CN107824815A - 切削刃区表面有微凹坑的刀具及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明为切削刃区表面有微凹坑的刀具及其制造方法，解决已有刀具的使用寿命短的问题。在刀具切削刃区的前刀面1、后刀面2、强化带3上有光滑凹坑5和顶部6，光滑凹坑5和顶部6分别构成弧形的波谷和波峰，所述弧形的波谷和波峰半径为0.5—5um，深度为1—10um，宽度为5—30um，强化带3的弧形半径为0.02—0.06mm，前刀面1和后刀面2的夹角为70°—90°，凹坑5和顶部6分布区为刀具刃区表面的20%—50%。

Description

切削刃区表面有微凹坑的刀具及其制造方法

技术领域：

本发明与金属切削刀具有关，尤其与刃口切削区表面的微观显微构造结构有关。

背景技术：

在切削过程中，刀具与工件、切屑形成摩擦副，其切削性能与摩擦特性密切相关。已有刀具的刃口切削区表面光滑，虽然能改善镍基材料加工的粘屑性能，但研究显示，刃口切削区表面光滑度与耐磨性不是正相关，已有刀具的使用寿命短。

发明内容：

本发明的目的是提供一种减少切削摩擦，抗粘效果好，刀具使用寿命长的切削刃区表面有微凹坑的刀具及其制造方法。

本发明是这样实现的：

切削刃区表面有微凹坑的刀具，在刀具切削刃区的前刀面1、后刀面2、强化带3上有光滑凹坑5和顶部6，光滑凹坑5和顶部6分别构成弧形的波谷和波峰区4，所述弧形的波谷和波峰半径为0.5—5um，深度为1—10um，宽度为5—30um ，强化带3的弧形半径为0.02—0.06mm，前刀面1和后刀面2的夹角为70°—90°，凹坑5和顶部6分布区为刀具刃区表面的20%—50%。

刀具平放于履带，喷砂机喷枪的喷嘴7与刀具上平面的夹角为30°—70°，喷砂时履带不动，喷嘴7在强化带3的中轴线上来回运动，其运动速度为10—15cm/s。先用200#—600#白刚玉磨料流8，在0.2—0.5MPa空气压力下凿蚀刀具的前刀面1、后刀面2、强化带3的切削区，形成密布于切削刃区表面的凹坑。

后通过1000#—3000#的金刚砂软球磨料流8在空气流动的带动下，磨料流研磨凹坑的顶点，最后形成表面光滑的强化带3、凹坑5和顶部6，其中刀具平放于履带夹具上，喷砂机喷枪的喷嘴7与刀具上平面的夹角为30°—70°，喷砂时履带不动，喷嘴7在强化带3的中轴线上来回运动，喷枪喷嘴7相对于履带的运动速度为20—50cm/s，喷砂机的喷砂气压为0.05—0.1MPa。

本发明通过刀具刃区表面的复合强化处理，获得凸包形或凹坑形的非光滑表面刀具刃区结构，降低刀—屑自然接触长度，减少平均摩擦力和切削力。本发明的显微结构形貌具有较强的贮存润滑油及形成油膜的能力，可以实现“刀—工”表面间良好的减磨、抗黏附并提高耐磨性，可友好解决刀具刃口、前后刀面“屑—工—刀”三者之间的粘结、摩擦磨损问题。

本发明具有如下优点：

、相对于传统刀具刃区表面，刀具切削刃区表面微凹坑微结构可减小刀—屑自然接触长度，降低平均摩擦力30％以上，切削力降低10％—30％；

、相对于传统刀具刃区表面，刀具切削刃区表面微凹坑微结构形貌具有较强的贮存润滑油及形成油膜的能力，可有效改善抗粘着磨损。

、对于精密加工刀具，解决刀具刃口、前后刀面“屑—工—刀”三者之间的粘结、摩擦磨损问题，防止粘屑和影响刀具几何参数精度，提高刀具性能。

附图说明：

图1为刀具刃口与喷嘴相对位置示意图；

图2为磨料流处理刃区表面的示意图；

图3为金刚砂软处理刀具刃区表面的示意图；

图4为复合强化刃区表面刀具抗粘减摩原理示意图；

图5为本发明结构图。

具体实施方式：

切削刃区表面有微凹坑的刀具，在刀具切削刃区的前刀面1、后刀面2、强化带3上有光滑凹坑5和顶部6，光滑凹坑5和顶部6分别构成弧形的波谷和波峰区4，所述弧形的波谷和波峰半径为0.5—5um，深度为1—10um，宽度为5—30um ，强化带3的弧形半径为0.02—0.06mm，前刀面1、后刀面2的夹角为70°—90°，凹坑5和顶部6分布区为刀具刃区表面的20%—50%。

刀具平放于履带，喷砂机喷枪的喷嘴7与刀具上平面的夹角为30°—70°，喷砂时履带不动，喷嘴7在强化带3的中轴线上来回运动，其运动速度为10—15cm/s。先用200#—600#白刚玉磨料流8，在0.2—0.5MPa空气压力下凿蚀刀具的前刀面1、后刀面2、强化带3的切削区，形成密布于切削刃区表面的凹坑。

后通过1000#—3000#的金刚砂软球磨料流8在空气流动的带动下，磨料流研磨凹坑的顶点，最后形成表面光滑的强化带3、凹坑5和顶部6，其中刀具平放于履带夹具上，喷砂机喷枪的喷嘴7与刀具上平面的夹角为30°—70°，喷砂时履带不动，喷嘴7在强化带3的中轴线上来回运动，喷枪喷嘴7相对于履带的运动速度为20—50cm/s，喷砂机的喷砂气压为0.05—0.1MPa。

Claims (3)

1.切削刃区表面有微凹坑的刀具，其特征在于在刀具切削刃区的前刀面（1）、后刀面（2）、强化带（3）上有光滑凹坑（5）和顶部（6），光滑凹坑（5）和顶部（6）分别构成弧形的波谷和波峰区（4），所述弧形的波谷和波峰半径为0.5—5um，深度为1—10um，宽度为5—30um ，强化带（3）的弧形半径为0.02—0.06mm，前刀面（1）和后刀面（2）的夹角为70°—90°，凹坑（5）和顶部（6）分布区为刀具刃区表面的20%—50%。

2.根据权利要求1所述的切削刃区表面有微凹坑的刀具的制造方法，其特征在于刀具平放于履带夹具上，喷砂机喷枪的喷嘴（7）与刀具上平面的夹角为30°—70°，喷砂时履带不动，喷嘴（7）在强化带（3）的中轴线上来回运动，喷枪喷嘴（7）相对于履带的运动速度为10—15cm/s，先用200#—600#白刚玉磨料流（8），在0.2—0.5MPa空气压力下凿蚀刀具的前刀面（1）、后刀面（2）、强化带（3）的切削区，形成密布于切削刃区表面的凹坑。

3.根据权利要求1和2所述的切削刃区表面有光滑微凹坑的刀具的制造方法，其特征在于通过1000#—3000#的金刚砂软球磨料流（8）在空气流动的带动下，磨料流研磨凹坑的顶点，最后形成表面光滑的强化带（3）、凹坑（5）和顶部（6），其中刀具平放于履带夹具上，喷砂机喷枪的喷嘴（7）与刀具上平面的夹角为30°—70°，喷砂时履带不动，喷嘴（7）在强化带（3）的中轴线上来回运动，喷枪喷嘴（7）相对于履带的运动速度为20—50cm/s，喷砂机的喷砂气压为0.05—0.1MPa。