CN109048079A - 刀具的激光加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种刀具的激光加工方法，其包括以下步骤：将所述刀具的刀柄固定至一激光加工设备的加工平台上；所述激光加工设备对所述刀具的刀片进行第一次切割形成直边刃型后角；所述激光加工设备对形成有直边刃型后角的所述刀片进行多次第二次切割，直到形成圆弧刃型后角。上述刀具的激光加工方法加工效率高。

Description

刀具的激光加工方法
技术领域
本发明涉及一种刀具的激光加工方法，特别是一种PCD刀具的激光加工方法。
背景技术
聚晶金刚石(PCD，Polycrystalline diamond)刀具由于具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，使得PCD刀具在加工各种有色金属和非金属材料领域得到广泛应用。目前，对于PCD刀具的制备加工手段主要有磨削加工、电火花腐蚀加工、化学加工等。然而，上述加工手段，加工时间长，且加工后的刀具的刀面具有高的粗糙度，降低了刀具的使用寿命。同时，上述加工手段不易实现对具有圆弧型后角刃的刀具的精加工。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种加工效率高的刀具的激光加工方法。
一种刀具的激光加工方法，包括以下步骤：
将所述刀具的刀柄固定至一激光加工设备的加工平台上；
所述激光加工设备对所述刀具的刀片进行第一次切割形成直边刃型后角；
所述激光加工设备对形成有直边刃型后角的所述刀片进行多次第二次切割，直到形成圆弧刃型后角。
进一步地，“所述激光加工设备对所述刀具的刀片进行第一次切割形成直边刃型后角”具体为：预先设定第一加工程序，且所述第一加工程序中的后角设定为8度；所述激光加工设备按照所述第一加工程序对位于所述加工平台上的刀具的刀片进行第一次切割加工以形成直边刃型后角，且所述直边刃型后角的角度为8度。
进一步地，所述激光加工设备对所述刀具的刀片进行第一次切割的加工参数如下：单次切深为0.10mm，切宽为0.07mm，焦距为87.5mm，入射角度为10度，激光功率为85W。
进一步地，“所述激光加工设备对形成有直边刃型后角的所述刀片进行多次第二次切割形成圆弧刃型后角”具体为：按照所述刀片的后角的刃口的设计要求设定第二加工程序，且所述第二加工程序中的后角设定为0.01度；所述激光加工设备的加工平台对第一次切割形成直边刃型后角的刀具进行旋转180度；所述激光加工设备按照所述第二加工程序对形成有直边刃型后角的刀片进行反向多次切割加工，直到形成圆弧刃型后角，且所述圆弧刃型后角的角度为5度。
进一步地，所述激光加工设备对形成有直边刃型后角的刀片进行多次第二次切割的加工参数如下：单次切深为0.10mm，切宽为0.07mm，焦距为87.5mm，入射角度为10度，激光功率为85W。
进一步地，所述刀具的激光加工方法还包括以下步骤：
将一PCD复合片切割成多个刀片；
将多个所述刀片焊接至一刀柄上。
进一步地，“将多个所述刀片焊接至一刀柄上”具体为：利用一打磨设备对制备的多个刀片进行打磨抛光及去毛刺处理；再将打磨后的多个所述刀片及刀柄放入酒精溶液中，并利用一刷子对多个所述刀片及刀柄进行清洗处理并晾干备用；将低温焊剂涂抹在所述刀柄的刀槽内并将多个所述刀片放置于相应的导槽内；以及将所述刀柄及多个所述刀片放置到一真空焊接机中而将多个所述刀片焊接至所述刀柄上。
进一步地，所述真空焊接机的控温参数如下：焊接温度从室温升至500℃用时4min，并保温4min，再升至750℃用时5min，再保温5min，然后降温至400℃用时8min，最后冷却至室温。
进一步地，所述刀具的激光加工方法还包括以下步骤：
所述激光加工设备对形成有所述圆弧刃型后角的刀片进行抛光处理。
进一步地，“所述激光加工设备对形成有所述圆弧刃型后角的刀片进行抛光处理”具体为：所述激光加工设备按照所述第二加工程序再次对形成有所述圆弧刃型后角的刀片进行多次切割处理而进行抛光，其中，加工参数如下：单次切深为0.006mm，切宽为0.03mm，焦距为88.6mm，入射角度为10度，激光功率为17W。
上述刀具的激光加工方法通过激光加工设备对刀具的刀片进行第一次切割形成直边刃型后角，并对形成有直边刃型后角的刀片进行多次第二次切割形成圆弧刃型后角，从而加工出具有预定角度的圆弧刃型后角的刀片，提高了具有弧刃型后角的刀片的加工效率。
附图说明
图1是本发明一实施方式的第一次切割后的刀具的刀片的示意图。
图2是图2中的第二次切割后的刀片的示意图。
图3是本发明一实施方式的刀具的激光加工方法的流程图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参阅图1和图3，本发明提供一种利用激光加工设备(图未示)对PCD刀具进行制备加工的刀具的激光加工方法。上述PCD刀具具有刀柄及设置于刀柄上的多个刀片100。本实施例中，刀片100为PCD材料制成。
请同时参阅图1至图3，本发明刀具的激光加工方法的较佳实施方式包括以下步骤：
步骤S101：将一PCD复合片切割成多个刀片100。
具体地，利用一激光切割机(图未示)将一块直径58mm的圆形PCD复合片切割成多个刀片100，其中，所述PCD复合片的PCD粒度为10um及厚度为1mm。
步骤S102：将多个刀片100焊接至一刀柄上。
具体地，利用打磨设备(图未示)对制备的多个刀片100进行打磨抛光及去毛刺处理；再将打磨后的多个刀片100及刀柄放入酒精溶液中，并利用刷子对多个刀片100及刀柄进行清洗处理并晾干备用；最后，将低温焊剂涂抹在刀柄的刀槽内并将多个刀片100放置于相应的导槽内，然后将刀柄及多个刀片放置到一真空焊接机中而将多个刀片100焊接至刀柄上。其中，真空焊接机的控温参数如下：焊接温度从室温升至500℃用时4min，并保温4min，再升至750℃用时5min，再保温5min，然后降温至400℃用时8min，最后冷却至室温。
步骤S103：将刀具的刀柄固定至一激光加工设备的加工平台上。
具体地，将焊接处理后的刀具的刀柄固定至激光加工设备的加工平台上。
步骤S104：激光加工设备对刀具的刀片100进行第一次切割形成直边刃型后角α。
具体地，预先设定第一加工程序，且所述第一加工程序中的后角设定为8度。激光加工设备按照上述第一加工程序沿图1中所示的箭头方向对位于加工平台上的刀具的刀片100进行第一次切割加工以形成直边刃型后角α，且直边刃型后角α的角度为8度，其中，加工参数如下：单次切深为0.10mm，切宽为0.07mm，焦距为87.5mm，入射角度为10度，脉宽为0.8微秒，频率为2000HZ，激光功率为85W。
步骤S105：激光加工设备对形成有直边刃型后角α的刀片100进行多次第二次切割，直到形成圆弧刃型后角β。
具体地，按照刀片100的后角的刃口的设计要求设定第二加工程序，且所述第二加工程序中的后角设定为0.01度。激光加工设备的加工平台对第一次切割形成直边刃型后角α的刀具进行旋转180度，激光加工设备按照上述设定的第二加工程序沿图2中所示的箭头方向对形成有直边刃型后角α的刀片100进行反向多次切割加工，直到形成圆弧刃型后角β，且所述圆弧刃型后角β的角度为5度，其中，加工参数如下：单次切深为0.03mm，切宽为0.03mm，焦距为88.5mm，入射角度为10度，脉宽为0.8微秒，频率为2000HZ，激光功率为30W。
步骤S106：激光加工设备对形成有圆弧刃型后角β的刀片100进行抛光处理。
具体地，激光加工设备按照所述第二加工程序再次对形成有圆弧刃型后角β的刀片100进行多次切割处理而达到抛光的效果，其中，加工参数如下：单次切深为0.006mm，切宽为0.03mm，焦距为88.6mm，入射角度为10度，脉宽为0.8微秒，频率为2000HZ，激光功率为17W。
步骤S107：按照上述步骤S104至步骤S105，对刀具的其它刀片100进行加工，从而完成了对刀具的加工。
可以理解，步骤S101、步骤S102及步骤S106可以去除，在其它实施例中，激光加工设备直接对位于加工平台上的刀片100进行切割加工，并不影响对刀具的加工。
另外，经检测，对按照上述步骤S101-S106加工后的刀片100的后角的表面粗糙度达到0.198um。同时，在其它实施方式中，刀具的激光加工方法与上述较佳实施方式的不同之处在于：在步骤S106将激光功率分别调节为60W、50W、40W、30W、20W及15W，并经检测，上述其它实施方式中制备的刀片100的后角的表面粗糙度分别为1.477um、1.250um、1.177um、0.752um、0.254um及2.084um，从而说明在抛光处理的过程中，激光功率为17W使加工后的刀片100的后角的表面粗糙度达到最佳。
上述刀具的激光加工方法通过激光加工设备对刀具的刀片100进行第一次切割形成直边刃型后角α，并对形成有直边刃型后角α的刀片100进行多次第二次切割，直到形成圆弧刃型后角β，从而加工出具有预定角度的圆弧刃型后角β的刀片，提高了具有弧刃型后角的刀片的加工效率。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种刀具的激光加工方法，包括以下步骤：
将所述刀具的刀柄固定至一激光加工设备的加工平台上；
所述激光加工设备对所述刀具的刀片进行第一次切割形成直边刃型后角；
所述激光加工设备对形成有直边刃型后角的所述刀片进行多次第二次切割，直到形成圆弧刃型后角。
2.如权利要求1所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：“所述激光加工设备对所述刀具的刀片进行第一次切割形成直边刃型后角”具体为：预先设定第一加工程序，且所述第一加工程序中的后角设定为8度；所述激光加工设备按照所述第一加工程序对位于所述加工平台上的刀具的刀片进行第一次切割加工以形成直边刃型后角，且所述直边刃型后角的角度为8度。
3.如权利要求2所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：所述激光加工设备对所述刀具的刀片进行第一次切割的加工参数如下：单次切深为0.10mm，切宽为0.07mm，焦距为87.5mm，入射角度为10度，激光功率为85W。
4.如权利要求1所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：“所述激光加工设备对形成有直边刃型后角的所述刀片进行多次第二次切割形成圆弧刃型后角”具体为：按照所述刀片的后角的刃口的设计要求设定第二加工程序，且所述第二加工程序中的后角设定为0.01度；所述激光加工设备的加工平台对第一次切割形成直边刃型后角的刀具进行旋转180度；所述激光加工设备按照所述第二加工程序对形成有直边刃型后角的刀片进行反向多次切割加工，直到形成圆弧刃型后角，且所述圆弧刃型后角的角度为5度。
5.如权利要求4所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：所述激光加工设备对形成有直边刃型后角的刀片进行多次第二次切割的加工参数如下：单次切深为0.10mm，切宽为0.07mm，焦距为87.5mm，入射角度为10度，激光功率为85W。
6.如权利要求1所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：所述刀具的激光加工方法还包括以下步骤：
将一PCD复合片切割成多个刀片；
将多个所述刀片焊接至一刀柄上。
7.如权利要求6所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：“将多个所述刀片焊接至一刀柄上”具体为：利用一打磨设备对制备的多个刀片进行打磨抛光及去毛刺处理；再将打磨后的多个所述刀片及刀柄放入酒精溶液中，并利用一刷子对多个所述刀片及刀柄进行清洗处理并晾干备用；将低温焊剂涂抹在所述刀柄的刀槽内并将多个所述刀片放置于相应的导槽内；以及将所述刀柄及多个所述刀片放置到一真空焊接机中而将多个所述刀片焊接至所述刀柄上。
8.如权利要求7所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：所述真空焊接机的控温参数如下：焊接温度从室温升至500℃用时4min，并保温4min，再升至750℃用时5min，再保温5min，然后降温至400℃用时8min，最后冷却至室温。
9.如权利要求4所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：所述刀具的激光加工方法还包括以下步骤：
所述激光加工设备对形成有所述圆弧刃型后角的刀片进行抛光处理。
10.如权利要求9所述的刀具的激光加工方法，其特征在于：“所述激光加工设备对形成有所述圆弧刃型后角的刀片进行抛光处理”具体为：所述激光加工设备按照所述第二加工程序再次对形成有所述圆弧刃型后角的刀片进行多次切割处理而进行抛光，其中，加工参数如下：单次切深为0.006mm，切宽为0.03mm，焦距为88.6mm，入射角度为10度，激光功率为17W。
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