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高精度焊接式双刃PCD刀具刃磨技术

MW35.com 2006-4-6 远山机械工业股份有限公司上海代表处计志忠

    将待加工刀具装入变径套，然后装入可微调角度的分度工作头中。注意：刀柄、变径套和分度工作头内孔必须擦拭干净，否则难以保证安装同轴度。
    （2）调整安装同轴度
    将千分表置于刀具的调整环A和B上，调整紧定螺钉，使刀具轴线与工作头主轴轴线平行；调整紧定螺钉，使刀具轴线与工作头主轴轴线重合。调整后的安装同轴度误差应小于1μm。
    （3）调整刀具刃口位置
    转动刀具使刃口处于水平面上（比水平面略低），调整好砂轮后角，在刀具两个刀刃的后角处磨出刃口。用测量装置的两个测量头与刀具后面接触，然后缓慢移动刀具，使刀具刃口与测量头接触，当显示的测量数据为最大值时，刀具位置前角为0°。将分度工作头插销插入等分盘缺口内，并使等分盘与工作头主轴联锁。
    （4）刃磨端面后角
    脱开测量装置，将回转工作台转过90°，将砂轮调整到端面后角，刃磨端面两个刃口；然后将刀具从变径套中拆下，用光学对刀仪测量刃口的等高性和180°顶角，并通过回转工作台进行调整，直至达到加工要求；然后测量HSK基准面到刃口的距离，通过刃磨达到112±0.03mm的尺寸要求（如果是阶梯刀具，则按照图纸磨削出阶梯长度和阶梯角）。
    （5）刃磨刀具圆周刃口
    将回转工作台按顺时针方向转过90.086°，经调整后磨出的刀具有1.5×10－3的倒锥；将砂轮角度调整为刀具圆周后角，分别刃磨出两个刃口的后角。
    按前述测量方法测出刀具直径D和圆跳动δ，并判别两个刃口的半径大小。设刀具的大边半径为R2，小边半径为R1，则有D=R1+R2,δ=R2－R1；R2＝（D＋δ）/2，R1＝（D－δ）/2。设刀具公称半径为R0，则大边修磨余量为R2－R0，小边修磨余量为R1－R0。根据测量计算结果，对两个刃口边刃磨边测量，直至刀具的直径尺寸和同轴度均符合加工要求为止。
    4.PCD刀具的刃口处理
    新刀具在切削加工中的磨损过程可分为三个阶段：初始磨损阶段、尺寸稳定阶段和急剧磨损阶段。在PCD刀具的刃磨加工中，刃口处理对于提高刀具使用寿命十分重要。以加工发动机气门孔用PCD刀具为例，进口刀具的正常使用寿命为3万件，但未经刃口处理的自制刀具仅加工300件后零件尺寸即偏小超差，其主要原因是刀具初始磨损阶段的磨损量超过了刀具公差，当刀具磨损进入尺寸稳定阶段时，加工零件尺寸已超差，虽然刀具刃口状况良好，但不得不报废。刃口处理的目的就是刃磨时预留初始磨损量，当刀具磨损进入尺寸稳定阶段时其加工尺寸正好处于公差范围内，以延长刀具使用寿命。
    刀具刃口处理的具体方法可根据加工情况而定，可采用手工方法钝化刀具刃口，去掉毛刺和锋口；也可在原有后角上再刃磨出1°的第一后角，后角棱边宽度0.08～0.10mm。刃口处理时应将磨床的砂轮更换为粒度更细的超精级砂轮，如PCD刀具加工铝合金时的第二后角为11°，则刃口单边预留量应为14～18μm。
    5.PCD刀具的动平衡
    超硬刀具通常用于高速切削，切削速度可达普通切削的5～10倍，因此制作新刀具时必须经过动平衡。刀具应安装在刀辅具上一起作动平衡。根据ISO 1940/4的要求，刀具允许的动平衡量U（gmm）为：U=9549GW/n，式中G为动平衡等级，对于刀具，G=2.5；W为刀具加上刀辅具的重量（kg）；n为刀具加工时的转速(r/min)。