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摘要
目的 高效、低成本地消除丝锥、铰刀、钻头、铣刀等金属加工刀具磨削后产生的表面毛刺、亚表面烧伤等加工缺陷，实现刀具的高效钝化抛光。方法 基于磨粒流加工（AFM）技术，提出一种刀具旋转磨粒流抛光（R–AFM）原理和方法。通过模拟仿真方法获得优化的刀具运动轨迹，进一步研发可装夹40把刀具的多工位旋转磨粒流高效抛光专用设备；以高速钢丝锥为研究对象，选用新研制的GC磨料介质作为钝化抛光介质，采用正交实验设计法,通过极差分析和方差分析，探究工件转速、加工时间、磨粒粒径及磨粒质量分数等工艺参数对刃口钝圆半径的影响规律；再选用正交试验获得的工艺参数组合，采用自主研制的WS和GC磨料介质，分别对丝锥刀具进行钝化抛光试验，分析2种新型磨料介质的钝化抛光特性；最后，基于前面的实验结果和理论分析，优选刀具钝化抛光复合加工的工艺参数，并验证刀具的钝化抛光效果。结果 各工艺参数对刀具刃口钝圆半径的影响程度依次为刀具回转速度、钝化抛光时间、磨粒质量分数和粒度。高硬度的GC磨料介质具有材料去除率高、对刃口的钝化能力较强等特点。在保持切削刃锋利度的前提下，采用低硬度的WS磨料介质，其毛刺去除效果更好。采用优化的工艺参数和自主研制的WS、GC磨料介质，对新加工的丝锥分别进行了1.5 min和1 min的组合抛光，加工后丝锥表面的毛刺得以完全去除，表面磨削烧伤痕迹显著消减，表面粗糙度Sa可从0.73μm降至0.26μm，刃口圆角半径可控制在企业要求的5μm以内，刃口得到了有效修整，且避免了刀具刃口的“过顿”现象，抛光效率平均可达20支/min。结论 旋转磨粒流抛光技术与装备能高效去除刀具表面的毛刺，有效地改善了刃口加工缺陷，为复杂结构成型刀具等零件的高质、高效钝化抛光加工提供了一条新途径。
- 出版日期2023
- 单位大连理工大学
