CN102658507A - 一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法及其柔性钝化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法及其柔性钝化装置，该方法是将超硬度或高硬度磨料按照预先设定的比例与水相混合形成水基钝化介质并放置在一个容器中，在该容器中装有涡轮浆，由涡轮浆带动容器中的水基钝化介质朝着一个方向旋转；用夹具将超硬材料刀具夹好，并将超硬材料刀具的刃口浸入容器的水基钝化介质中，同时让夹具带动超硬材料刀具在水基钝化介质中旋转，且夹具和超硬材料刀具的转动方向与水基钝化介质的旋转主向相反，由水基钝化介质相对于超硬材料刀具的逆旋转所形成的摩擦来实现对超硬材料刀具的柔性钝化处理。通过该方法能够有效解决现有技术中所存在的对超硬材料刀具进行钝化处理时的问题，并具有简单、容易实现的特点。

Description

一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法及其柔性钝化装置

技术领域

本发明涉及机械加工行业的刀具制造领域，特别是涉及一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法及其柔性钝化装置。

背景技术

刀具通常都需要进行钝化处理。传统的处理方法是将刀具插入磨料堆中搅动，在搅动中使刀具与磨料相摩擦，使刀具的刃口钝化。这种钝化方式既不便于操作，钝化的效果也不理想。

现在国内没有自己设计生产的钝化机用来对刀具进行钝化处理。  国外有两款刀具钝化设备。一款是瑞士gerber，具有50多年的生产历史；  这款钝化机的原理是采用毛刷通过加入金刚石研磨膏通过工作台，工件载体及毛刷的旋转运动，使工件各个方向的边角都得到了均匀的钝化并去除了毛刺；这款设备可以钝化数控刀片与杆状刀具；对于超硬数控刀具的钝化(使用寿命可以提高20-30％，或者更多)，只能做杆状钻头的钝化，而面对形状复杂，材料硬度很高(HV4000-9000)的超硬材料，这款钝化机的工作原理就不能胜任。另外一款是德国生产的刀具钝化机(DF-Tools)系列，它的工作原理是工件可通过在缸体内的磨料进行打磨或抛光；德国生产的钝化机主要用于高速钢刀具的去毛刺，以及硬质合金杆状刀具的钝化，而对于超硬刀具杆状刀具钝化不是非常的合适，主要是不能控制钝化值。还有现在钝化处理过程所采用的钝化介质主要是为硬质合金杆状刀具设计，不是很适合超硬刀具(超硬材料要比硬质合金脆，如果使用同样介质容易嘣刃，目前还买有合适的介质)，而且德国生产的钝化机不能做数控刀片的钝化。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术之不足，提供一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，是采用柔性钝化处理的方式，通过该方法能够有效解决现有技术中所存在的对超硬材料刀具进行钝化处理时的问题，并具有简单、容易实现的特点。

本发明的目的之二在于克服现有技术之不足，提供一种超硬材料刀具的柔性钝化装置，利用该装置对超硬材料刀具特别是如单晶金刚石刀具之类进行刃口钝化处理，能够制造出高精尖产品和提高刀具的使用寿命，同时，对于装置本身具有制造成本低，容易操作，刃口钝化效果好、钝化介质更换容易和不产生易损件的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，是将超硬度或高硬度磨料按照预先设定的比例与水相混合形成水基钝化介质；将该水基钝化介质放置在一个容器中，并在该容器中装有涡轮浆，由涡轮浆带动容器中的水基钝化介质朝着一个方向旋转；用夹具将超硬材料刀具夹好，并将超硬材料刀具的刃口浸入容器的水基钝化介质中，同时让夹具带动超硬材料刀具在水基钝化介质中旋转，且夹具和超硬材料刀具的转动方向与水基钝化介质的旋转主向相反，由水基钝化介质相对于超硬材料刀具的逆旋转所形成的摩擦来实现对超硬材料刀具的柔性钝化处理。

所述将超硬度或高硬度磨料按照预先设定的比例与水相混合形成水基钝化介质，其中，水替换为水基乳化液。

所述的超硬度磨料为金刚石微细粉粒或立方氮化硼微细粉粒。

所述的高硬度磨料为陶瓷微细粉粒。

所述涡轮浆和夹具的转动速度分别为480转/分钟～4100转/分钟。

本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，水基钝化介质可以根据被钝化刀具材料的不同而选择。例如：单晶金刚石刀具刃口的钝化，水基钝化介质的配方是水加入一定量的金刚石微粉(当然也可以使用其它高硬度磨料作为介质)，至于水与金刚石微粉之间的比例，可以根据实际需要来进行配比。微粉的粒度可以根据刀具钝化指标而定。根据需要还需要加入其它少量其它介质来促化超硬介质与水的溶解与控制悬浮度。

一种超硬材料刀具的柔性钝化装置，包括底座、液压升降部件、支撑件、主轴、升降台、钝化容器、伺服电机、涡轮浆、主轴电机、夹具和控制器；钝化容器固定在升降台上，钝化容器内装有水基钝化介质，涡轮浆装在钝化容器的底部并浸没在水基钝化介质中，伺服电机装在升降台底端，伺服电机的转轴穿过升降台与钝化容器底部的涡轮浆相配合；液压升降部件安装在底座上，升降台与液压升降部件相连接以在液压升降部件动作时，带动升降台上升或下降；支撑件固定在底座上，主轴与主轴电机的转轴同轴相固定，主轴电机安装在支撑件上并使主轴朝向升降台的钝化容器；夹具固定在主轴末端；控制器的输出分别与伺服电机、主轴电机的电源端相连接，控制器向伺服电机和主轴电机分别输出能够使两者转动方向相反的控制信号。

所述的钝化容器为圆形的钝化桶。

所述的钝化容器为方形的钝化箱。

所述的支撑件包括立轴、主轴箱和主轴箱防护罩，立轴固定在底座上，主轴箱与立轴相固定，主轴电机装在主轴箱内，主轴装于主轴箱并与主轴电机的转轴同轴相固定；主轴箱防护罩装在主轴箱上。

所述的液压升降部件包括液压座、液压轴、滑动套件和摇臂传杆，液压座装在底座上，液压轴装在液压座上，该液压轴为双筒壁结构，滑动套件固定在液压轴的外筒壁处，摇臂传杆与液压座相连接。

所述的升降台为铲形结构，升降台通过螺钉锁固在滑动套件上。

本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化装置，使用时，要先将配制好的水基钝化介质装入钝化容器中，然后将超硬材料刀具固定在夹具上，通过对液压升降部件的操作，可以使升降台上升，也就是使钝化容器上升，上升到设定的位置为止，此时，超硬材料刀具的刃口应该是完全浸没在水基钝化介质中，然后，通过控制器的控制使主轴电机和伺服电机转动，通过控制器输出信号的设定，可以让主轴电机所带动的夹具的转动方向与伺服电机所带动的涡轮浆的转动方向相反，这样，就可以由水基钝化介质相对于超硬材料刀具的逆旋转所形成的摩擦来实现对超硬材料刀具的柔性钝化处理。

本发明的有益效果是，由于采用了将超硬度或高硬度磨料按照预先设定的比例与水相混合形成水基钝化介质；将该水基钝化介质放置在一个容器中，并在该容器中装有涡轮浆，由涡轮浆带动容器中的水基钝化介质朝着一个方向旋转；用夹具将超硬材料刀具夹好，并将超硬材料刀具的刃口浸入容器的水基钝化介质中，同时让夹具带动超硬材料刀具在水基钝化介质中旋转，且夹具和超硬材料刀具的转动方向与水基钝化介质的旋转主向相反，由水基钝化介质相对于超硬材料刀具的逆旋转所形成的摩擦来实现对超硬材料刀具的柔性钝化处理。这种采用柔性钝化处理的方式，能够有效解决现有技术中所存在的对超硬材料刀具进行钝化处理时的问题，并具有简单、容易实现的特点。

由于采用了底座、液压升降部件、支撑件、主轴、升降台、钝化容器、伺服电机、涡轮浆、主轴电机、夹具和控制器来构成柔性钝化装置，且钝化容器固定在升降台上钝化容器内装有水基钝化介质，涡轮浆装在钝化容器的底部并浸没在水基钝化介质中，伺服电机装在升降台底端，伺服电机的转轴穿过升降台与钝化容器底部的涡轮浆相配合；液压升降部件安装在底座上，升降台与液压升降部件相连接以在液压升降部件动作时，带动升降台上升或下降；支撑件固定在底座上，主轴与主轴电机的转轴同轴相固定，主轴电机安装在支撑件上并使主轴朝向升降台的钝化容器；夹具固定在主轴末端；控制器的输出分别与伺服电机、主轴电机的电源端相连接，控制器向伺服电机和主轴电机分别输出能够使两者转动方向相反的控制信号。这种柔性钝化装置，用来对超硬材料刀具特别是如单晶金刚石刀具之类进行刃口钝化处理，能够制造出高精尖产品和提高刀具的使用寿命，同时，对于装置本身具有制造成本低，容易操作，刃口钝化效果好、钝化介质更换容易和不产生易损件的特点。

与现有技术相比，具有如下的优点：

1、设备的结构简单、造价成本低、容易制造；其价格相对于瑞士设备和德国设备的价格都大大降低；

2、没有易损件，瑞士钝化机要更换毛刷，使用不同金刚石研磨高的粒度就要更换一个毛刷，同时毛刷使用寿命有期限；德国钝化机的钝化介质有使用期限，钝化不同刀具要更换不同的介质，介质价钱昂贵；

3、水基钝化介质来源充沛，介质配比简单，水和超硬度或高硬度磨料的配比可根据实际需要进行选择，容易掌控。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法及其柔性钝化装置不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例本发明的装置的立体构造示意图；

图2是实施例本发明的装置的主视图；

图3是实施例本发明的装置的俯视图；

图4是实施例本发明的装置的左视图；

图5是沿图4中A-A线的剖视图。

具体实施方式

实施例，本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，是将超硬度或高硬度磨料按照预先设定的比例与水相混合形成水基钝化介质；将该水基钝化介质放置在一个容器中，并在该容器中装有涡轮浆，由涡轮浆带动容器中的水基钝化介质朝着一个方向旋转；用夹具将超硬材料刀具夹好，并将超硬材料刀具的刃口浸入容器的水基钝化介质中，同时让夹具带动超硬材料刀具在水基钝化介质中旋转，且夹具和超硬材料刀具的转动方向与水基钝化介质的旋转主向相反，由水基钝化介质相对于超硬材料刀具的逆旋转所形成的摩擦来实现对超硬材料刀具的柔性钝化处理。

本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，也可以是将超硬度或高硬度磨料按照预先设定的比例与水基乳化液相混合形成水基钝化介质，即，将水替换为水基乳化液。磨料可以用超硬度磨料，也可以用高硬度磨料；超硬度磨料通常为金刚石微细粉粒或立方氮化硼微细粉粒；高硬度磨料则为陶瓷微细粉粒。

所述涡轮浆和夹具的转动速度分别为480转/分钟～4100转/分钟。涡轮浆和夹具的转动速度可以相同，也可以不相同。

本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，水基钝化介质可以根据被钝化刀具材料的不同而选择。可以有三种配方，一种是水和金刚石微细粉粒，第二种是水和立方氮化硼微细粉粒，第三种是水和陶瓷微细粉粒。例如：单晶金刚石刀具刃口的钝化，水基钝化介质的配方是水加入一定量的金刚石微粉(当然也可以使用其它高硬度磨料作为介质)，至于水与金刚石微粉之间的比例，可以根据实际需要来进行配比。微粉的粒度可以根据刀具钝化指标而定。根据需要还需要加入其它少量其它介质来促化超硬介质与水的溶解与控制悬浮度。

对于超硬度或高硬度磨料的选择，超硬度或高硬度磨料和水之间的比例的选择，以及微粉的粒度的选择，可以通过实验的方式来获取，比如选择好一种微粉、微粉的粒度、微粉与水的比例，对某种超硬材料刀具进行柔性钝化处理，然后，分析刀具钝化指标，并对上述的选择进行调整，直至达到满意效果为止。

参见图1至图5所示，本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化装置，包括底座1、液压升降部件2、支撑件3、主轴4、升降台5、钝化容器6、伺服电机7、涡轮浆8、主轴电机、夹具9和控制器；钝化容器6固定在升降台5上，钝化容器6内装有水基钝化介质，涡轮浆8装在钝化容器6的底部并浸没在水基钝化介质中，伺服电机7装在升降台5底端，伺服电机7的转轴穿过升降台与钝化容器6底部的涡轮浆8相配合；液压升降部件2安装在底座1上，升降台5与液压升降部件2相连接以在液压升降部件动作时，带动升降台5上升或下降；支撑件3固定在底座1上，主轴4与主轴电机的转轴同轴相固定，主轴电机安装在支撑件3上并使主轴4朝向升降台的钝化容器6；夹具9固定在主轴4末端；控制器的输出分别与伺服电机7、主轴电机的电源端相连接，控制器向伺服电机和主轴电机分别输出能够使两者转动方向相反的控制信号。

本实施例中，钝化容器6为圆形的钝化桶；当然，所述的钝化容器也可以为方形的钝化箱或者是其他形状的容器。

所述的支撑件3包括立轴31、主轴箱32和主轴箱防护罩33，立轴31固定在底座1上，主轴箱32与立轴31相固定，主轴电机装在主轴箱32内，主轴4装于主轴箱32并与主轴电机的转轴同轴相固定；主轴箱防护罩33装在主轴箱32上。

所述的液压升降部件2包括液压座21、液压轴22、滑动套件23和摇臂传杆24，液压座21装在底座1上，液压轴22装在液压座21上，该液压轴22为双筒壁结构，滑动套件23固定在液压轴22的外筒壁处，摇臂传杆24与液压座21相连接。

所述的升降台5为铲形结构，升降台5通过螺钉锁固在滑动套件23上。

本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化装置，使用时，要先将配制好的水基钝化介质装入钝化容器6中，然后将超硬材料刀具10固定在夹具9上，通过对液压升降部件2的操作，即转动可摇臂传杆24，使液压轴22的外筒壁带动滑动套件23上升，使升降台5也上升，也就是使钝化容器6上升，上升到设定的位置为止，此时，超硬材料刀具10的刃口应该是完全浸没在水基钝化介质中，然后，通过控制器的控制使主轴电机和伺服电机转动，通过控制器输出信号的设定，可以让主轴电机所带动的夹具9的转动方向与伺服电机所带动的涡轮浆8的转动方向相反，这样，就可以由水基钝化介质相对于超硬材料刀具的逆旋转所形成的摩擦来实现对超硬材料刀具的柔性钝化处理。处理后，通过控制器的控制使主轴电机和伺服电机停止转动，转动可摇臂传杆24，使液压轴22的外筒壁带动滑动套件23下降，使升降台5也下降，也就是使钝化容器6下降，下降到位后，此时，超硬材料刀具10可以从夹具9上取下。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法及其柔性钝化装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，其特征在于：是将超硬度或高硬度磨料按照预先设定的比例与水相混合形成水基钝化介质；将该水基钝化介质放置在一个容器中，并在该容器中装有涡轮浆，由涡轮浆带动容器中的水基钝化介质朝着一个方向旋转；用夹具将超硬材料刀具夹好，并将超硬材料刀具的刃口浸入容器的水基钝化介质中，同时让夹具带动超硬材料刀具在水基钝化介质中旋转，且夹具和超硬材料刀具的转动方向与水基钝化介质的旋转主向相反，由水基钝化介质相对于超硬材料刀具的逆旋转所形成的摩擦来实现对超硬材料刀具的柔性钝化处理。

2.根据权利要求1所述的超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，其特征在于：所述将超硬度或高硬度磨料按照预先设定的比例与水相混合形成水基钝化介质，其中，水替换为水基乳化液。

3.根据权利要求1或2所述的超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，其特征在于：所述的超硬度磨料为金刚石微细粉粒或立方氮化硼微细粉粒。

4.根据权利要求1或2所述的超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，其特征在于：所述的高硬度磨料为陶瓷微细粉粒。

5.根据权利要求1所述的超硬材料刀具的柔性钝化处理方法，其特征在于：所述涡轮浆和夹具的转动速度分别为480转/分钟～4100转/分钟。

6.一种超硬材料刀具的柔性钝化装置，其特征在于：包括底座、液压升降部件、支撑件、主轴、升降台、钝化容器、伺服电机、涡轮浆、主轴电机、夹具和控制器；钝化容器固定在升降台上，钝化容器内装有水基钝化介质，涡轮浆装在钝化容器的底部并浸没在水基钝化介质中，伺服电机装在升降台底端，伺服电机的转轴穿过升降台与钝化容器底部的涡轮浆相配合；液压升降部件安装在底座上，升降台与液压升降部件相连接以在液压升降部件动作时，带动升降台上升或下降；支撑件固定在底座上，主轴与主轴电机的转轴同轴相固定，主轴电机安装在支撑件上并使主轴朝向升降台的钝化容器；夹具固定在主轴末端；控制器的输出分别与伺服电机、主轴电机的电源端相连接，控制器向伺服电机和主轴电机分别输出能够使两者转动方向相反的控制信号。

7.根据权利要求6所述的超硬材料刀具的柔性钝化装置，其特征在于：所述的钝化容器为圆形的钝化桶。

8.根据权利要求6所述的超硬材料刀具的柔性钝化装置，其特征在于：所述的钝化容器为方形的钝化箱。

9.根据权利要求6所述的超硬材料刀具的柔性钝化装置，其特征在于：所述的支撑件包括立轴、主轴箱和主轴箱防护罩，立轴固定在底座上，主轴箱与立轴相固定，主轴电机装在主轴箱内，主轴装于主轴箱并与主轴电机的转轴同轴相固定；主轴箱防护罩装在主轴箱上。

10.根据权利要求6所述的超硬材料刀具的柔性钝化装置，其特征在于：所述的液压升降部件包括液压座、液压轴、滑动套件和摇臂传杆，液压座装在底座上，液压轴装在液压座上，该液压轴为双筒壁结构，滑动套件固定在液压轴的外筒壁处，摇臂传杆与液压座相连接。

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