基于剪切增稠液的高速钢铣刀刃口修整*

王明海, 张静波, 龙志凯, 王 奔, 刘 标, 慈言海

(1.沈阳航空航天大学 机电工程学院, 沈阳 110136)(2.沈阳飞机工业集团有限公司, 沈阳 110850)(3.空军驻沈阳地区第一军事代表室, 沈阳 110083)

新生产出来的刀具刃口有微裂纹、缺口等微观几何缺陷，不仅降低刀具的表面质量和刃口强度，而且在切削过程中容易扩展和延伸，导致刀具的磨损和破损，缩短刀具的使用寿命，降低被加工工件的表面质量[1]。刀具修整是通过一定的方法对刀具进行打磨，可有效去除刃口的微观几何缺陷，减少刃口损伤，增加刃口强度，提高刀具质量，从而延长刀具的使用寿命。常用的方法有磨粒喷射加工、毛刷加工和拖曳式抛光等，其他方法包括磨粒流加工、磨削加工、电火花加工、激光加工和电化学加工等[2]。本试验采用剪切增稠抛光液(shear thickening fluid, STF)进行铣刀刃口的修整，属于磨粒流加工方法的一种。

剪切增稠液是一种特殊的非牛顿流体，当剪切速率超过其临界值时，体系的黏度会迅速增大，呈现类似固体的性质[3]。近年来，STF应用于精密抛光、刀具修整等各个领域。在精密抛光领域，李敏等[4]通过STF抛光液实现了对单晶硅片的高效精密抛光。NGUYEN等[5]通过STF抛光液提高了合金钢齿轮的表面质量。ZHU等[6]提出了一种新型非牛顿内孔抛光工艺，并通过建模和试验证明其具有良好的抛光性能。在刀具修整领域，LYU等[7-8]研究了剪切增稠液的抛光速度、磨料浓度、磨料粒度和夹具倾角对复杂形状硬质合金刀具质量的影响，并提出一种毛刷辅助剪切增稠抛光方法，提高了复杂硬质合金切削刃表面粗糙度的一致性。……