微细切削刀具的特征及其制备技术（二）

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　　(6)耐磨性好，磨损过程均匀微细切削刀具的切削部分应具有足够高的硬度，以保证其耐磨性。用已磨钝的刀具进行微细切削，不仅影响加工精度，并且会产生明显的加工毛刺，给表面精整带来困难。

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　　(7)动平衡精度高微细立铣削时，刀具跳动与进给量的比值明显大于常规切削。在极高的主轴转速下，切削刃之间的切削负载极不均衡，切削力波动现象严重，将影响切削过程的稳定性和刀具的可靠性。为保证刀尖运动轨迹和加工精度，微细立铣刀、钻头等旋转刀具应具有极高的动平衡精度，使用前必须随同刀柄系统进行动平衡测试。

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　　(8)刀具夹持精确可靠微细旋转刀具的安装误差是影响加工精度和可靠性的主要因素。刀具夹持系统应具有较高的接触刚度和重复定位精度，并具有良好的高速锁紧性。

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　　3微细切削刀具的材料选用

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　　先进适用的刀具材料是保证微细切削刀具综合性能的重要技术手段。单晶金刚石、细晶粒和超细晶粒硬质合金是比较理想的微细切削刀具材料。

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　　(1)单晶金刚石单晶金刚石具有硬度高、弹性模量高、与工件材料摩擦系数低、晶体结构呈单晶等优点，可以抛光加工出极锋利的切削刃(刃口半径可小于50～100nm)，适合铜、铝等有色金属材料的精密微细切削。根据延性域加工机理，通过采用合理的刀具参数和切削工艺参数，利用单晶金刚石刀具可实现硅片、锗、光学玻璃等脆性材料的延性域微细切削，能够满足微小型光学零件的精密加工需求。另一方面，单晶金刚石刀具在微细切削中的应用也受到很大局限，如：与铁的亲和力强，加工钢时化学磨损严重，应用范围主要局限于铁基材料；硬度极高，复杂结构成形困难，只适合制造尺度较大、形状相对简单的车刀和飞切刀具，不适合制造带螺旋槽的微细钻头和立铣刀。

　　(2)细晶粒和超细晶粒硬质合金细晶粒与超细晶粒硬质合金是指晶粒度大小在0.2～1.3μm之间的硬质合金。随着硬质合金晶粒的细化，硬质相尺寸减小，粘结相分布更加均匀，材料硬度和抗弯强度都得以提高，扩大了硬质合金的应用领域。细晶粒与超细晶粒硬质合金的以下特点较适合制作微细切削刀具：

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　　①晶粒极细细晶粒组织能减小刀具成形过程的崩刃缺陷，制备出的刀具刃口锋利，表层显微组织均匀，几何参数稳定，尺寸一致性好，有利于实现批量生产。

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　　②硬度和抗弯强度“双高”，弹性模量大细晶粒和超细晶粒硬质合金突破了硬度与抗弯强度之间的逆向关系，具有较好的综合物理特性，如：耐磨性好，经过较长切削行程后，刀具仍能保持较小的刃口半径和光滑表面；刃口强度高，材料去除顺畅，能够获得稳定的加工表面质量；断裂韧性好，微细切削过程中刀具磨损均匀，刀具可靠性好；弹性模量大，制备出的微细刀具刚性好，有利于保证加工精度，尤其是微小孔的位置精度和微小薄壁结构的形状精度。

　　③加工材料范围广泛细晶粒和超细晶粒硬质合金对于各类工程材料的适应能力较强，其突出优势是可以加工钢，扩大了微细切削的应用领域。基于细晶粒和超细晶粒硬质合金刀具的高强高硬钢的微细切削具有广阔的应用前景。

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