正確的刀具邊緣修整對(duì)刀具的性能和壽命有很大的影響,通過減少常見失效例如碎斷、發(fā)熱引起的破損、積屑瘤等,這些故障嚴(yán)重影響刀具的穩(wěn)定性。適當(dāng)修磨刀具,還能改進(jìn)切削過程的可重復(fù)精度,有助于實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化生產(chǎn)。
刃口修磨是微小的磨蝕過程,必須對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行控制,才能保證嚴(yán)格的公差要求。問題是,在對(duì)刀具材料進(jìn)行加工時(shí),很難控制金屬切除率和刀刃的一致性。修磨工藝常常憑著經(jīng)驗(yàn)推測(cè),而且受制于機(jī)床的可變性和操作者的專業(yè)技能。常規(guī)修磨工藝往往磨削過多刀具的角,并且可能由于零件差異而無法控制換刀基準(zhǔn)。操作中,不僅刃口修磨難以控制,而且切削工況沿刀刃變化,加工時(shí)最佳修磨量也沿刀刃變化。
WilliamJ.Enders博士稱,“切削深度隨著刀尖半徑減小而減小,所以人們希望減小刀尖圓角半徑。”Enders是密執(zhí)安理工大學(xué)機(jī)械工程與工程力學(xué)系副教授,兼密執(zhí)安Houghton加工分析技術(shù)公司總裁,研究刀具邊緣加工已有十多年。
在刀具前緣,切削深度是最大的,因此刀刃最需要保護(hù)。而在刀具后緣,切削深度幾乎減小為零,修磨量應(yīng)相應(yīng)減小。對(duì)于恒定不變的修磨量,為了保護(hù)刀具前緣,在刀具后緣修磨量大于切屑深度,因此刀刃不能有效地切除材料,還增大摩擦、切削力、溫度和磨損。
直到不久前,刀具邊緣修整方法的進(jìn)展速度落后于刀具其它相關(guān)技術(shù),如基體材料、形狀尺寸和表面涂層。位于賓夕法尼亞州Cresco的ConicityTechnologiesLLC(www.conicity.com)利用其專用微幾何工藝,創(chuàng)造出了在同一刀具的不同表面進(jìn)行可變修磨的工藝。該工藝采用致密的碳化硅纖維刷,并采用計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)精密控制刃口成形,公差始終保持在0.0003英寸以內(nèi),這個(gè)數(shù)量級(jí)比大多數(shù)常規(guī)修磨方法更精密。
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