JIC35導讀：隨著PCD、CBN等超硬材料刀具在汽車、摩托車、空調壓縮機、木材加工等行業的廣泛應用，對此類刀具的市場需求日益增加。目前國內已有約20家企業從事超硬刀具的開發、加工與刃磨，但其中大部分廠家都局限于低端產品（如精度要求不高的刀片裝夾式超硬刀具等）的加工，導致此類產品市場競爭激烈。而一些產品（如高精度焊接式PCD刀具等）卻因為技術要求高、加工難度大而少有廠家問津，產品仍主要依靠進口。
　　
　　據統計，2001年上海大眾汽車有限公司的2VQS發動機生產線消耗的進口高精度焊接式PCD刀具費用已超過100萬元人民幣（Passat、Polo車型的發動機加工刀具費用尚未統計在內）。一汽大眾的2VQS發動機生產線與上海大眾基本相同，對此類刀具的消耗量也很大，再加上全國其它汽車、摩托車制造廠及相關行業的刀具消耗，可見對于高精度焊接式PCD刀具有著巨大的市場需求。為降低生產成本，企業迫切希望實現此類刀具的國產化加工與刃磨。
　　
　　1.高精度焊接式PCD刀具技術要求
　　
　　高精度焊接式PCD刀具的技術要求較高。刀柄采用HSK接柄或安裝在HSK液壓夾頭中的直柄；PCD刀具長度小于150mm，直徑在50mm以內，刀刃直徑公差為0.003mm，精度等級IT2～IT3，IT3精度的同軸度公差為0.003mm。
　　
　　焊接式PCD刀具刃口與刀柄的同軸度誤差由磨削加工誤差和刀具安裝誤差綜合而成，要將其控制在0.003mm范圍內相當困難。為了保證0.003mm的刀具外徑公差，對加工機床和磨削工藝方法的加工精度也提出了很高要求。此外，為了實現高精度焊接式PCD刀具的準確測量，要求測量儀器的綜合測量精度達到微米級，且作用于刀具刃口的測量力應控制在150mN以內。
　　
　　2.高精度PCD刀具磨床
　　
　　現以遠山機械股份有限公司生產的FC-500D型PCD&CBN刀具磨床為例，簡要介紹高精度PCD刀具磨床的結構特點與加工性能。
　　
　　（1）機床特點
　　
　　FC-500D型PCD&CBN刀具磨床的砂輪行程為500mm，可滿足長度為150mm刀具的磨削行程要求。利用機床的旋轉工作臺及其轉角顯示功能，可實現刀具刃口1：1000～1：1500的倒錐磨削要求。砂輪座和工作臺導軌均采用瑞士SchneeBerger高精度滾柱線性導軌。工作臺進給方式為氣壓柔性進給，手柄每格進給量為1μm（顯示器顯示）。刃磨時砂輪與刀具的接觸壓力可調。磨頭高度位置可調，可磨削大直徑PCD鋸片銑刀。磨床上配置了高精度攝像系統（CCD），可通過屏幕清晰顯示刀具刃磨加工情況（放大倍率15～120倍），同時可通過顯示器屏幕檢測刀具刃口圓弧（可測zui小圓弧R0.05mm）。
　　
　　（2）分度工作頭
　　
　　為實現高精度PCD刀具的精密刃磨，磨床上設計了可微調角度的分度工作頭。該工作頭采用SK40主軸內孔和蝸輪蝸桿副傳動的主軸微調機構。當蝸桿與蝸輪脫開時，主軸可實現快速轉動。24等分的分度盤與主軸可空套或聯鎖。固定在夾具體上的插銷可插入分度盤缺口內，使分度盤與主軸在圓周上定位固定（此時分度盤與主軸處于聯鎖狀態）。24等分分度盤適用于加工2、3、4、6、8等分的刀具，如需加工5、7等分的刀具，則需改用20等分或28等分的分度盤。
　　
　　（3）變徑套
　　
　　由于分度工作頭采用SK40主軸內孔，因此加工HSK柄部的刀具時，必須利用變徑套才能將刀具固定在工作頭主軸內孔中（加工直柄刀具時，也可先將刀具裝在HSK柄的液壓直柄夾具中，然后通過變徑套裝入工作頭主軸內孔中）。由于主軸內孔和變徑套均存在同軸度誤差，因此為滿足刀具加工的同軸度要求（0003mm），采用了國外開發的可調中心變徑套新技術。該變徑套結構由兩部分組成，左邊為SK40部分，可安裝到分度工作頭主軸內孔中；右邊為HSK部分，可與刀具的HSK柄部聯接。左、右兩部分之間采用軸、孔定位聯接，由四個內六角螺釘固定。軸與孔之間為間隙配合，配合間隙即為中心調整范圍。軸上有四個小平面。左、右兩部分軸線的同軸度偏差由正對小平面的內六角緊定螺釘調整，軸線的平行度由緊定螺釘調整。變徑套調整好后，應在SK40柄部和與之配合的分度工作頭SK40內孔的圓周上作出標記，以確定變徑套安裝位置，避免重新安裝變徑套時重復調整同軸度。