超人集团有限公司 唐仙强 

    随着时代和技术的发展，人类追求物质的需求也不断地更新，伴随着新技术、新材料、新工艺的开发和研究不断深入。在剃须刀行业内，刀网的加工成为目前在行业内急需改进和研究的课题。
剃须刀的刀网是一种薄壁浅凹槽的零件。（如图1）
    凹槽内表面6和7为加工平整、光滑的内表面，1、2、3、4处的转角不允许出现大于0.3mm的圆角和斜角，表面粗糙度、同心度要求高。
    目前主要的加工方法包括管子砂套磨、数控车床精加工和电火花加工等。虽然上述加工方法都能生产和加工，但存在不同程度的缺陷，影响了刀网的产量和质量，也不同程度提升了刀网成本。
     1、管子砂套磨是由砂纸卷成管状（或用胶水金钢砂混制而成），在磨削过程中，表面粗糙度受金刚砂颗粒粗细的影响，一般都采用多次磨削加工，加工效率低，由于管子砂套在旋转过程中，砂管线速度不一样，导致外磨损大，内磨损小，形成6、7内表面高低不相同，给后续加工增加难度。
     2、数控车床精加工，由于6、7槽宽度只有3—5mm，中间又有凸筋隔断，这样增加了切削的难度，表面粗糙度低，需要增加表面衍磨处理，成本高。
     3、电火花加工存在成本大、加工进度慢、设备投入大的问题，而且，电极损耗大，很难形成更大批量的生产。
随着电化学加工的不断研究和成熟，将电化学加工和磨削结合成为一种新的加工工艺方法，称为电解磨削。电解磨削是由电解作用和机械磨削相结合的加工过程，电解磨削时，加工件在直流电源的阳极上，导电的砂轮接在阴极上，两者保持一定的接触压力，并将电解液引入加工区。当电源接通后，工件的金属表面发生阳极溶解并形成了很薄的氧化膜，其硬度比工件低，容易被高速旋转的砂磨刮除，随即又形成新的氧化膜，又被磨削反复加工，因此，其具有加工速度快，成本低，表面粗糙度高等优点。
为实现刀网的电解磨削，特设计下面加工装备：
    1、刀网加工装置和控制系统。（如图 2）
刀网电解磨削加工装置如图2所示，磨头安装在主机上作为阴极，通过控制台来调节电机的转速和电解电流的大小，机床的上下移动通过气动控制系统来实现，刀网放在工作台上，作为阳极与控制台连接为一个闭合的回路。在阴极和阳极接通后，刀网表面会有气泡（氢气）冒出，所以保持装置的通风良好。
    2、刀网加工控制过程与纠正措施。
为确保刀网在电解磨削时保持产品不发黑，表面粗糙度良好，转角清晰，经过试验和调试从以下4个方面来控制：
     （1）主机的旋转速度一般设计在12000rpm—16000rpm，磨头向下压力0.4Mpa—0.5Mpa，电流在5A—20A之间调节；转速过快，导致在对刀网磨削过程中，增加电解液的离心力，使刀网在磨削过程中，电解液不能充分充满刀网，起不了电解作用，变成单纯的机械磨削，严重时导致磨头爆裂。转速过慢，刀网内表面的粗糙度达不到要求，同时加工速度慢，效益低。主机压力的控制没有转速那样明显，但对生产效率有一点影响。
     （2）电解液
    电解液是电解磨削过程中主要介质，其主要成分为NaNO3,NaH2PO4，KNO3其中主要成份NaNO3占60%以上。
     （3）磨头
    磨头是电解磨削起关键作用的一个部件，它既作为一个磨削的工具，又是电解过程中的阴极，既要承受磨削过程中所产生的离心力、强度和压力，又要承受在电解过程中大电流的冲击。为此，经过多次调试，磨头一般采用金刚石与铜基粉混合通过烧结粘合而成，既顾及磨头的切割性，又考虑到作为阴极的导电性。（如图3）
    由于磨头在电解磨削过程中高速旋转，导致电解液在施加到刀网中时被磨头旋转所产生的离心力抛散，无法充满磨头与刀网之间的空隙，导致电解过程中的失效，成为纯机械磨削加工（图3），结果导致磨头的严重磨损和刀网的发黑。为避免这一现象发生，按图4的方式对磨头进行加工，将磨头中间开通孔，使通孔中心不在被磨削的面8上（图1），这样当磨头高速放置时，电解液从中心灌入，由于离心力的作用，使电解液向外流动，流入磨头与刀网之间，使磨头与刀网之间充满电解液，使电解过程持续有效地进行。（图4）

     （4）工作台
    由于刀网要求几个转角不大于0.3mm的圆角和钝角，这是电解磨削加工的一个最大难题。同时，磨头离刀网壁非常近，磨头同时对加工面和壁电解。按刀网要求，磨头的磨面周边要求直角（尖角），导致磨头在放电时，出现尖端放电效应，尖角处电流密度大，拉孤机会多，使磨头的周边尖角容易变钝，使刀网出现圆角或斜角。按一般的加工方法，在磨头出现圆角时，就必须对磨头进行平磨或用电火花加工来修整，这样不仅增加磨头的成本，同时使生产效率进一步降低，刀网的一致性差。为此，对工作台进行进一步设计与研究，增加自磨功能，如图2所示。
    在工作台上安装一个防水电机，防水电机上安装偏心块，工作台用4根柔性摇臂连接，在电机旋转过程中，工作台四周回旋，带动刀网一起运动，使磨头在刀网中间发生0.3—0.5mm之间的移动。磨头在移动时利用机械磨削,修复磨头的钝角或圆角，使磨头周边保持尖角。实际表明，对工作台从刚性到柔性的转变，不仅增加了磨头的寿命，同时提高了加工刀网的效率，提升了刀网的质量，起了一个跳跃性的变革。
    以上对电解磨削法从装置、加工工艺方面对刀网的加工作了详尽的探讨，各参数的调节对刀网都有极其重要的影响。通过合理工艺、装备的调整，使加工出的剃须刀刀网获得一个高质量。

参考文献： 
    1：加工制备微细工具电极试验研究，兵工学报，2010，VOI.31(1):74-78
    王明环，朱荻
    2：电解加工中工具电极的制备及应用,微细加工技术，2007，VOI.5(10):52-56
    王明环，朱荻，王磊，张朝阳
    3：波辅助纯钛微细群孔光刻电解试验研究,电加工与模具，1009-279X(2010)01-0013-04
    汪炜，刘正埙，何铁军，彭 昀
    4：电解加工原理与应用,国防工业出版社，2001，（1）：5-8
    王建业，徐家文
    5：短脉冲电流微细电解加工技术研究，中国机械工程，2005（14）：1295-1298
    张朝阳，朱荻，王明环，曲宁松