CN106334911A - 一种硬质合金圆刀片的加工工艺 - Google Patents

一种硬质合金圆刀片的加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硬质合金圆刀片的加工工艺,包括配料、球磨、干燥、压制和烧结的前序工作;包括检验、包装和入库的后续工作,还包括初次检验、初磨平面、磨内圆、磨外圆、割孔、抛光、精磨平面、开大刀口和开小口的中间工序;本发明中烧结与磨内圆之间还增加了初次检验和初磨平面,初次检验筛除了尺寸和变形量不合格、外部有裂纹的产品,在深加工之前便筛除了后期加工存在微裂纹可能的产品;初磨平面为产品初次找平,防止深加工装夹过程中将产品夹碎并有效提高产品尺寸精度;此外在割孔之后增加了抛光工序,这样能大大降低产品表面由于电火花线切割造成的表面缺陷,解决了现有硬质合金存在微裂纹、产品良品率不高的问题从而提高了产品使用寿命。

Description

一种硬质合金圆刀片的加工工艺
技术领域
本发明属于硬质合金圆刀片加工领域,尤其涉及一种硬质合金圆刀片的加工工艺。
背景技术
硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。
但硬质合金脆性大,不能进行切削加工,难以制成形状复杂的整体刀具,因而常制成不同形状的刀片,采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
硬质合金由于硬度高、脆性大在电火花线切割加工过程中容易产生微裂纹,微裂纹会导致产品在使用的过程中崩刀、甚至整体碎裂,大大的降低产品的使用寿命,并对使用者存在一定的安全隐患;产品割孔后没有经过抛光处理不能消除电火花线切割过程中产生的微裂纹,会影响产品后期使用寿命。现有硬质合金存在微裂纹、产品良品率不高、产品使用寿命不高。
又如中国发明专利CN201410773528.2公开了一种高精度硬质合金小圆刀加工工艺,包括配料→球磨机混合→干燥→擦筛→冲压→石墨平板舟皿的前处理→层叠→烧结→内圆加工→外圆处理→平面处理→大刀口加工→小刀口加工的步骤,同样存在产生微裂纹的可能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:现有硬质合金存在微裂纹、产品良品率不高、产品使用寿命不高。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种硬质合金圆刀片的加工工艺,包括配料、球磨、干燥、压制和烧结的前序工作,还包括以下步骤:
步骤一,初次检验:
A1,利用千分尺测量产品的外形尺寸,筛除尺寸不符合外径内径和厚度要求的产品;
A2,在平整度检验平台上检验外形尺寸合格的产品的平整度,筛除平整度变形量大于0.2mm的产品;
A3,在显微镜下检验产品裂纹和毛刺,筛除有外部裂纹的产品;
步骤二,初磨平面:经过初次检验合格后,将产品放在平面磨床平台上进行初磨平面,去掉产品表面的毛刺,对产品上下表面进行校平,使得平整度达到0.01mm~0.05mm;
步骤三,磨内圆:初磨平面后进行磨内圆,磨内圆是在内圆磨机磨床上使用金刚石砂轮进行加工,加工后得到内圆尺寸为
步骤四,磨外圆:磨内圆后进行磨外圆,使用外圆磨床加工,运用 金刚石砂轮进行加工,加工后得到产品外径为
步骤五,割孔:用中走丝电火花线切割机对产品按图纸要进行割型、割孔;
步骤六,抛光:抛光是去除步骤五中电火花线切割时留下的割痕,用钻床机装金刚石磨头将割痕磨除,钻床机的转速控制在800~2000转/分钟,打磨的深度30丝~60丝;
步骤七,精磨平面:割孔后,对产品使用平面磨床进行加工,硬质合金圆刀片使用氮化钛元素金刚石砂轮进行加工,将产品磨到1.4±0.02mm,平行度≤0.05mm,平面度≤0.05mm,表面粗糙度0.4μm,光洁度0.32μm;
步骤八,开大刀口:在多用磨床加工,使用碗形氮化钛元素金刚石砂轮进行粗磨至刀口角度0.6度、线口1.1mm、刀口宽度30mm、粗糙度0.8μm、光洁度0.63μm;再使用碗形氮化钛元素金刚石砂轮进行精磨至表面粗糙度0.025μm、光洁度0.02μm;
步骤九,开小刀口:在多用磨床加工,使用碗形氮化钛元素金刚石砂轮进行粗磨至刀口角度22度、锋口刀口宽度2.83mm、粗糙度0.8μm、光洁度0.63μm;再使用碗形氮化钛元素金刚石砂轮进行精磨至表面粗糙度0.025μm、光洁度0.02μm,同时外径控制在
进一步的,所述的配料为碳化钨、球形钴粉和碳化铬,所述碳化钨由粒度分别为0.6~1.0um和3~6um的碳化钨组成,所述的碳化钨、球形钴粉、碳化铬的质量比为:碳化钨70%~90%,球形钴粉10%~30%,碳化铬0.4%~1.0%。
进一步的,所述步骤二中平面磨床为卧轴平面磨床,磨削方式为周磨,周磨是在卧轴平面磨床上利用砂轮的外圆面进行磨削。
本发明还公开了用于步骤二或步骤七中的一种圆刀片专用夹具,包括圆刀片,所述夹具包括底板、挡块和固定杆,所述底板中部上设置有导轨,所述底板前后两侧还设置有通孔,所述挡块对称设置在底板1中部两侧,所述挡块底部适配于导轨,所述挡块端部两侧还固定有长杆,所述长杆穿过通孔,所述固定杆与长杆活动连接,工作时所述挡块上表面低于圆刀片上表面的高度。
进一步的,所述挡块端部对称活动连接有两个突起部,所述突起部为弹性材料制成。
进一步的,所述突起部内侧包括多个长度相等的平直面,所述平直面之间的夹角为170°。
进一步的,述平直面有四个。
与现有技术相比,本发明可以获得以下技术效果:
1)本发明中烧结完成与磨内圆两个步骤之间还增加了初次检验和初磨平面两个工序;初次检验筛除了外形尺寸、平整度、裂纹和毛刺存在缺陷的产品,这样在深加工之前便筛除了后期加工存表面裂纹可能的产品,同时筛除了尺寸和平整度不合格的产品;初磨平面为产品初次找平,防止深加工装夹过程中将产品夹碎并效提高产品尺寸精度;此外在割孔之后增加了抛光工序,这样能大大降低产品表面由于电火花线切割造成的表面缺陷,解决了现有硬质合金存在微裂纹、产品良品率不高的问题从而提高了产品使用寿命。
2)本发明中周磨是在卧轴平面磨床上利用砂轮的外圆面进行磨削,减少了对产品表面的伤害。
3)本发明中还包括一种圆刀片专用夹具,其四个突起部能够相互作用,更好的夹住产品,防止在磨平面的过程中出现产品滑出工作台的可能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种硬质合金圆刀片的加工工艺的流程图。
图2是本发明一种圆刀片专用夹具的立体示意图。
图3是本发明一种圆刀片专用夹具的正视图。
图4是本发明一种圆刀片专用夹具突起部的正视图。
其中:1-底板,2-导轨,3-挡块,4-圆刀片,5-固定杆,6-通孔,7-突起部,8-长杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例一
如图1所示,一种硬质合金圆刀片的加工工艺,包括配料、球磨、干燥、压制和烧结的前序工作,还包括以下步骤:
步骤一,初次检验:
A1,利用千分尺测量产品的外形尺寸,筛除尺寸不符合外径内径和厚度要求的产品;
A2,在平整度检验平台上检验外形尺寸合格的产品的平整度,筛除平整度变形量大于0.2mm的产品;
A3,在显微镜下检验产品裂纹和毛刺,筛除有外部裂纹的产品;
步骤二,初磨平面:经过初次检验合格后,将产品放在平面磨床平台上进行初磨平面,去掉产品表面的毛刺,对产品上下表面进行校平,使得平整度达到0.01mm~0.05mm;
步骤三,磨内圆:初磨平面后进行磨内圆,磨内圆是在内圆磨机磨床上使用金刚石砂轮进行加工,加工后得到内圆尺寸为
步骤四,磨外圆:磨内圆后进行磨外圆,使用外圆磨床加工,运用 金刚石砂轮进行加工,加工后得到产品外径为
步骤五,割孔:用中走丝电火花线切割机对产品按图纸要进行割型、割孔;
步骤六,抛光:抛光是去除步骤五中电火花线切割时留下的割痕,用钻床机装金刚石磨头将割痕磨除,钻床机的转速控制在800~2000转/分钟,打磨的深度30丝~60丝;
步骤七,精磨平面:割孔后,对产品使用平面磨床进行加工,硬质合金圆刀片使用氮化钛元素金刚石砂轮进行加工,将产品磨到1.4±0.02mm,平行度≤0.05mm,平面度≤0.05mm,表面粗糙度0.4μm,光洁度0.32μm;
步骤八,开大刀口:在多用磨床加工,使用碗形氮化钛元素金刚石砂轮进行粗磨至刀口角度0.6度、线口1.1mm、刀口宽度30mm、粗糙度0.8μm、光洁度0.63μm;再使用碗形氮化钛元素金刚石砂轮进行精磨至表面粗糙度0.025μm、光洁度0.02μm;
步骤九,开小刀口:在多用磨床加工,使用碗形氮化钛元素金刚石砂轮进行粗磨至刀口角度22度、锋口刀口宽度2.83mm、粗糙度0.8μm、光洁度0.63μm;再使用碗形氮化钛元素金刚石砂轮进行精磨至表面粗糙度0.025μm、光洁度0.02μm,同时外径控制在
步骤十,检验:包括检验产品外形尺寸、平整度和内部裂纹,筛除不合格的产品;
步骤十一,包装;
步骤十二,入库。
其中,配料:即将合金的各组分按一定配比进行配制;球磨:即将配制好的混合料放入球磨机内混合均匀;干燥:将混合均匀的物料放入干燥机内进行干燥;压制:将干燥好的物料用压力机冲压成型;烧结:将冲压成型的合金毛坯放入真空烧结炉内真空烧结;
其中:所述的配料为碳化钨、球形钴粉和碳化铬,所述碳化钨由粒度分别为0.6~1.0um和3~6um的碳化钨组成,所述的碳化钨、球形钴粉、碳化铬的质量比为:碳化钨70%,球形钴粉29%,碳化铬1.0%;
所述步骤二中平面磨床为卧轴平面磨床,磨削方式为周磨,周磨是在卧轴平面磨床上利用砂轮的外圆面进行磨削。
实施例二
基本步骤与实施例一相同,不同之处在于配料中碳化钨、球形钴粉、碳化铬的质量比为:碳化钨80%,球形钴粉19.6%,碳化铬0.4%。
实施例三
基本步骤与实施例一相同,不同之处在于配料中碳化钨、球形钴粉、碳化铬的质量比为:碳化钨69.6%,球形钴粉30%,碳化铬0.4%。
实施例四
基本步骤与实施例一相同,不同之处在于配料中碳化钨、球形钴粉、碳化铬的质量比为:碳化钨84.5%,球形钴粉15%,碳化铬0.5%。
实施例五
基本步骤与实施例一相同,不同之处在于配料中碳化钨、球形钴粉、碳化铬的质量比为:碳化钨89%,球形钴粉10%,碳化铬1.0%。
实施例六
基本步骤与实施例一相同,不同之处在于配料中碳化钨、球形钴粉、碳化铬的质量比为:碳化钨87.6%,球形钴粉12%,碳化铬0.4%。
实施例七
如图2、图3和图4所示,一种圆刀片专用夹具,包括圆刀片4,所述夹具包括底板1、挡块3和固定杆5,所述底板1中部上设置有导轨2,所述底板1前后两侧还设置有通孔6,所述挡块3对称设置在底板1中部两侧,所述挡块3底部适配于导轨2,所述挡块3端部两侧还固定有长杆8,所述长杆8穿过通孔6,所述固定杆5与长杆8活动连接,工作时所述挡块3上表面低于圆刀片4上表面的高度。
其中:所述挡块3端部对称活动连接有两个突起部7,所述突起部7为弹性材料制成;所述突起部7内侧包括多个长度相等的平直面,所述平直面之间的夹角为170°;所述平直面有四个即:311、312、313和314。
本发明中以上方案的技术效果是这样实现的:
本发明中烧结完成与磨内圆两个步骤之间还增加了初次检验和初磨平面两个工序;初次检验筛除了尺寸不符合外径内径和厚度要求的产品,筛除平整度变形量大于0.2mm的产品,筛除有外部裂纹的产品,这样在深加工之前便筛除了后期加工存在微裂纹可能的产品,解决了现有硬质合金存在微裂纹、产品良品率不高的问题;初磨平面,为产品初次找平,明显减少了电火花线切割加工时产品产生微裂纹的可能;此外在割孔之后增加了抛光工序,这样能大大降低产品表面由于电火花线切割造成的表面缺陷,从而提高了产品使用寿命。本发明中周磨是在卧轴平面磨床上利用砂轮的外圆面进行磨削,减少了对产品表面的伤害。本发明中还包括一种圆刀片专用夹具,其四个突起部能够相互作用,可以更好的夹住产品,防止在磨平面的过程中出现产品滑出工作台的可能。

Claims (7)

1.一种硬质合金圆刀片的加工工艺,包括配料、球磨、干燥、压制和烧结的前序工作,其特征在于,还包括以下步骤:
步骤一,初次检验:
A1,利用千分尺测量产品的外形尺寸,筛除尺寸不符合外径内径和厚度要求的产品;
A2,在平整度检验平台上检验外形尺寸合格的产品的平整度,筛除平整度变形量大于0.2mm的产品;
A3,在显微镜下检验产品裂纹和毛刺,筛除有外部裂纹的产品;
步骤二,初磨平面:经过初次检验合格后,将产品放在平面磨床平台上进行初磨平面,去掉产品表面的毛刺,对产品上下表面进行校平,使得平整度达到0.01mm~0.05mm;
步骤三,磨内圆:初磨平面后进行磨内圆,磨内圆是在内圆磨机磨床上使用¢150*20*20*10mm金刚石砂轮进行加工,加工后得到内圆尺寸为
步骤四,磨外圆:磨内圆后进行磨外圆,使用外圆磨床加工,运用¢400*50*203*10mm金刚石砂轮进行加工,加工后得到产品外径为
步骤五,割孔:用中走丝电火花线切割机对产品按图纸要进行割型、割孔;
步骤六,抛光:抛光是去除步骤五中电火花线切割时留下的割痕,用钻床机装金刚石磨头将割痕磨除,钻床机的转速控制在800~2000转/分钟,打磨的深度30丝~60丝;
步骤七,精磨平面:割孔后,对产品使用平面磨床进行加工,硬质合金圆刀片使用¢350*40*127*10mm氮化钛元素金刚石砂轮进行加工,将产品磨到1.4±0.02mm,平行度≤0.05mm,平面度≤0.05mm,表面粗糙度0.4μm,光洁度0.32μm;
步骤八,开大刀口:在多用磨床加工,使用碗形¢125*40*32*5*7mm氮化钛元素金刚石砂轮进行粗磨至刀口角度0.6度、线口1.1mm、刀口宽度30mm、粗糙度0.8μm、光洁度0.63μm;再使用碗形¢125*40*32*5*7mm氮化钛元素金刚石砂轮进行精磨至表面粗糙度0.025μm、光洁度0.02μm;
步骤九,开小刀口:在多用磨床加工,使用碗形¢125*40*32*5*7mm氮化钛元素金刚石砂轮进行粗磨至刀口角度22度、锋口刀口宽度2.83mm、粗糙度0.8μm、光洁度0.63μm;再使用碗形¢125*40*32*5*7mm氮化钛元素金刚石砂轮进行精磨至表面粗糙度0.025μm、光洁度0.02μm,同时外径控制在
2.根据权利要求1所述的一种硬质合金圆刀片的加工工艺,其特征在于:所述的配料为碳化钨、球形钴粉和碳化铬,所述碳化钨由粒度分别为0.6~1.0um和3~6um的碳化钨组成,所述的碳化钨、球形钴粉、碳化铬的质量比为:碳化钨70%~90%,球形钴粉10%~30%,碳化铬0.4%~1.0%。
3.根据权利要求1或2所述的一种硬质合金圆刀片的加工工艺,其特征在于:所述步骤二中平面磨床为卧轴平面磨床,磨削方式为周磨,周磨是在卧轴平面磨床上利用砂轮的外圆面进行磨削。
4.用于权利要求1至3任一项中步骤二或步骤七的一种圆刀片专用夹具,包括圆刀片(4),其特征在于:所述夹具包括底板(1)、挡块(3)和固定杆(5),所述底板(1)中部上设置有导轨(2),所述底板(1)前后两侧还设置有通孔(6),所述挡块(3)对称设置在底板(1)中部两侧,所述挡块(3)底部适配于导轨(2),所述挡块(3)端部两侧还固定有长杆(8),所述长杆(8)穿过通孔(6),所述固定杆(5)与长杆(8)活动连接,工作时所述挡块(3)上表面低于圆刀片(4)上表面的高度。
5.根据权利要求4所述的一种圆刀片专用夹具,其特征在于:所述挡块(3)端部对称活动连接有两个突起部(7),所述突起部(7)为弹性材料制成。
6.根据权利要求5所述的一种圆刀片专用夹具,其特征在于:所述突起部(7)内侧包括多个长度相等的平直面,所述平直面之间的夹角为170°。
7.根据权利要求6所述的一种圆刀片专用夹具,其特征在于:所述平直面有四个。
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