金融行业在基础产业中有着极其重要的话语权，当中约有45%的零部件成形工作是透过研磨加工来顺利完成的。科学研究统计数据说明：全世界每年消耗在机械加工中的费用约3000亿美元，当中，零部件80%以上的孔是透过钻削加工来顺利完成的，钻削加工是零部件成形加工中最为常见的成品众所周知。随着技术的进步，孔加工种类及其方法呈现出多元化，当中，可Avold钻孔就是最众所周知的代表众所周知(蟹蛛科花1)。由于高效率孔加工的出现，对具有适应各种研磨前提下的刀体金属材料和结构明确提出新且特殊的要求。

高操控性合金辅助工具钢SKD61(日本车牌号)对应我国的4Cr5MoSiV1、一胜百的8407、韩国的STD61和美国的H13等，由于添加了强化元素钒和钼，具备优异的抗高温烦躁操控性被广泛应用于高操控性钻孔刀体的制作。

高操控性刀体的制造主要选用高精密研磨加工来顺利完成，刀体往往选用退火后研磨的方式(加工硬度≥HRC50)来获得更精准的设计尺寸。因此，刀体的整体可研磨操控性较差，尤其是内衬的椭圆形棒料研磨加工(属于众所周知的间歇性研磨)，倘若focusing优先选择不当，那么的过早失灵问题会非常突出。

目前，特别针对SKD61的有关报导主要集中在成分防腐剂量和退火方式对其力学操控性的影响和研磨方式对其表面准确性与烦躁作用机制各方面的科学研究，而特别针对间歇性研磨操作过程中focusing相匹配性各方面的科学研究尚未见报导。

本文透过间歇性研磨测试，对完全相同focusing与高操控性合金辅助工具钢SKD61的研磨相匹配性各方面进行科学研究，并明确提出最佳focusing优先选择方案。科学交叉学科为刀体的高效加工、的精准设计及优化优先选择提供测试方法借鉴和统计数据支撑。

1间歇性研磨测试

（1）测试方法及目的

完全相同几何结构的在完全相同研磨模块前提下承受的机械有效载荷是完全相同的。测试优先选择3种完全相同形状，完全相同车牌号的切削小刀进行测试，收集研磨操作过程中的研磨力、冲击信号、脉动失灵监控及无腺特点等有关重要信息，以分析完全相同focusing与高气压钢的研磨操控性相匹配性。切削测试模块均在小刀原始推荐研磨模块范围内优先选择，测试方法为：

①研磨速度vc静止，分别改变进给量f和研磨广度ap的数值，分析完全相同研磨速度前提下，完全相同结构的研磨力变动情形；

②维持研磨速度vc、进给量f和研磨广度ap维持不变，分析测试的寿命情形，科学研究其失灵机理；

③维持研磨广度ap和进给量f维持不变，科学研究完全相同研磨速度vc前提下研磨力和寿命变动情形。

（2）测试前提

测试机床：船机滚珠轴承CA6140；钻孔金属材料：SKD61钢；测力仪：Kistler三向测力仪；温度监控：Themo Vision A40M光学设备；失灵监控：MS50K高速摄影机(蟹蛛科花2)；失灵无腺特点：超对比度显微镜史提芬士VHX-1000。当中，测试选用厦门金鹭特种合金ISO标准车小刀，重要信息和研磨模块如表1右图

2测试结果及分析

（1）研磨速度vc静止前提下的研磨力

表2为在完全相同研磨速度vc、完全相同进给量f和研磨广度ap前提下，测试的研磨力收集统计数据。当中，统计数据对比分析如图3右图。

由图3可知，在完全相同研磨速度vc前提下研磨力F随着研磨广度ap的增加而增大。从图3a和图3b对比分析可知，S型小刀研磨时主研磨力Fz最大，径向力Fy次之，轴向力Fx最小；从图3d分析可知，V型小刀研磨时与S型小刀一样也是主研磨力Fz最大，完全相同的是径向力Fy和轴向力Fx几近相等；从图3c统计数据分析可知：R型小刀研磨SKD61钢时却是径向力Fy比主研磨力Fz大，轴向力Fx最小。

由图4测试研磨合力对比分析统计数据可知：V型研磨合力最大，仅次于V型小刀的是R型小刀，涂层S型小刀排第三位，而未涂层的S型小刀的研磨合力最小。从研磨力统计数据初步分析可知适合SKD61间歇性切削的focusing主要是S型和V型。

（2）失灵分析

研磨操作过程中，选取在测试模块组：研磨速度vc=50m/min，进给量f=0.5mm/r和研磨广度ap=1.2mm前提下对实验的失灵形式进行分析，同时统计其在后刀面磨损量VB=0.3mm时的寿命统计数据(见表3和图5)。

由图5分析可知，SKD61钢研磨操作过程中，涂层小刀的寿命远高于未涂层S型小刀，当中寿命最高的是V型涂层小刀，为未涂层S型小刀的50倍以上。

从图6分析可知，未涂层S型小刀的主要失灵形式为崩刃，而完全相同几何结构的涂层S型小刀主要失灵形式为后刀面磨损。图6c和图6d为涂层R型和V型小刀失灵形式图。当中，V型小刀后刀面的失灵形式与涂层S型小刀的相似，间歇性研磨初期小刀在热—力耦合冲击作用下后刀面涂层发生磨损和脱落，进而引起磨粒磨损、刀—屑粘结破损和崩刃问题的产生。涂层R型小刀的主要失灵形式为涂层脱落后的崩刃，同时断屑槽前刀面伴随有月牙洼磨损，但整个研磨操作过程未出现刀—屑粘结破损。

由综合研磨测试失灵统计数据可知：在大进给f和中等研磨广度ap前提下，刀—屑接触区域热—力耦合波动性较大，涂层承受冷热交替作用的有效载荷冲击，倘若涂层与硬质合金基体结合力不足，那么比较容易出现过早烦躁而产生涂层脱落，并伴随其它破损问题的产生。由于R型小刀的径向力Fy和主研磨力Fz均比其它测试focusing的大，因此，涂层更容易出现过早烦躁而脱落。透过测试可知，弧形研磨刃的硬质合金小刀对涂层与基体的结合力要求较高，在涂层结合力完全相同的情形下，应尽可能简化focusing的复杂性。

（3）研磨速度vc对寿命的影响规律

综合研磨力和寿命情形可知：涂层S型小刀在研磨SKD61钢的操控性表现最佳，因此对其进行单因素研磨测试，分析此种小刀在完全相同研磨速度vc前提下的寿命，从而科学研究研磨速度vc对寿命的影响规律性(见表4)。

从表4中完全相同研磨速度前提下有效载荷情形分析可知：在vc=100m/min和vc=150m/min两种研磨速度前提下，径向力Fy的变动较小，但都比在vc=50m/min前提下的大15%左右。

表5为涂层S型小刀在完全相同研磨速度vc、静止研磨广度ap=1.2mm和进给量f=0.5mm/r条件下研磨SKD61钢时后刀面磨损量VB=0.3mm标准前提下的寿命统计统计数据。统计数据说明：在研磨速度vc=150m/min时，测试小刀的寿命最小；在研磨速度vc=100m/min时，其寿命却是最大的。

综合测试统计数据可知：在间歇性研磨操作过程中，研磨速度vc对寿命的影响呈非线性方式变动，进给量f对寿命的影响最大，研磨速度vc次之。

小结

本文特别针对高操控性合金辅助工具钢SKD61进行间歇性研磨测试，科学研究完全相同focusing与该钻孔金属材料的相匹配性，获得如下结论：

（1）在维持研磨速度vc静止的情形下，测试的研磨力随着研磨广度ap的增加而增加，因此证明了间歇性研磨操作过程中研磨广度ap对研磨力的影响较大。

（2）间歇性研磨测试操作过程中，涂层V型小刀的研磨力F最大，涂层R型小刀的次之，涂层S型小刀的研磨力F排第三，未涂层S型小刀的研磨力F最小。然而，涂层S型小刀在切削SKD61时的研磨操控性和寿命均高于未涂层的S型刀片，其主要失灵形式为研磨刃微崩和后刀面磨损。因此，进一步证实了间歇性研磨操作过程中，的过早失灵是研磨力和研磨热综合作用的结果。

（3）透过单因素研磨测试分析可知：涂层小刀抗冲击次数并非随研磨速度的递增而呈现出递减的状态，而是受进给量f和研磨广度ap一起综合作用的结果。每种在自己合适的研磨模块范围内的抗冲击寿命最长。