硬质合金刀具的镜面磨削

硬质合金刀具的镜面磨削

随着汽车发动机、航空航天工业、模具加工以及工程机械和其他高端精密机械加工领域对整体硬质合金刀具品质要求的不断提高，促进了国产整体硬质合金刀具从生产中低端产品向满足高端应用不断发展。据不完全统计，2010年我国金属切削刀具市场容量达330亿人民币，约占全球市场的20%，已成为全球最大的市场。其中，国产刀具约为220亿元，进口刀具约为110亿元。进口刀具基本上全是高端产品，而国产刀具中高端产品仅有20亿元，不到国产刀具总量的10%。可见，2010年我国高端刀具市场约有130亿元，而国产化率只有15%左右。

自2000年起，中国开始大批量引进国外先进的五轴、六轴数控工具磨床，虽然许多企业拥有了先进的设备，但却大批量生产中低档刀具，造成了巨大的资源浪费。而要生产高端的刀具，只有实现观念的转变，才能在生产工艺和砂轮选择上把握正确方向。

先进高效刀具是提高加工生产率和产品表面质量的重要因素之一。在高档数控加工中心上，可利用一把高效复合刀具替代多把单一功能刀具，按照加工程序自动完成复杂形状工件的加工，有利于提高生产效率、表面质量和降低生产成本。同时，采用先进高效刀具还能减少换刀时间、提高产品质量等。

在对高效刀具进行磨削加工时，当确定了刀具材料、结构形状以及磨床选型后，砂轮就成为决定加工成败的重要因素。砂轮的技术含量和质量则决定了能否生产出符合设计要求的高品质刀具，因此，高端砂轮与先进的数控五轴、六轴数控工具磨床配合使用，才能达到生产出高端刀具的目标。

为何要实现整体硬质合金刀具的镜面磨削？硬质合金刀具表面达到镜面级是高端产品的标志之一，同时也可以实现以下两个效果：（1）使刀具切削刃口的锯齿状降低到最低限度，增加刀具切削的锋利度，从而提高生产效率；（2）硬质合金刀具表面达到镜面级还可以避免积屑瘤的产生，延长刀具使用寿命。

加工实例：Φ8单刃雕刻刀

整体开槽：采用强力开槽（METROX）砂轮（1A1-D125-10T-10X-31.75H，粒度D46，线速度20m/s，进给速度100～120mm/min）、TTS精磨砂轮（1A1-D125-6T-10X-31.75H，粒度D25，线速度26m/s，进给速度200～300mm/min）、K10抛光砂轮（1A1-D125-6T-10X-31.75H，粒度D5，线速度30m/s，进给速度10～20mm/min）、TTS粗磨砂轮（第一后角，11V9-100D-3W-10X-31.75H，粒度D46，线速度24m/s，进给速度200mm/min）、TTS精磨砂轮（多重后角，11V9-100D-3W-10X-31.75H，粒度D25，线速度28m/s，进给速度300mm/min）、K10抛光砂轮（第一后角，11V9-100D-3W-10X-31.75H，粒度D5，线速度30m/s，进给速度10～20mm/min）。

端刃后角：采用TTS粗磨砂轮（第一后角，11V9-100D-3W-10X-31.75H，粒度D46，线速度24m/s，进给速度200mm/min）、TTS精磨砂轮（第二后角，11V9-100D-3W-10X-31.75H，粒度D25，线速度28m/s，进给速度300mm/min）、K10抛光砂轮（第一后角，11V9-100D-3W-10X-31.75H，粒度D5，线速度30m/s，进给速度10～20mm/min）。

对于砂轮修整和出刃问题，应注意砂轮修整（Truing）和出刃（Dressing）是完全不同的两个概念。抛光砂轮的出刃非常重要，需要配备专用的出刃油石。修整间隔（Truing interval）是判断砂轮耐磨性的主要依据，出刃间隔（Dressing interval）是判断砂轮锋利度的主要依据。

对于磨削与挤压加工工艺来说，硬质合金刀具表面需要通过真正的磨削才能达到镜面级，而非挤压形成。磨削可以达到真正所需要的光洁度；挤压只能得到光亮度，这是绝对需要避免的。我们在使用强力开槽砂轮（METROX）时应注意选择：粒度（根据棒料直径和锯齿大小）、线速度（保证光洁度）和进给速度（取决于开槽深度和总的去除量）。