CN104858629A - 一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，包括如下步骤：1）材料准备；2）用芯棒塞棒料一端中心内冷孔；3）外圆磨粗磨铰刀刃部外圆；4）工具磨去刃部与颈部、柄部与颈部及柄部锐边；5）加工中心按不等分齿分度及深度要求粗开排屑槽；6）穿孔机按要求穿斜出水孔；7）外圆磨按要求精磨刃部；8）加工中心按要求精开排屑槽，开端齿，开切削锥，开周刃后刀面；9）刀具涂层。优点：与常用铰削加工技术对比，提高了十倍切削进给速度，零件内孔表面粗糙度达Ra≤0.8um，表面精度IT≤7级；铰削余量提高至0.60～0.80mm，工序简化为钻孔→铰孔工序，工作效率高。实现了数控机床铰削加工高速，高精密和高效的目标。

Description

一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法

技术领域

本发明涉及的是一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，属于高端装备制造业数控高速加工的刀具模块中硬质合金高速精密铰刀技术领域。

背景技术

近年来，高速、高效、高精密切削、绿色加工已经成为机械加工领域的发展趋势，高速精密加工技术成为反映一个国家机械加工水平和生产力水平的重要标志。国外一些欧美高端数控刀具制造企业甚至已经掌握高速铰削技术并占领国际市场。其切削速度Vc达到100~150m,进给速度F达到1000~1500mm/mim，每齿每转进给量fz达到0.1mm，刀具使用寿命400m以上！速度比钻头还快！实现了高转速、高进给、高表面质量、高寿命！彻底打破了精密铰刀低转速高进给（指每转进给量）的传统理念！我公司经过市场调研，发现数控机床高速精密铰削加工技术在国内处于空白状态，该类技术完全依赖进口，或者以传统落后加工技术代替。我国数控刀具企业通过对高速铰削技术的研究和对高速精密铰刀的开发，能最大程度上满足数控机床高速，高效生产要求和提高设备利用率，大幅降低制造成本和管理成本，同时零件的加工精度和表面质量得到有效提升，刀具寿命得到延长，污染得到有效控制。

发明内容

本发明提出的是一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其目的旨在提高十倍切削进给速度，零件内孔表面粗糙度达Ra≤0.8um，表面精度IT≤7级；铰削余量提高至0.60～0.80mm，工序简化为钻孔→铰孔工序，实现了数控机床铰削加工高速，高精密和高效的目标。

本发明的技术解决方案：一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是该方法包括如下步骤：

1）材料准备，选用HRA≥93的高硬度耐磨硬质合金棒料；

 2）用一段长2mm，直径略大于棒料中心内冷孔的芯棒塞进棒料一端中心内冷孔内，距离端面3mm深，平端面，两端磨60°內锥；

 3）外圆磨粗磨铰刀刃部外圆（塞孔的一端为刃部），跳动≤0.005mm,粗精磨柄部外圆，跳动≤0.001mm；

 4）工具磨刃部末端倒角30°且与颈部圆滑过渡无节点，柄部靠颈部的一端倒角30°角且与颈部圆滑过渡无节点，柄部末端倒角1~2mm×45°；

 5）加工中心按图纸标注不等分齿分度角度、深度和前角5°±1°，要求留余量粗开排屑槽；

 6）穿孔机按要求穿斜出水孔，每槽一孔，对准刀尖向后0.5mm之内；

 7）外圆磨精磨铰刀刃部外圆（塞孔的一端为刃部），跳动≤0.002mm；

 8）加工中心按图纸标注不等分齿分度角度、深度和前角5°±1°，要求精开排屑槽，开端齿，开切削锥，开周刃后刀面；

 9）刀具涂层，选用高耐磨隔热涂层材料；

 10）打字，防锈，包装。

    本发明的优点：通过不等分齿的科学分布，解决了高转速、高进给、大吃刀量刀具震动甚至激发机床共震的问题；通过设置一定的刀具前角，减小了刀具切削力，减少切削热的产生，增加刀具耐用度；通过对刀具的跳动、圆度、粗糙度的严格控制，使得零件精度进一步提高；通过高速进给，使切屑迅速带走切削热，以及涂层材料的科学选择，提高了刀具的耐用度。从而达到精密高速机床上高速、高精度、高进给铰孔的目的，切削参数Vc达到100~150m,进给速度F达到1000~1500mm/mim，每齿每转进给量fz达到0.1mm,使用寿命400m以上。以上加工参数均远远高于目前国内铰削加工水平，达到国际先进加工水平。

附图说明

图1是硬质合金高速精密铰刀的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图中的1是刃部、2是颈部、3是柄部。

具体实施方式

如附图所示，一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，包括如下步骤：

1）材料准备，选用HRA≥93的高硬度耐磨硬质合金棒料；

 2）用一段长2mm，直径略大于棒料中心内冷孔的芯棒塞进棒料一端中心内冷孔内，距离端面3mm深，平端面，两端磨60°內锥；

 3）外圆磨粗磨铰刀刃部外圆（塞孔的一端为刃部），跳动≤0.005mm,粗精磨柄部外圆，跳动≤0.001mm；

 4）工具磨刃部末端倒角30°且与颈部圆滑过渡无节点，柄部靠颈部的一端倒角30°角且与颈部圆滑过渡无节点，柄部末端倒角1~2mm×45°；

 5）加工中心按图纸标注不等分齿分度角度、深度和前角5°±1°，要求留余量粗开排屑槽；

 6）穿孔机按要求穿斜出水孔，每槽一孔，对准刀尖向后0.5mm之内；

 7）外圆磨精磨铰刀刃部外圆（塞孔的一端为刃部），跳动≤0.002mm；

 8）加工中心按图纸标注不等分齿分度角度、深度和前角5°±1°，要求精开排屑槽，开端齿，开切削锥，开周刃后刀面；

 9）刀具涂层，选用高耐磨隔热涂层材料；

 10）打字，防锈，包装。

所述材料准备，选用HRA≥93的高硬度耐磨硬质合金棒料。

所述用一段长2mm，直径略大于棒料中心内冷孔的芯棒塞进棒料一端中心内冷孔内，距离端面3mm深，平端面，两端磨60°內锥。

所述外圆磨粗磨铰刀刃部外圆，塞孔的一端为刃部，跳动≤0.005mm,粗精磨柄部外圆，跳动≤0.001mm。

所述工具磨刃部末端倒角30°且与颈部圆滑过渡无节点，柄部靠颈部的一端倒角30°角且与颈部圆滑过渡无节点，柄部末端倒角1~2mm×45°。

所述穿孔机按要求穿斜出水孔，每槽一孔，对准刀尖向后0.5mm之内。

所述外圆磨精磨铰刀刃部外圆（塞孔的一端为刃部），跳动≤0.002mm。

所述刀具涂层，选用高耐磨隔热涂层材料HB20F。

国内原有不等分齿铰刀技术分度小，一般设2°左右落差，目的是解决直槽铰刀铰孔圆度问题，这种小落差不等分分度不能适应刀具高速运转状态下的减震问题，本专利技术经科学研究实验证明，采用本发明的不等分齿的分度参数，很好的解决了刀具震动和刀具、机床共振的问题，这是高速铰削刀的核心技术。同时通过设置一定的刀具前角，减小了刀具切削力，减少切削热的产生，增加刀具耐用度；通过对刀具的跳动、圆度、粗糙度的严格控制，使得零件精度进一步提高；通过高速进给，使切屑迅速带走切削热，以及涂层材料的科学选择，提高了刀具的耐用度。切削参数Vc达到100~150m,进给速度F达到1000~1500mm/mim，每齿每转进给量fz达到0.1mm,使用寿命400m以上。从而达到精密高速机床上高速、精密铰孔的目的。

经过实验和客户现场试用、小批量使用和批量供货得出结论：采用本方法制造的高速精密铰刀性能保持良好，使用寿命高，切削状态稳定，机床负载正常，工件加工的刀具成本大幅下降，证明本技术方法是可行的，稳定的。本发明填补了国内数控机床高速铰削加工技术的空白，达到国际先进水平。高速精密铰刀的开发成功，极大满足高效生产的要求，提高机床利用率，大幅降低制造成本，零件的加工精度和表面质量得到有效提升，刀具寿命得到延长，环境污染得到有效控制。

精选高硬度、耐磨性好的硬质合金刀具材料及超硬、高耐磨、隔热性好的涂层材料。通过对力的分解及共振原理分析研究发现，改变刀齿之间的角度，形成不等分齿，就能使切削力分散，更关键的是，不等分角度差越大，刀具与机床产生共振的几率越低，在高速加工大切削力下仍能保持平稳状态。

据此，确定刀具不等分齿分度设计原则：a，满足最窄齿的强度；b，按刀具直径大小设定齿数；c，按刀具直径和齿数设计最大不等分角度;d,便于测量刀具直径，至少有一对齿在180°轴线上。并根据以上原则制定了硬质合金高速精密铰刀不等分齿分度标准。切削刃前角5°设计，该设计能使刀具在高速切削状态减小切削阻力，减少切削热的产生，增加刀具的耐用度。

Claims (8)

1.一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是该方法包括如下步骤：

1）材料准备，选用HRA≥93的高硬度耐磨硬质合金棒料；

2）用一段长2mm，直径略大于棒料中心内冷孔的芯棒塞进棒料一端中心内冷孔内，距离端面3mm深，平端面，两端磨60°內锥；

3）外圆磨粗磨铰刀刃部外圆，塞孔的一端为刃部，跳动≤0.005mm,粗精磨柄部外圆，跳动≤0.001mm；

4）工具磨刃部末端倒角30°且与颈部圆滑过渡无节点，柄部靠颈部的一端倒角30°角且与颈部圆滑过渡无节点，柄部末端倒角1~2mm×45°；

5）加工中心按图纸标注不等分齿分度角度、深度和前角5°±1°，要求留余量粗开排屑槽；

6）穿孔机按要求穿斜出水孔，每槽一孔，对准刀尖向后0.5mm之内；

7）外圆磨精磨铰刀刃部外圆，塞孔的一端为刃部，跳动≤0.002mm；

8）加工中心按图纸标注不等分齿分度角度、深度和前角5°±1°，要求精开排屑槽，开端齿，开切削锥，开周刃后刀面；

9）刀具涂层，选用高耐磨隔热涂层材料；

10）打字，防锈，包装。

2.根据权利要求1所述的根据权利要求1所述的一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是所述的材料准备，选用HRA≥93的高硬度耐磨硬质合金棒料。

3.根据权利要求1所述的一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是所述的用一段长3mm，直径略大于棒料中心内冷孔的芯棒塞进棒料一端中心内冷孔内，距离端面2mm深，平端面，两端磨60°內锥。

4.根据权利要求1所述的一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是所述的外圆磨粗磨铰刀刃部外圆，塞孔的一端为刃部，跳动≤0.005mm,粗精磨柄部外圆，跳动≤0.001mm。

5.根据权利要求1所述的一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是所述的工具磨刃部末端倒角30°且与颈部圆滑过渡无节点，柄部靠颈部的一端倒角30°角且与颈部圆滑过渡无节点，柄部末端倒角1~2mm×45°。

6.根据权利要求1所述的一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是所述的穿孔机按要求穿斜出水孔，每槽一孔，对准刀尖向后0.5mm之内。

7.根据权利要求1所述的一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是所述的外圆磨精磨铰刀刃部外圆，塞孔的一端为刃部，跳动≤0.002mm。

8.根据权利要求1所述的一种硬质合金高速精密铰刀的加工方法，其特征是所述的刀具涂层，选用高耐磨隔热涂层材料。