刀具在机械加工过程中占有重要地位,然而现阶段刀具过早磨损、寿命短、性能差等问题凸显,对生产效率、制造成本和加工质量产生了较大的负面影响。刀具钝化技术能够消除刃口微观缺陷、获得光滑圆润的刃口轮廓,是提升刀具综合性能和使用寿命的有效措施。本文基于立式旋转抛光钝化方法现存问题和刀具批量低成本钝化需求,从抛光钝化介质与设备两大要素着手,提供了一种应用应变硬化特性介质的刀具钝化方案和一款多工位钝化设备,可实现刀具刃口的高质高效钝化。具体研究内容与成果如下:在现有松散介质的基础上,研制了一种具有应变硬化特性的粘弹性介质,并通过加工试验验证了该介质对于刀具高质高效钝化的可行性,同时基于刀具钝化的本质和高聚物的粘弹性模型,从单颗磨粒的角度构建了立式旋转刀具钝化作业的材料去除模型,从理论上研究了粘弹性介质下的刀具钝化机理和影响因素;以丝锥刀具为例,分别采用正交法和单因素法研究了介质参数和工艺参数对复杂刀具钝化效果的影响规律,试验结果表明:介质各因素对刀具钝化效果的影响主次顺序依次为质量分数、磨粒类型和粒径,其中磨粒质量分数对刀具整体钝化效果有显著影响;工艺参数中,刀具钝化效果随着主轴转速、钝化时长和运动轨迹复杂程度的增加而愈发明显。进一步地,基于上述工艺规律,提出了多工序抛光的刀具钝化工艺方案,并针对不同种类的刀具开展了粗、精工序组合的抛光钝化试验,各刀具在1.5-2min内即取得了高质量的钝化效果。基于提高效率、保证质量、降低成本的总体设计思想,提出了以多工位、高转速为核心的设备总体设计方案,并针对传动机构和多工位的具体实施方案进行了分析与选择,最终确定了多工位立式旋转抛光钝化设备的主体模型;此外,针对设备运动单元采用转置法开展了运动学仿真分析,研究了加工参数、结构参数、回转半径以及料桶运动对刀具标记点运动轨迹的影响规律,为进一步优化设备结构和选择料桶转速提供了依据;同时针对设备的主要承重单元—转盘组件开展了可靠性分析,结果表明所选型或设计的回转支承和转盘能够满足设备的使役要求。