CN110788355A - Cbn刀片及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CBN刀片及其加工方法，该CBN刀片包括刀片上表面、刀片断屑槽、刀片后刀面、刀片负倒棱、圆形通孔，刀片上表面的一端与刀片断屑槽相连，刀片断屑槽的一端与刀片负倒棱的一端相连，刀片负倒棱的另一端与刀片后刀面相连，刀片后刀面与刀片上表面垂直，圆形通孔位于与刀片上表面的中间。综上所述，本发明扩充了现有CBN刀片及硬质合金刀片的加工方式，使加工方式不在单一，且可以加工复杂形状及槽形，实现片刀槽形对铁屑流向的控制和断屑，达到智能制造及自动化产线的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种刀片及其加工方法，特别是涉及一种CBN刀片及其加工方法。
背景技术
目前机械加工行业，立方氮化硼（CBN）是一种新型材料，可以加工硬度高达HRC65度的淬火合金钢，并可以用线速度2000米/分钟高效加工铸铁类零件（常规硬质合金刀片线速度只有500米/分钟）。由于其价格昂贵，目前各厂家均采用把大块的昂贵CBN材料切割成小块（切割成的CBN小块称为CBN刀头），然后把小块的CBN焊接到硬质合金的本体上（硬质合金刀片上磨削出CBN刀头的放置焊接区域，称为硬质合金本体），焊接好以后，再进行精密磨削加工，使焊接CBN刀片达到所需的精度和最终尺寸要求。目前CBN刀片前刀面的加工均为砂轮磨削加工，此类工艺只能加工简单平面及平面组合，复杂形状及凹槽均无法通过此类工艺实现，限制了刀片的使用范围，在普通机床，数控机床使用该类CBN刀片，可以加工长屑材料，但是长切屑会引起刀片崩刃，工件报废，甚至机床损坏。目前CBN及焊接CBN刀片通过磨削的方式加工均为0度前角，以及在前刀面进行负角倒棱加工，这类刀片前角无法控制被切削材料的断屑及切屑流向，造成切屑再次挤入切削区域，形成二次切削引起震动，损伤刀片，降低刀片使用寿命及刀片质量的不稳定，也会因长铁屑的缠绕划伤工件，造成工件表面质量差，在精加工时发生极有可能使工件报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种CBN刀片及其加工方法，其扩充了现有CBN刀片及硬质合金刀片的加工方式，使加工方式不在单一，且可以加工复杂形状及槽形，实现片刀槽形对铁屑流向的控制和断屑，达到智能制造及自动化产线的使用要求。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种CBN刀片，其特征在于，其包括刀片上表面、刀片断屑槽、刀片后刀面、刀片负倒棱、圆形通孔，刀片上表面的一端与刀片断屑槽相连，刀片断屑槽的一端与刀片负倒棱的一端相连，刀片负倒棱的另一端与刀片后刀面相连，刀片后刀面与刀片上表面垂直，圆形通孔位于与刀片上表面的中间。
优选地，所述所述圆形通孔上设有倒角结构。
本发明还提供一种CBN刀片的加工方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤一，用线切割机床把CBN材料切成所需的尺寸，形成CBN刀头；
步骤二，准备硬质合金材质的焊接本体，硬质合金刀片制作遵循常规工艺路线；
步骤三，用焊接机，设置50KHz~400KHz的高频电流把CBN刀头焊接到硬质合金本体上；
步骤四，专用磨床磨制CBN刀片刃口处理及尺寸，遵循常规工艺路线；
步骤五，把刀片放置到专用工装上，调整位置；
步骤六，使用激光进行溶解气化去除多余材料，最终加工成所需的刀片断屑槽；
步骤七，使用电火花，然后按照图纸要求进行溶解成型工艺，加工时电极及刀片浸泡在专用的液体介质中，最终加工成所需的刀片断屑槽。
优选地，所述步骤三中的焊接机为高频焊接机。
优选地，所述步骤六中的激光的功率在50-500W。
本发明的积极进步效果在于：CBN刀片及其加工方法扩充了现有CBN刀片及硬质合金刀片的加工方式，使加工方式不在单一，且可以加工复杂形状及槽形，实现片刀槽形对铁屑流向的控制和断屑，达到智能制造及自动化产线的使用要求，提高CBN刀片的使用寿命。本发明在做新刀片（硬质合金）槽形研发时，可提前准备好几种烧结成形的简单毛坯，在需要验正新设计的槽形时，最快只需要一天时间就可完成刀片槽形实物加工，研发周期从设计到实物只为原来研发周期的1/20，极大的提高了新品研发周期。
附图说明
图1为本发明的立体结构图。
图2为本发明的平面结构图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1至图2所示，本发明CBN刀片包括刀片上表面1、刀片断屑槽2、刀片后刀面3、刀片负倒棱4、圆形通孔5，刀片上表面1的一端与刀片断屑槽2相连，刀片断屑槽2的一端与刀片负倒棱4的一端相连，刀片负倒棱4的另一端与刀片后刀面3相连，刀片后刀面3与刀片上表面1垂直，圆形通孔5位于与刀片上表面1的中间。
圆形通孔5上设有倒角结构，这样能够提高刀片上表面的安全性能。
本发明CBN刀片的加工方法包括如下步骤：
步骤一：把整块CBN原材料放置在线切割机床工作台上，用专用夹具装夹稳定CBN原材料，保证切割时没有任何移动，用线切割机床（慢走丝机床，铜丝直径0.05-0.25mm）把CBN材料切成所需的尺寸，切割下来的CBN材料叫做CBN刀头，其厚度，大小，CBN材料均根据实际加工的零件不同来进行设计选用；
步骤二：准备硬质合金材质的焊接本体，硬质合金本体制作遵循常规工艺硬质合金刀片的制造工艺，通常的工艺路线为用WC（碳化钨）和钴粉以及乙醇，水在专用设备中进行混合，然后在压片机上用不高于30吨的压力进行压制，其上下模具均为电火花加工成型，压制成型的刀片毛坯在烧结炉中以1400度的左右的高温进行烧结，把刀片毛坯中的乙醇和水去除，然后烧结好的刀片在专用磨床上磨削下端定位面，之后在专用的数控五轴磨床上磨削该刀片刃口，此工艺结束后，在硬质合金刀片上磨削出CBN刀头的放置焊接区域，称为硬质合金本体；
步骤三：先把硬质合金本体放置在高频焊接机的工作台上，在专用夹具固定好之后，通过专用移动夹头把CBN刀头放置在硬质合金本体上的放置区域（需要涂抹专用焊剂），设置50KHz~400KHz的高频电流把CBN刀头焊接到硬质合金本体上；
步骤四：专用机械手夹持焊接CBN刀片，在专用的五轴刀片磨床上，用金刚石砂轮磨削进行CBN刀片刃口处理及倒角尺寸磨削，该步骤遵循常规工艺路线，磨削之后刀片在特殊清洗剂中进行清洗然后烘干；
步骤五，用专用移动设备把CBN刀片放置到专用工装上，调整位置并装夹稳定，保证加工时刀片没有移动；
步骤六，使用激光进行溶解气化去除多余材料，形成初步的刀片断屑槽；
步骤七，使用激光或电火花（无氧铜或者紫铜电极）需要按图纸加工成凸模形状，然后按照图纸要求进行溶解成型工艺，加工时电极及刀片浸泡在专用的液体介质中，最终加工成所需的刀片断屑槽。
所述步骤三中的焊接机为高频焊接机，这样能够提高焊接的效率，提高整个工艺的生产效率。
所述步骤六中的激光的功率在50-500W，这样能够提高溶解气化的效率，提高断屑器的成型速度。
本发明在加工CBN（立方氮化硼）刀片及硬质合金刀片上表面、刀片后刀面及刀片负倒棱时可通过磨削方式加工，但在加工刀片断屑槽部位时无法再用磨削的方式加工，此时需要通过激光或电火花非接触式的方式加工刀片，能在CBN类材料刀片上加工出前角及刀片断屑槽，同时用这类工艺也能实现其它复杂形状的加工，且用此类加工方式无刀片外形要求（ISO标准所含的外形及未在ISO标准内的形状），均可使用。
综上所述，本发明CBN刀片及其加工方法扩充了现有CBN刀片及硬质合金刀片的加工方式，使加工方式不在单一，且可以加工复杂形状及槽形，实现片刀槽形对铁屑流向的控制和断屑，达到智能制造及自动化产线的使用要求。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、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CBN刀片，其特征在于，其包括刀片上表面、刀片断屑槽、刀片后刀面、刀片负倒棱、圆形通孔，刀片上表面的一端与刀片断屑槽相连，刀片断屑槽的一端与刀片负倒棱的一端相连，刀片负倒棱的另一端与刀片后刀面相连，刀片后刀面与刀片上表面垂直，圆形通孔位于与刀片上表面的中间。
2.如权利要求1所述的CBN刀片，其特征在于，所述圆形通孔上设有倒角结构。
3.一种CBN刀片的加工方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤一，用线切割机床把CBN材料切成所需的尺寸，形成CBN刀头；
步骤二，准备硬质合金材质的焊接本体，硬质合金刀片制作遵循常规工艺路线；
步骤三，用焊接机，设置50KHz~400KHz的高频电流把CBN刀头焊接到硬质合金本体上；
步骤四，专用磨床磨制CBN刀片刃口处理及尺寸，遵循常规工艺路线；
步骤五，把刀片放置到专用工装上，调整位置；
步骤六，使用激光进行溶解气化去除多余材料，最终加工成所需的刀片断屑槽；
步骤七，使用电火花，然后按照图纸要求进行溶解成型工艺，加工时电极及刀片浸泡在专用的液体介质中，最终加工成所需的刀片断屑槽。
4.如权利要求3所述的CBN刀片的加工方法，其特征在于，所述步骤三中的焊接机为高频焊接机。
5.如权利要求3所述的CBN刀片的加工方法，其特征在于，所述步骤六中的激光的功率在50-500W。
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