本質可歸結為磨料射流技術，通過壓縮空氣加速微磨料形成磨料射流，憑藉磨料顆粒對工件材料的沖蝕來實現材料的去除。其材料去除理論也包括塑性去除理論和脆性去除理論。由於在沖蝕過程中很多因素如磨料射流工藝參數、工件材料屬性等影響材料的去除，造成磨料射流加工材料的去除機理極其複雜，目前為止還沒有全面統一的理論來解釋材料的沖蝕過。
