合适的刃口处理技术提升刀具使用寿命

刀具刃口钝化是一个不被普遍重视，而又十分重要的问题。它之所以重要就在于：经钝化后的刀具能有效提高刃口强度、提高刀具寿命和切削过程的稳定性。

大家知道刀具是机床的“牙齿”，影响刀具切削性能和刀具寿命的主要因素，除了刀具材料、刀具几何参数、刀具结构、切削用量优化等，通过大量的刀具刃口钝化实验显示：一个好的刃口型式和刃口钝化质量也是刀具能否多快好省进行切削加工的前提。

何谓刀具刃口钝化？

刀具钝化是指刀具或刀片在精磨之后，涂层之前的一道工序，通过对刀具进行去毛刺、平整、抛光的处理，从而提高刀具质量和延长使用寿命。其名称目前国内外尚不统一，有称“刃口钝化”、“刃口强化”、“刃口珩磨”、“刃口准备”或“ER（Edge Radiusing）处理”等。

为什么要进行刀具刃口钝化？

经普通砂轮或金刚石砂轮刃磨后的刀具刃口，存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。前者可用肉眼和普通放大镜观察到，后者用100倍(带0.010mm刻线)显微镜能够观察到，其微观缺口一般在0.01-0.05mm，严重者高达0.1mm以上。在切削过程中刀具刃口微观缺口极易扩展，加快刀具磨损和损坏。  

现代高速切削加工和自动化机床对刀具性能和稳定性提出了更高的要求，特别是涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理，才能保证涂层的牢固性和使用寿命。  

刀具钝化的目的

刃口钝化技术，其目的就是解决刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。

常见刃口形式

锐刃

【锐刃】刃磨前、后刀面相交而自然形成的锐刃，其刃口锋利、强度差、易磨损。一般用于精加工刀具。  

倒棱刃

【倒棱刃】在刃口附近前刀面上，刃磨出很窄的负前角棱边，大大提高了刃口的强度。用于粗加工和半精加工等刀具。

消振棱刃

【消振棱刃】在刃口附近的后刀面上磨出一条很窄的负后角棱边，切削时增大刀具与工件的接触面积，消除切削过程振动。用于工艺系统刚性不足时所用的单刃刀具。

白刃

【白刃】在刃口附近的后刀面上磨有一条后角为0°的窄边或刃带，可起到支撑导向和挤压光整作用，用于铰刀、拉刀等多刃刀具。 

倒圆刃

【倒圆刃】在对口上刃磨或钝化成一定参数的圆角，增加刃口强度，提高刀具寿命，用于各种粗加工和半精加工的可转位刀具。

刃口钝化形状

刃口钝化几何形状，对刀具寿命有很大影响：一种为圆弧刃，一种为瀑布型刃。

圆弧形刃口

瀑布型刃口

【圆弧型刃口】在刃口转角处形成对称圆弧，占80%以上的刀具所采用，适用于粗精加工。

【瀑布型刃口】在刃口转角处的顶面与侧面比率一般为2:1，为不对称圆弧，适用于恶劣的冲击性加工。

刀具钝化的主要效果

刃口的圆化：去除刃口毛刺、达到*确一致的倒圆加工。

刃口毛刺导致刀具磨损，加工工件的表面也会变得粗糙，经钝化处理后，刃口变得很光滑，极大减少崩刃，工件表面光洁度也会提高。

对刀具凹槽均匀的抛光，提高表面质量和排削性能。

槽表面越平整光滑，排屑就越好，就可实现更高速度的切削。同时表面质量提高后,也减小了刀具与加工材料咬死的危险性。并可减少40%的切削力，切削更流畅。

钝化参数的选择

通过刀片刃口钝化机的研制和生产使用实践，初步掌握了一些规律。针对不同加工条件，选择刃口型式和钝化参数十分重要。由于刀片材质不同，加工条件不同，所选用的刃口型式和刃口钝化形状的参数也不同，否则达不到延长刀具寿命的预期效果。见如下参数推荐表：

与国外刃口钝化参数相对照，占70%刀具钝化值是在0.0254-0.0762之间。*大值：0.127-0.2032mm。*小值：一根头发丝0762mm的1/6，即0.0127mm。即使钝化那么小，也明显地强化了刀具刃口。

从大量的刃口钝化实践经验证实：

1）刃口不一定越锋利越好，也不一定是越钝越好。针对不同加工条件确定不同钝化值才是*好。

2）刃口钝化与刃口型式相结合，是*普遍*有效提高刃口强度和提高刀具寿命降低刀具费用的措施。

3）用微粉砂轮刃磨负倒棱，其微观缺口小(可达0.005-0.010mm)，加上小钝化参数(0.010-0.030mm),使刃口即锋利坚固又耐用。

涂层的抛光

去除刀具涂层后产生的突出小滴，提高表面光洁度、增加润滑油的吸附。

涂层后的刀具表面会产生一些微小的突出小滴，提高了表面粗糙度，使得刀具在切削过程容易产生较大的摩擦热，降低切削速度。经过钝化抛光后，小滴被去除，同时留下了许多小孔，在加工时可以吸附更多的切削液，使得切削时产生的热量大大减少，可以极大得提高切削加工的速度。