CN108754451A - 刀具承载台及应用其的刀具加工系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种刀具承载台及应用其的刀具加工系统，涉及刀具加工技术领域。该刀具承载台包括承载台主体，承载台主体上开设有若干个刀具固定孔，刀具通过刀具固定孔固定在承载台主体上，可根据承载台温度场的分布，独立地调节每个刀具伸出刀具固定孔的长度，从而使得同一承载台主体上的每个刀具涂层质量更加均匀，进而提高刀具的良品率，改善了现有技术中由于热丝排布的特点引起的承载台温度场分布不均匀，刀具的装刀长度不能根据温度场分布进行灵活调节，从而导致同一承载台上的不同刀具涂层质量不均匀，甚至造成金刚石涂层刀具的良品率降低的技术问题。本发明还提供了一种刀具加工系统，包括上述刀具承载台。
Description
技术领域
本发明涉及刀具加工技术领域，尤其是涉及一种刀具承载台及应用其的刀具加工系统。
背景技术
化学气相沉积金刚石薄膜涂层刀具具有硬度高、摩擦系数低、耐磨性强以及表面化学性能稳定等优异的机械性能，使其在硬质合金刀具领域具有广阔的应用前景。
热丝化学气相沉积法制备金刚石薄膜涂层刀具的工艺中，由于炉内采用多根热丝平行排布提供高温，热丝边缘温度较中心温度低，温度场分布不均匀，中心与边缘的温度差使得同一炉产品的质量不均匀，甚至引起的温度波动超出金刚石的沉积温度，造成局部区域的基体无法沉积上金刚石，从而导致金刚石涂层刀具的良品率较低。故在化学气相沉积过程中需要合理的固定安放刀具，才能保证薄膜涂层的沉积质量。
现有装置多采用柱状或立方体承载台，即在基板上打孔然后将刀具插入孔中从而实现刀具的固定。一般而言，刀具的装刀长度(刀具伸出基板上的孔的长度)是固定不可调节的。由于炉内温度场分布不均匀，容易导致同一承载台上的不同刀具涂层质量不均匀，从而影响刀具质量的稳定性，降低金刚石涂层刀具的良品率。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种刀具承载台，根据承载台主体上的温度场分布，可独立地调节每个刀具伸出刀具固定孔的长度，从而使得同一承载台主体上的不同刀具涂层质量更加均匀，进而提高刀具的良品率。
本发明的第二目的在于提供一种刀具加工系统。
为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
本发明提供的一种刀具承载台，包括承载台主体；
所述承载台主体上开设有若干个刀具固定孔，刀具通过所述刀具固定孔固定在所述承载台主体上，每个所述刀具伸出所述刀具固定孔的长度可独立地调节。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述刀具固定孔内设置有刀具调节件，所述刀具调节件能够对所述刀具伸出所述刀具固定孔的长度进行调节。
进一步的，所述刀具调节件与所述刀具固定孔可拆卸连接。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述刀具调节件包括螺丝，所述刀具固定孔的内壁设有与所述调节件配合的螺纹。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述刀具调节件还包括垫片，所述螺丝穿过所述垫片上的安装通孔与所述刀具固定孔连接。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述刀具固定孔的纵向截面为T字型或倒T字型。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述承载台主体为铜承载台主体。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述承载台主体的顶面为平面或曲面。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，还包括散热件，所述散热件位于所述承载台主体的顶面上；
所述散热件上开设有若干个通孔，所述通孔与所述刀具固定孔相对应，所述散热件上的所述通孔与其相对应的所述刀具固定孔大小相同，所述刀具能够穿过所述散热件的所述通孔与所述刀具固定孔连接。
本发明还提供了一种刀具加工系统，包括上述刀具承载台。
与现有技术相比，本发明提供的刀具承载台及刀具加工系统具有如下有益效果：
(1)本发明提供的刀具承载台，包括承载台主体，承载台主体上开设有若干个刀具固定孔，刀具通过刀具固定孔固定在承载台主体上，可根据承载台温度场的分布，独立地调节每个刀具伸出刀具固定孔的长度，从而使得同一承载台主体上的不同刀具涂层质量更加均匀，进而提高刀具的良品率，改善了现有技术中由于热丝排布的特点引起的承载台温度场分布不均匀，刀具的装刀长度不能根据温度场分布进行灵活调节，从而导致同一承载台上的不同刀具涂层质量不均匀，甚至造成金刚石涂层刀具的良品率下降的技术问题。
(2)本发明提供的刀具加工系统，包括上述刀具承载台。鉴于上述刀具承载台所具有的优势，使得该刀具加工系统内部基体上具有均匀并且恒定的温度场分布，从而有利于在刀具表面形成均匀致密的金刚石薄膜涂层。
该刀具加工系统适用于金刚石薄膜涂层刀具的加工生产过程，为刀具加工生产提供了依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种刀具承载台的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的刀具固定孔与刀具调节件的位置关系示意图；
图3为本发明实施例1提供的刀具、刀具调节件在刀具固定孔内位置关系示意图；
图4为本发明实施例1提供的刀具、刀具调节件在刀具固定孔另一位置处的位置关系示意图；
图5为本发明实施例1提供的刀具承载台的纵向截面图；
图6为本发明实施例2提供的一种刀具承载台的结构示意图；
图7为本发明实施例2提供的刀具固定孔与刀具调节件的位置关系示意图；
图8为本发明实施例2提供的刀具、刀具调节件在刀具固定孔内位置关系示意图；
图9为本发明实施例2提供的刀具、刀具调节件在刀具固定孔另一位置处的位置关系示意图；
图10为本发明实施例2提供的刀具承载台的纵向截面图。
附图标记：
10-承载台主体；11-顶面；12-底面；20-刀具；30-散热件；110-刀具固定孔；111-刀具调节件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1-5所示，本实施例提供的刀具承载台，包括承载台主体10；
承载台主体10上开设有若干个刀具固定孔110，刀具20通过刀具固定孔110固定在承载台主体10上，每个刀具20伸出刀具固定孔110的长度可独立地调节。
具体的，承载台主体10一般是由导热性能良好的材质制作而成，例如铜或者铜合金。上述承载台主体10可以是一体加工成型，也可以是组装加工而成。
在本实施例中，承载台主体10朝向刀具20的一面为顶面11。在承载台主体10的顶面11上开设有若干个用于固定刀具20的刀具固定孔110。刀具固定孔110可根据实际需要设计为通孔或者盲孔。
刀具20是机械制造中用于切削加工的工具。本实施例中的“刀具”是不限于某一种特定的刀具，只要是刀具20的刀柄与刀具固定孔110能够固定配合即可。例如，刀具20可为立铣刀、锉刀等。
刀具20的刀柄与刀具固定孔110固定配合，刀具20的刀片朝向承载台主体10的外侧。此种刀具20的放置方式，可使得刀具与刀具之间不会发生碰撞从而导致崩刃。
对于刀具固定孔110的孔径、形状和数量不作特殊限定，可根据实际加工需求进行设定。刀具固定孔110的形状可以是圆形、长圆形或方形等等，只要与刀具20的刀柄形状吻合即可。
刀具固定孔110在承载台主体10上均匀排布。当将刀具20固定在承载台主体10上且不能完全将承载台主体10覆盖时，应考虑将刀具20沿承载台主体10的中心对称排布，以确保刀具20所在区域的温度的一致性。
现有的刀具承载台中刀具20的装刀长度(刀具20伸出刀具固定孔110的长度)是固定不可调节的，而本发明实施例中的每个刀具20伸出刀具固定孔110的长度均可独立地调节，即每个刀具20的装刀长度是可灵活调节的。
在不改变炉子的结构和热丝的排布基础上，可根据承载台温度场的分布，独立地调节每个刀具伸出刀具固定孔的长度，从而使得同一承载台主体上的不同刀具涂层质量更加均匀，进而提高刀具的良品率，改善了现有技术中由于热丝排布的特点引起的承载台温度场分布不均匀，刀具的装刀长度不能根据温度场分布进行灵活调节，从而导致同一承载台上的不同刀具涂层质量不均匀，甚至降低金刚石涂层刀具的良品率的技术问题。
在本实施例中，刀具20的刀柄与承载台主体10上的刀具固定孔110之间的配合方式有多种，比如过盈配合、过度配合或者间隙配合。
作为本发明的一种优选实施方式，刀具20的刀柄与承载台主体10上的刀具固定孔110之间采用过盈配合。上述刀具20与刀具固定孔110之间的配合方式，使得刀具20与承载台主体10易装易拆效率高。
进一步的，在上述技术方案的基础之上，刀具固定孔110内设置有刀具调节件111，刀具调节件111能够对刀具20伸出刀具固定孔110的长度进行调节。
需要说明的是，此处刀具调节件111的结构不作具体限定，只要能使得刀具20可沿刀具固定孔110的轴向方向上下移动，并可稳定保持在刀具固定孔110的某一位置处即可。刀具调节件111与刀具固定孔110的连接关系也不作具体限定，可为固定连接或者可拆卸连接。
作为一种优选实施方式，刀具调节件111与刀具固定孔110之间可拆卸连接。
当需要对刀具调节件111进行更换时，可拆卸的连接方式使得刀具调节件111的更换更为简单、便捷。
作为一种优选实施方式，刀具调节件111包括螺丝，刀具固定孔110的内壁设有与调节件配合的螺纹。
通过控制螺丝在刀具固定孔110的位置从而调节刀具20伸出刀具固定孔110的长度。
从图2-5中可以看出，刀具固定孔110为通孔，且其纵向截面为倒T字型。螺丝通过承载台主体10的底面12旋入刀具固定孔110中，此时，螺丝的头部朝向承载台主体10的底面12，螺丝的螺杆朝向承载台主体10的顶面11，且螺杆可顶住位于刀具固定孔110内的刀具20。通过控制螺丝旋入刀具固定孔110的长度从而控制刀具20伸出刀具固定孔110的长度(装刀长度)，从而达到对刀具20的装刀长度进行灵活调整的目的。
螺丝的种类有多种，进一步优选地，刀具调节件111包括沉头螺丝。
作为一种优选实施方式，刀具调节件111还包括垫片(在图中未标识)，螺丝穿过垫片上的安装通孔与刀具固定孔110连接。
垫片可增大接触面积，锁紧、保护刀具调节件111，从而延长刀具调节件111的使用寿命。
作为一种优选实施方式，承载台主体10的顶面11为平面或曲面。
当承载台主体10的顶面11为曲面时，承载台主体10的中心的高度高于承载台主体10的边缘的高度，且顶面11是由中心弧形延伸至边缘所形成的曲面。
承载台主体10的顶面11呈现中心高、边缘低的形态，且由中心弧形延伸至边缘，使得承载台主体10从中心到边缘的冷却效果递降，从而最大限度保证炉内基体上的温度场均匀性。
实施例二
与实施例一不同，本实施例提供的刀具承载台上的刀具固定孔110的纵向横截面为“T”字型，具体如图6-10。
螺丝通过承载台主体10的顶面11旋入刀具固定孔110中，此时，螺丝的头部朝向承载台主体10的顶面11，螺丝的螺杆朝向承载台主体10的底面12，且螺丝的头部可顶住位于刀具固定孔110内的刀具20。通过控制螺丝旋入刀具固定孔110的长度从而控制刀具20伸出刀具固定孔110的长度(装刀长度)，从而达到对刀具20的装刀长度进行灵活调整的目的。
作为一种优选实施方式，刀具固定孔110为盲孔。
采用上述特定结构的刀具承载台，可灵活调节每个刀具固定孔中的刀具的装刀长度，使其更符合承载台主体上的温度分布，有利于提高刀具表面的涂层质量，进而提高刀具的良品率。
在上述技术方案的基础之上，该刀具承载台还包括散热件30，散热件30位于承载台主体10的顶面11上；
散热件30上开设有若干个通孔，通孔与刀具固定孔110相对应，散热件30上的通孔与其相对应的刀具固定孔110大小相同，刀具20可穿过散热件30上的通孔与刀具固定孔110连接。
散热件30通常选用导热性能良好的材料制作而成，例如铜、铜合金或者石墨。
在散热件30上相应开设有与刀具固定孔110大小相同的通孔(在图中未标识)。且相邻的通孔之间的距离与相邻的刀具固定孔110之间的距离相同。在使用时，将散热件30上的通孔与承载台主体10上的刀具固定孔110相对应，刀具20贯穿散热件30上的通孔与承载台主体10上的刀具固定孔110固定。
将散热件30放置于承载台主体10的顶面11上，可改善局部的散热条件。例如，当承载台主体10的中心处温度较高时，可将散热件30放置于承载台主体10的中心位置处以增加该位置处的散热速度，从而减小承载台主体10的中心位置与边缘位置处的温度差，确保承载台主体10上各区域温度的一致性，提高温度场温度的可控性。
散热件30与承载台主体10的连接方式可以是固定连接，也可以是可拆卸连接。
作为本发明的一种可选实施方式，散热件30与承载台主体10之间可拆卸连接。散热件30与承载台主体10之间采用可拆卸的连接方式，使得散热件30可根据实际需求灵活的放置在承载台主体10上，增强对承载台主体10温度的可调节性。
对于散热件30的尺寸不作具体限定。散热件30的尺寸可以小于承载台主体10的尺寸，也可以等于承载台主体10的尺寸。散热件30的厚度可为几厘米至几十厘米，具体可根据实际需要进行设定。
作为本发明的一种可选实施方式，散热件30的尺寸与承载台主体10的顶面11的尺寸一致，即散热件30完全覆盖在承载台主体10的顶面11上，散热件30上的通孔位置与承载台主体10上的刀具固定孔110的位置相对应。
散热件30的形状也不作具体限定，可以为矩形、圆形、椭圆形或者其他不规则形状。
需要说明的是，散热件30的数量不限于一个，可以为两个、三个或者更多个。多个散热件30均可放置于承载台的顶面11上。
另外，由于散热件30具有一定的厚度，可以通过散热件30的叠加来调节承载台主体10的高度，使得承载台主体10能够适应不同长度的刀具20，且能保证散热良好。
实施例三
本实施例提供了一种刀具加工系统，包括实施例一或实施例二提供的刀具承载台。
除了上述刀具承载台，该刀具加工系统还包括真空室、与真空室相连的进气系统和真空系统。
在真空室内设置有基台，刀具承载台置于基台上，并在基台的上方设置多根与基台平行的、均匀分布的热丝，该热丝的材质可为钼丝、钨丝或钽丝。
鉴于实施例一或实施例二提供的刀具承载台所具有的优势，使得该刀具加工系统内部基体上具有均匀并且恒定的温度场分布，从而有利于在刀具表面形成均匀致密的金刚石薄膜涂层。
该刀具加工系统适用于金刚石薄膜涂层刀具的加工生产过程中，在刀具加工领域具有广泛的应用前景。
最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种刀具承载台，其特征在于，包括承载台主体；
所述承载台主体上开设有若干个刀具固定孔，刀具通过所述刀具固定孔固定在所述承载台主体上，每个所述刀具伸出所述刀具固定孔的长度可独立地调节。
2.根据权利要求1所述的刀具承载台，其特征在于，所述刀具固定孔内设置有刀具调节件，所述刀具调节件能够对所述刀具伸出所述刀具固定孔的长度进行调节。
3.根据权利要求2所述的刀具承载台，其特征在于，所述刀具调节件与所述刀具固定孔可拆卸连接。
4.根据权利要求2所述的刀具承载台，其特征在于，所述刀具调节件包括螺丝，所述刀具固定孔的内壁设有与所述调节件配合的螺纹。
5.根据权利要求4所述的刀具承载台，其特征在于，所述刀具调节件还包括垫片，所述螺丝穿过所述垫片上的安装通孔与所述刀具固定孔连接。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的刀具承载台，其特征在于，所述刀具固定孔的纵向截面为T字型或倒T字型。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的刀具承载台，其特征在于，所述承载台主体为铜承载台主体。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的刀具承载台，其特征在于，所述承载台主体的顶面为平面或曲面。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的刀具承载台，其特征在于，还包括散热件，所述散热件位于所述承载台主体的顶面上；
所述散热件上开设有若干个通孔，所述通孔与所述刀具固定孔相对应，所述散热件上的所述通孔与其相对应的所述刀具固定孔大小相同，所述刀具能够穿过所述散热件的所述通孔与所述刀具固定孔连接。
10.一种刀具加工系统，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的刀具承载台。
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