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高速切削加工是切削加工技术的必然发展趋势,刀具的性能在高速切削加工中扮演着重要的角色,直接影响刀具寿命、工件精度和加工效率。刀具的钝化技术通过改变刀具的切削刃微观形貌以及轮廓,保障刀具刃口微观一致性,提高刀具使用可靠性、刀具寿命和切削加工精度。刃口钝化与钝化磨料密切相关,研究不同磨粒及其配比对刃口钝化的影响对于提高刀具钝化效率以及刀具钝化质量都有着重要的意义。本文首先阐述了刀具刃口钝化的基本原理,基于冲蚀磨损的相关理论,针对刀具刃口钝化特点,建立分散固体磨粒对刀具刃口钝化简化模型,采用有限元分析软件ABAQUS开展单磨粒与刃口作用的仿真研究,研究单磨粒对刀具刃口的应力分布、单磨粒作用位置和速度变化的影响规律。其次,采用有限元分析软件ABAQUS开展多磨粒对刀具刃口的钝化研究,通过仿真分析研究多磨粒在不同磨粒粒度、不同磨粒配比、不同速度、不同角度等工艺参数下对磨粒与刃口作用的能量、刃口形变、磨粒速度变化等的影响规律。当多个碳化硅磨粒对刀具刃口进行不断冲击时,刀具刃口发生塑性变形,受力区域不断增大,冲蚀深度不断加深,最终使得刀具刃口发生钝化。最后,基于立式旋转钝化方法的基本特点,建立磨粒粒度为40目、80目和120目的磨粒,磨粒配比为1:2、2:1、1:1,主轴转速为800mm/min、1000 mm/min、1200mm/min,钝化时间为15min、30min、45min的四因素三水平正交实验方案,通过刀具刃口钝化实验,采用刀具测量仪对刃口的钝圆半径进行检测,研究磨粒粒度、磨粒配比、主轴转速和钝化时间对刀具刃口钝圆半径的影响规律。通过有限元仿真分析和刀具刃口钝化正交实验对比研究,结果表明不同钝化工艺参数磨粒粒度、磨粒配比、主轴转速和钝化时间对刃口钝圆半径的和有限元模拟的结果在趋势上是一致的。本文对不同磨粒及其磨粒配比对刃口钝化的研究,特别是单磨粒和多磨粒对刃口作用的研究,对于从微观角度认识磨粒的钝化作用有一定的借鉴价值。本课题由国家自然科学基金项目“刀具非对称刃口钝化机制与对切削性能影响的研究”(51665007)和贵州省工业工关项目“硬质合金刀具刃口钝化工艺装备研发及产业化”(黔科合GY字[2013]3017)资助。