硬质合金刀具以其高硬度、高耐磨性等优良性能成为高速和超高速切削加工领域的主流刀具,随着高速切削技术的不断发展,对硬质合金刀具的切削性能提出了更高的要求,而刀片表面质量成为制约刀具高速切削精度和使用寿命的关键因素之一。化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)技术能够有效改善刀片表面精度和切削性能,目前对CMP加工硬质合金刀片过程中材料去除机理和工艺技术方面的许多问题尚未完全解决,而CMP刀片的表面精度很大程度上取决于对机理的认识和工艺的控制。因此,本文以YG8硬质合金刀片前刀面为研究对象,对硬质合金刀片化学机械抛光的机理和工艺进行了研究,主要研究工作如下:首先,在考虑硬质合金刀片CMP过程化学作用的条件下对CMP的化学—机械材料去除模型进行了修正。通过分析YG8硬质合金刀片在弱酸性H2O2基抛光液中的化学氧化作用揭示了刀片表面的化学成膜过程,并通过研究CMP过程的实际接触面积、压力以及抛光垫—磨粒—刀片的接触形式和磨粒的磨削模型,推导得到了 YG8刀片CMP过程化学—机械材料去除率的表达式,方程表明:材料去除率主要受抛光垫特性(微凸峰的表面密度fs、平均曲率半径Rp、高度标准差σp)、磨粒特性(半径R、密度ρn)以及抛光转速V和压力P的影响。然后,采用试验方法分别研究了抛光垫特性(材质、表面粗糙度、表面组织结构)、磨粒特性(材料、粒径、浓度)和工艺参数(抛光速度、抛光压力)对YG8刀片CMP加工过程的影响规律,验证了材料去除机理的正确性,并获得了 YG8刀片CMP加工有效的抛光垫和磨粒材料以及合理的工艺参数范围。结果表明:细帆布抛光垫CMP的效果最好但使用寿命短,聚氨酯抛光垫抛光效果次于细帆布但稳定性高;Al2O3磨粒CMP加工效果最佳,其参数范围是:磨粒粒径为1μm～3μm、浓度为10wt%～15wt%,转速为50～70r/min,压力为 155.25～207KPa。最后,为进一步改善刀片的表面质量,提高YG8刀片CMP的材料去除率,设计了四因素三水平的中心复合设计试验,采用响应曲面法对工艺参数进行优化,分别建立材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Ra)与工艺参数之间的二阶回归预测模型,通过模型获得YG8刀片CMP过程的最佳工艺参数组合为:抛光速度V=65.5r/min、抛光压力P=156.7KPa、磨粒粒径为D=1.1μm、浓度C=13.98wt%,此时得到预测值Ra=0.019μm,MRR=56.56nm/min,最后验证了回归模型的准确性和最佳工艺参数组合的加工效果。