CN105458641A - 应用于小直径孔加工的整体pcd刀具的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，包括以下步骤:(1)制造整体PCD材料：将PCD材料和硬质合金基体烧结在一起；(2)根据所需制造的刀具刃口的直径在加工步骤(1)提及的硬质合金基体尾端制造出适当尺寸的凸起；(3)在作为刀柄的硬质合金杆头部制作出与步骤(2)中的凸起相匹配的凹槽；(4)将步骤(2)中制得的材料的凸起与步骤(3)中制得材料的凹槽对接焊接；(5)精加工刀刃(整体PCD),使其符合质量要求。本发明所述的方法简单，制备的刀具持久耐用。
Description
技术领域
本发明涉及一种刀具，具体的是一种应用于小直径孔加工整体PCD刀具，可用于金属加工制造业中。
背景技术
制造业中孔加工尤其是有色金属孔加工进化路线经历了从高速钢到硬质合金再到PCD(聚晶金刚石)刀具的演变。PCD刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。目前普遍PCD刀具的做法:(1)先是利用天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂(其中含钴、镍等金属)按一定比例在高温(1000～2000℃)、高压(5～10万个大气压)下烧结而成，通常将复合片制成固定直径和厚度的圆盘，还需对烧结成的复合片进行研磨抛光及其它相应的物理、化学处理，制备PCD复合片；(2)PCD刀片的加工：PCD刀片的加工主要包括复合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨；(3)将PCD刀片焊接在刀体的刃口。
但是上述的PCD刀片无法焊接在小直径孔加工的刀刃上，因为直径太小了而无法形成足够的焊接基体。因此目前小直径孔加工使用的都是硬质合金刀具。在某些特殊的领域中例如航天航空汽车等高精度或规模化的孔加工过程中硬质合金刀具出现了加工寿命短、粗糙度差等缺点，有时甚至一个零件尚未完成就要更换刀具。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种制造小直径孔加工刀具的制造方法。
技术方案：本发明所述的一种应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，包括以下步骤:
(1)通过将整体PCD材料和硬质合金基体烧结在一起；
(2)根据所需制造的刀具刃口的直径在加工步骤(1)提及的硬质合金基体尾端制造出适当尺寸的凸起；
(3)在作为刀柄的硬质合金杆头部制作出与步骤(2)中的凸起相匹配的凹槽；
(4)将步骤(2)中制得的材料的凸起与步骤(3)中制得材料的凹槽对接焊接；
(5)精加工刀刃，即整体PCD材料,使其符合质量要求。
为了进一步优化设计方案，所述步骤(1)中PCD材料在高温高压的条件下烧结到硬质合金基体上。
为了进一步优化设计方案，所述整体PCD材料和硬质合金基体都是圆柱形，所述整体PCD材料的高度大于5毫米，直径小于6毫米，所述硬质合金基体高度大于3毫米。
为了进一步优化设计方案，所述凸起的截面为规则形状的。
为了进一步优化设计方案，所述精加工的过程依次包括以下步骤：焊接，电腐蚀加工，砂轮精磨和槽面抛光。
有益效果：本发明所述的应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，工艺简单，利用整体PCD柱形体上的凸起匹配柱形刀柄杆上的凹槽，做焊接处理，即可将整体PCD材料连接到刀杆上，制备出符合需要的小直径孔加工刀具，制备的刀具没有裂痕，连接牢固，经久耐用。
附图说明
图1是本发明中制成的整体PCD材料和硬质合金基体烧结在一起的结构示意图；
图2是根据本发明所述的方法制备的第一种刀具；
图3是根据本发明所述的方法制备的第二种刀具；
图4是依据本根据本发明所述的方法制备的第三种刀具；
图5是依据本根据本发明所述的方法制备的第四种刀具。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
参见图1，发明一种应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，具体的包括以下步骤：
(1)制造整体PCD材料：将圆柱形整体PCD材料10在高温高压的条件下和硬质合金基体20烧结在一起；
所述整体PCD材料10直径为5毫米，高6毫米，所述硬质合金基体20也是圆柱形材料，其直径可与整体PCD材料10相同，高为4毫米；(图如1)，当然为了满足具体的情况需要两种材料的大小一般是可以根据具体情况而定的，但是硬质合金基体20的高度一般大于等于3毫米，整体PCD材料10高度一般大于等于5毫米，两者直径一般小于等于6毫米；
(2)根据所需制造的刀具刃口的直径加工步骤(1)的硬质合金基体20，制造出合适尺寸的凸起13；所述凸起13横截面为方形的；具体可以利用切割和砂轮研磨的方法制备突起；
(3)在圆柱形刀杆12的头部制作出与步骤(2)中的凸起相匹配的凹槽；所以凹槽的横截面的形状也是方形的；所述刀杆12也是采用硬质合金材料制成的；其具体的制备方法也是采用常规的切割和研磨方法；
(4)将步骤(2)中制得的材料与步骤(3)中制得刀杆通过焊接方式连接，步骤(2)中所述凸起13与步骤(3)中所述凹槽匹配；
(5)精加工刀刃，即整体PCD材料,使其符合质量要求，所述精加工步骤具体的包括以下步骤，电腐蚀加工，砂轮精磨和槽面抛光。
如图4和图5，在上述具体实施例中所述凸起13的横截面也可以是其他形状的榫卯配合的结构，例如是三角形的，但是这并没有具体限定，但是为了加工方便，一般采用规则形状的。
在上述步骤(5)中，精加工的过程并不限定具体成品的形状，例如可以制成螺旋槽的整体PCD刀具(如图2)，也可以制成直槽刀刃14的整体PCD刀具(如图3)。其具体的加工步骤：电腐蚀加工，砂轮精磨也是采用目前的常规操作，是本领域的技术人员所熟知的内容。在本发明中由于凸起13和凹槽匹配的方式连接使得PCD材料10可牢固的连接到刀杆12上。实验证明本发明所述的刀具可以平均寿命至少延长了5倍，给加工企业节约了生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，其特征在于：包括以下步骤:
(1)将整体PCD材料和硬质合金基体烧结在一起；
(2)根据所需制造的刀具刃口的直径在加工步骤(1)提及的硬质合金基体尾端制造出适当尺寸的凸起；
(3)在作为刀柄的硬质合金杆头部制作出与步骤(2)中的凸起相匹配的凹槽；
(4)将步骤(2)中制得的材料的凸起与步骤(3)中制得材料的凹槽对接焊接；
(5)精加工刀刃，即整体PCD材料,使其符合质量要求。
2.根据权利要求1所述的一种应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中整体PCD材料在高温高压的条件下烧结到硬质合金基体上。
3.根据权利要求2所述的一种应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，其特征在于：所述整体PCD材料和硬质合金基体都是圆柱形，所述整体PCD材料的高度大于等于5毫米，直径小于等于6毫米，所述硬质合金基体高度大于等于3毫米。
4.根据权利要求2所述的一种应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，其特征在于：所述凸起的截面为规则形状的。
5.根据权利要求1所述的一种应用于小直径孔加工的整体PCD刀具的制造方法，其特征在于：所述精加工的过程依次包括以下步骤：焊接，电腐蚀加工，砂轮精磨和槽面抛光。
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