CN104289885A - 一种超硬材料铣刀的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超硬材料铣刀的加工工艺，依次包括如下步骤：刀盘车加工、刀盘磨加工、刀盘铣齿型、刀盘开刀槽、高频焊接、热处理、外圆磨、开大后角、精磨、加工形状、动平衡、电镀、激光打标，本发明具有工艺简单、加工效率高、加工精度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种加工工艺，特别涉及一种超硬材料铣刀的加工工艺。
背景技术
随着国内住房建设的高速发展和人民生活水平的提高，木地板和家具及门窗的市场需求与日俱增，各种新型复合材料地板和家具及门窗的加工对刀具的要求越来越高，如强化复合地板表面0.3mm厚的三氧化二铝耐磨涂层，其硬度高且脆，板式家具表面通常粘结高耐磨的三聚氰胺贴面，家具及门窗表面复杂形状的加工等，对加工刀具的材质和结构提出了特殊要求，现在传统的加工方法是采用硬质合金刀具，寿命短、不耐用、易钝，且表面加工质量也达不到市场需求，为了解决这些问题，开发出了新型超硬材料盘铣刀具，超硬材料有金刚石和CBN两种，此类材料硬度高、耐磨、晶型均匀，金刚石的硬度可达HV9000，制作的刀具寿命长，效率高，被加工表面光滑均匀。该类刀具的加工存在以下难题，难点在于刀具材质是超硬材料，需采用金刚石砂轮或电火花放电才能加工，一般工艺是焊接后，直接用金刚石砂轮或电火花放电磨削工作后角到尺寸，由于刀槽等高性误差，刀片尺寸误差，焊接误差，齿数较多可达96齿，一般工艺放加工余量直径方向可达0.3-0.5mm，刀片后部有大量的余量，且是单齿加工，导致加工效率低，而一般工艺一片刀加工刃口时间需2.5小时。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种工艺简单、加工效率高、加工精度高的一种超硬材料铣刀的加工工艺。
本发明的目的是这样实现的：一种超硬材料铣刀的加工工艺，依次包含如下步骤：
刀盘车加工：先将刀盘材质热处理调质HB240-260，调质后再将刀盘数控车削，车削的孔和端面留磨量0.3mm—0.5mm。
刀盘磨加工：将车削的孔和端面留磨量0.3mm—0.5mm的刀盘用高精度内圆磨床一次装夹磨孔至D+0.01-D+0.02，磨端面平面度0.005mm，翻面用专用工装磨另一个端面达到和孔的垂直度0.01mm,两端面平行度0.01mm。
刀盘铣齿型：用专用工装以孔和端面为基准定位，用机床将刀盘齿型铣出，齿型均匀分布度0.5°，齿型相对孔的径向跳动0.2mm。
刀盘开刀槽：用加工中心或线切割机床开刀槽，刀槽平面度0.01，刀槽等高性0.05mm。
高频焊接：将开好刀槽的刀盘和PCD刀片喷砂，去除毛刺，用丙酮清洗干净，用专用工装固定刀盘，涂焊剂后放置银焊片，再放置PCD刀片，焊接温度控制在800°内用高频焊机焊接，焊后喷砂检查，焊接等高性0.1mm。
热处理：刀盘焊接后放进200°烘箱内保温2小时，拿出放置至室温。
外圆磨：刀具固定在专用工装上用高精度高刚性外圆磨床，用140/170目树脂结合剂金刚石砂轮磨削尺寸由原来的Φ+0.3-Φ+0.5mm磨至Φ+0.1mm-Φ+0.15mm，磨后刀齿等高性0.05mm。
开大后角：采用万能工具磨床，使用140/170目杯型树脂结合剂金刚石砂轮磨大后角20°-25°，留刃带0.2mm-0.3mm，直径方向不去量。
精磨：采用万能工具磨床使用360/400目杯型陶瓷结合剂金刚石砂轮磨工作后角13°或使用电火花机床用铜轮放电加工工作后角13°，控制等高性0.03mm，由于外圆磨给本工序仅留直径方向0.1mm-0.15mm的加工余量，加工效率极高，以Z36齿刀具为例需要大约30分钟。
加工形状：型刀和扣刀是特殊形状，用电火花机床按要求加工形状，精度控制在0.03mm。
动平衡：采用动平衡机做动平衡，不平衡量控制在0.3克内。
电镀：用湿喷砂机将刀具所有面全部喷一遍，去除毛刺和污物，采用化学镀镀一层0.005mm厚的镍层。
激光打标：用光纤激光打标机用标准模板打商标、规格、编号、方向等，开具合格证入仓库。
所述的刀盘材质选用优质碳钢40Cr或45钢。
所述的刀盘铣齿型工序采用的机床为加工中心机床或水切割机床或线切割机床。
所述的高频焊接工序焊接时不能出现虚焊和闪缝。
所述的开大后角工序直径方向不去量。
所述的精磨工序采用的磨床也可以用专用电火花机床。
本发明的有益效果：本发明包含外圆磨、开大后角和精磨，外磨圆：刀具固定在专用工装上用高精度高刚性外圆磨床，用140/170目树脂结合剂金刚石砂轮磨削尺寸由原来的Φ+0.3-Φ+0.5mm磨至Φ+0.1mm-Φ+0.15mm，磨后刀齿等高性0.05mm，以Z36齿刀具为例大约需8分钟，开大后角：采用万能工具磨床，使用140/170目杯型树脂结合剂金刚石砂轮磨大后角20°-25°，留刃带0.2mm-0.3mm，加工效率极高，以Z36齿刀具为例大约需10分钟，精磨：采用万能工具磨床使用360/400目杯型陶瓷结合剂金刚石砂轮磨工作后角13°或使用电火花机床用铜轮放电加工工作后角13°，控制等高性0.03mm，由于外圆磨给本工序仅留直径方向0.1mm-0.15mm的加工余量，加工效率极高，以Z36齿刀具为例大约需30分钟，本发明采用将加工余量细分为粗、精加工，而粗加工余量采用高效率的外圆磨和开大后角的方法去除，高刚性外圆磨由于回转可同时将所有齿的余量同时去掉效率高，精度高可达0.05mm，再采取开大后角方法去除刀体余量，留0.2-0.3mm宽金刚石刃带，直径方向不去量，精磨刃口窄，余量很小，加工效率高，精度高，以Z36齿刀具为例一片外圆、后角、精磨加工时间大约需48分钟，而一般工艺一片加工刃口时间需2.5小时，比正常工艺提高效率200%左右，本发明具有工艺简单、加工效率高、加工精度高的优点。
附图说明
图1是本发明一种超硬材料铣刀的加工工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种超硬材料铣刀的加工工艺，依次包含如下步骤：
刀盘车加工：先将刀盘材质热处理调质HB240-260，调质后再将刀盘数控车削，车削的孔和端面留磨量0.3mm—0.5mm。
刀盘磨加工：将车削的孔和端面留磨量0.3mm—0.5mm的刀盘用高精度内圆磨床一次装夹磨孔至D+0.01-D+0.02，磨端面平面度0.005mm，翻面用专用工装磨另一个端面达到和孔的垂直度0.01mm,两端面平行度0.01mm。
刀盘铣齿型：用专用工装以孔和端面为基准定位，用机床将刀盘齿型铣出，齿型均匀分布度0.5°，齿型相对孔的径向跳动0.2mm。
刀盘开刀槽：用加工中心或线切割机床开刀槽，刀槽平面度0.01，刀槽等高性0.05mm。
高频焊接：将开好刀槽的刀盘和PCD刀片喷砂，去除毛刺，用丙酮清洗干净，用专用工装固定刀盘，涂焊剂后放置银焊片，再放置PCD刀片，焊接温度控制在800°内用高频焊机焊接，焊后喷砂检查，焊接等高性0.1mm。
热处理：刀盘焊接后放进200°烘箱内保温2小时，拿出放置至室温。
外圆磨：刀具固定在专用工装上用高精度高刚性外圆磨床，用140/170目树脂结合剂金刚石砂轮磨削尺寸由原来的Φ+0.3-Φ+0.5mm磨至Φ+0.1mm-Φ+0.15mm，磨后刀齿等高性0.05mm。
开大后角：采用万能工具磨床，使用140/170目杯型树脂结合剂金刚石砂轮磨大后角20°-25°，留刃带0.2mm-0.3mm，直径方向不去量。
精磨：采用万能工具磨床使用360/400目杯型陶瓷结合剂金刚石砂轮磨工作后角13°或使用电火花机床用铜轮放电加工工作后角13°，控制等高性0.03mm，由于外圆磨给本工序仅留直径方向0.1mm-0.15mm的加工余量。
加工形状：型刀和扣刀是特殊形状，用电火花机床按要求加工形状，精度控制在0.03mm。
动平衡：采用动平衡机做动平衡，不平衡量控制在0.3克内。
电镀：用湿喷砂机将刀具所有面全部喷一遍，去除毛刺和污物，采用化学镀镀一层0.005mm厚的镍层。
激光打标：用光纤激光打标机用标准模板打商标、规格、编号、方向等，开具合格证入仓库。
本发明包含外圆磨、开大后角和精磨，外磨圆：刀具固定在专用工装上用高精度高刚性外圆磨床，用140/170目树脂结合剂金刚石砂轮磨削尺寸由原来的Φ+0.3-Φ+0.5mm磨至Φ+0.1mm-Φ+0.15mm，磨后刀齿等高性0.05mm，以Z36齿刀具为例大约需8分钟，开大后角：采用万能工具磨床，使用140/170目杯型树脂结合剂金刚石砂轮磨大后角20°-25°，留刃带0.2mm-0.3mm，直径方向不去量，以Z36齿刀具为例大约需10分钟，精磨：采用万能工具磨床使用360/400目杯型陶瓷结合剂金刚石砂轮磨工作后角13°或使用电火花机床用铜轮放电加工工作后角13°，控制等高性0.03mm，由于外圆磨给本工序仅留直径方向0.1mm-0.15mm的加工余量，以Z36齿刀具为例大约需30分钟，本发明采用将加工余量细分为粗、精加工，而粗加工余量采用高效率的外圆磨和开大后角的方法去除，高刚性外圆磨由于回转可同时将所有齿的余量同时去掉效率高，精度高可达0.05mm，再采取开大后角方法去除刀体余量，留0.2-0.3mm宽金刚石刃带，精磨刃口窄，余量很小，加工效率高，精度高，以Z36齿刀具为例一片外圆、后角、精磨加工时间大约需48分钟，而一般工艺一片加工刃口时间需2.5小时，比正常工艺提高效率200%左右，本发明具有工艺简单、加工效率高、加工精度高的优点。
实施例2
如图1所示，一种超硬材料铣刀的加工工艺，依次包含如下步骤：
刀盘车加工：先将刀盘材质热处理调质HB240-260，调质后再将刀盘数控车削，车削的孔和端面留磨量0.3mm—0.5mm。
刀盘磨加工：将车削的孔和端面留磨量0.3mm—0.5mm的刀盘用高精度内圆磨床一次装夹磨孔至D+0.01+0.02，磨端面平面度0.005mm，翻面用专用工装磨另一个端面达到和孔的垂直度0.01mm,两端面平行度0.01mm。
刀盘铣齿型：用专用工装以孔和端面为基准定位，用机床将刀盘齿型铣出，齿型均匀分布度0.5°，齿型相对孔的径向跳动0.2mm。
刀盘开刀槽：用加工中心或线切割机床开刀槽，刀槽平面度0.01，刀槽等高性0.05mm。
高频焊接：将开好刀槽的刀盘和 PCD刀片喷砂，去除毛刺，用丙酮清洗干净，用专用工装固定刀盘，涂焊剂后放置银焊片，再放置刀片，焊接温度控制在800°内用高频焊机焊接，焊后喷砂检查，焊接等高性0.1mm。
热处理：刀盘焊接后放进200°烘箱内保温2小时，拿出放置至室温。
外圆磨：刀具固定在专用工装上用高精度高刚性外圆磨床，用140/170目树脂结合剂金刚石砂轮磨削尺寸由原来的Φ+0.3-Φ+0.5mm磨至Φ+0.1mm-Φ+0.15mm，磨后刀齿等高性0.05mm。
开大后角：采用万能工具磨床，使用140/170目杯型树脂结合剂金刚石砂轮磨大后角20°-25°，留刃带0.2mm-0.3mm，直径方向不去量。
精磨：采用万能工具磨床使用360/400目杯型陶瓷结合剂金刚石砂轮磨工作后角13°或使用电火花机床用铜轮放电加工工作后角13°，控制等高性0.03mm，由于外圆磨给本工序仅留直径方向0.1mm-0.15mm的加工余量，加工效率极高。
加工形状：型刀和扣刀是特殊形状，用电火花机床按要求加工形状，精度控制在0.03mm。
动平衡：采用动平衡机做动平衡，不平衡量控制在0.3克内。
电镀：用湿喷砂机将刀具所有面全部喷一遍，去除毛刺和污物，采用化学镀镀一层0.005mm厚的镍层。
激光打标：用光纤激光打标机用标准模板打商标、规格、编号、方向等，开具合格证入仓库。
所述的刀盘材质选用优质碳钢40Cr或45钢。
所述的刀盘铣齿型工序采用的机床为加工中心机床或水切割机床或线切割机床。
所述的高频焊接工序焊接时不能出现虚焊和闪缝。
所述的开大后角工序直径方向不去量。
所述的精磨工序采用的磨床也可以用专用电火花机床。
本发明包含外圆磨、开大后角和精磨，外磨圆：刀具固定在专用工装上用高精度高刚性外圆磨床，用140/170目树脂结合剂金刚石砂轮磨削尺寸由原来的Φ+0.3-Φ+0.5mm磨至Φ+0.1mm-Φ+0.15mm，磨后刀齿等高性0.05mm，以Z36齿刀具为例大约需8分钟，开大后角：采用万能工具磨床，使用140/170目杯型树脂结合剂金刚石砂轮磨大后角20°-25°，留刃带0.2mm-0.3mm，以Z36齿刀具为例大约需10分钟，精磨：采用万能工具磨床使用360/400目杯型陶瓷结合剂金刚石砂轮磨工作后角13°或使用电火花机床用铜轮放电加工工作后角13°，控制等高性0.03mm，由于外圆磨给本工序仅留直径方向0.1mm-0.15mm的加工余量，以Z36齿刀具为例大约需30分钟，本发明采用将加工余量细分为粗、精加工，而粗加工余量采用高效率的外圆磨和开大后角的方法去除，高刚性外圆磨由于回转可同时将所有齿的余量同时去掉效率高，精度高可达0.05mm，再采取开大后角方法去除刀体余量，留0.2-0.3mm宽金刚石刃带，精磨刃口窄，余量很小，加工效率高，精度高，以Z36齿刀具为例一片外圆、后角、精磨加工时间大约需48分钟，而一般工艺一片加工刃口时间需2.5小时，比正常工艺提高效率200%左右，本发明具有工艺简单、加工效率高、加工精度高的优点。
Claims (6)
1.一种超硬材料铣刀的加工工艺，其特征在于：依次包含如下步骤：
刀盘车加工：先将刀盘材质热处理调质HB240-260，调质后再将刀盘数控车削，车削的孔和端面留磨量0.3mm—0.5mm；
刀盘磨加工：将车削的孔和端面留磨量0.3mm—0.5mm的刀盘用高精度内圆磨床一次装夹磨孔至D+0.01-D+0.02，磨端面平面度0.005mm，翻面用专用工装磨，另一个端达到与孔的垂直度0.01mm,两端面平行度0.01mm；
刀盘铣齿型：用专用工装以孔和端面为基准定位，用机床将刀盘齿型铣出，齿型均匀分布度0.5°，齿型相对孔的径向跳动0.2mm；
刀盘开刀槽：用加工中心或线切割机床开刀槽，刀槽平面度0.01，刀槽等高性0.05mm；
高频焊接：将开好刀槽的刀盘用专用工装固定，涂焊剂后放置银焊片，再放置PCD刀片，焊接温度控制在800°内用高频焊机焊接，焊后喷砂检查，焊接等高性0.1mm；
热处理：刀盘焊接后放进200°烘箱内保温2小时，拿出放置至室温；
外圆磨：刀具固定在专用工装上用高精度高刚性外圆磨床，用140/170目树脂结合剂金刚石砂轮磨削尺寸由原来的Φ+0.3-Φ+0.5mm磨至Φ+0.1mm-Φ+0.15mm，磨后刀齿等高性0.05mm；
开大后角：采用万能工具磨床，使用140/170目杯型树脂结合剂金刚石砂轮磨大后角20°-25°，留刃带0.2mm-0.3mm，直径方向不去量；
精磨：采用万能工具磨床使用360/400目杯型陶瓷结合剂金刚石砂轮磨工作后角13°或使用电火花机床用铜轮放电加工工作后角13°，控制等高性0.03mm，由于外圆磨给本工序仅留直径方向0.1mm-0.15mm的加工余量,加工效率极高，以Z36齿刀具为例需要大约30分钟；
加工形状：型刀和扣刀是特殊形状，用电火花机床按要求加工形状，精度控制在0.03mm；
动平衡：采用动平衡机做动平衡，不平衡量控制在0.3克内；
电镀：用湿喷砂机将刀具所有面全部喷一遍，去除毛刺和污物，采用化学镀镀一层0.005mm厚的镍层；
激光打标：用光纤激光打标机用标准模板打商标、规格、编号、方向等，开具合格证入仓库。
2.根据权利要求1所述的一种超硬材料铣刀的加工工艺，其特征在于：所述的刀盘材质选用优质碳钢40Cr或45钢。
3.根据权利要求1所述的一种超硬材料铣刀的加工工艺，其特征在于：所述的刀盘铣齿型工序采用的机床为加工中心机床或水切割机床或线切割机床。
4.根据权利要求1所述的一种超硬材料铣刀的加工工艺，其特征在于：所述的高频焊接工序焊接时不能出现虚焊和闪缝。
5.根据权利要求1所述的一种超硬材料铣刀的加工工艺，其特征在于：所述的开大后角工序直径方向不去量。
6.根据权利要求1所述的一种超硬材料铣刀的加工工艺，其特征在于：所述的精磨工序采用的磨床也可以用专用电火花机床。
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