CN117226583A - 一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及刀具切削技术领域，且公开了包括以下步骤：S1、对刀具表面预处理；S2、刀具前刀面激光微加工，获得微织构；S3、使用激光器对刀具后表面加工，在刀具后表面形成旋涡微织构结构；S4、旋涡微织构结构的内部涂满润滑油，并在刀具表面涂抹润滑膏；S5、刀具下方放置镍基高温合金，刀具一边转动一边向下移动，刀具逐渐切割镍基高温合金，镍基高温合金出现切缝；本发明中通过在刀具后表面加工旋涡微织构结构，该结构呈旋涡状，在其内涂覆有润滑油，减小摩擦力，在刀具切削镍基高温合金的时候，在刀具旋转离心力的作用下，润滑油甩出在刀具表面，刀具在镍基高温合金切缝，能够起到润滑，提高刀具切削的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及刀具切削技术领域，更具体的公开了一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法。
背景技术
随着科学技术的发展，越来越多的高硬度、高硬度、耐高温等材质应用到生产实践中，如何它们成型称为一个难题，虽然目前有各种特殊加工方法，但高成本限制了其应用。行之有效的是传统的切削加工方式，然而需要对刀具切削性能和寿命提出更高的要求，微织构刀具的出现可以在不改变刀具原有材质的基础上，通过合理构造具有一定几何形状的前刀面，来改善刀具切削性能。
但刀具切削时，工件新鲜加工表面与后刀具面接触，相互摩擦后造成后刀面磨损。虽然有后角，但切削刃不是理想的锋而是有一定的钝圆，存在着弹性和塑性变形；因此，后刀面与工件实际上是小面积接触，磨损就发生在这个接触面上。并且实际加工过程中，细小的切屑会堆积到刀具表面，切屑与刀具之间摩擦力大，从而造成刀具表面磨损。
因此设计一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，用于解决实际加工过程中，细小的切屑会堆积到刀具表面，切屑与刀具之间摩擦力大，从而造成刀具表面磨损的问题。
发明内容
本发明提供一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，能够解决细小的切屑会堆积到刀具表面，从而造成刀具表面磨损的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，更具体的说是一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，包括以下步骤：
S1、对刀具表面预处理；
S2、刀具前刀面激光微加工，获得微织构；
S3、使用激光器对刀具后表面加工，在刀具后表面形成旋涡微织构结构；
S4、旋涡微织构结构的内部涂满润滑油，并在刀具表面涂抹润滑膏；
S5、刀具下方放置镍基高温合金，刀具一边转动一边向下移动，刀具逐渐切割镍基高温合金，镍基高温合金出现切缝；
S6、刀具表面与镍基高温合金接触，刀具旋转下润滑油处在刀具和镍基高温合金之间，减小刀具受到摩擦，在刀具旋转下，旋涡微织构结构使刀具表面均匀附上润滑油，用于提高刀具切削性能。
更进一步的，所述S1的具体步骤为：
S1、将刀具放入丙酮溶液中浸泡10min；
S2、使用软毛刷对刀具表面清洁，去除刀具表面脏污；
S3、刀具放入酒精溶液中放置12min，用于对刀具消毒；
S4、将刀具表面擦干净。
更进一步的，所述旋涡微织构结构的宽度由内到外逐渐增大，且旋涡微织构结构的两端具有倒角，用于在离心力的作用下提高润滑油的流动顺畅度。
更进一步的，所述润滑膏的流动性小于润滑油的流动性。
更进一步的，所述旋涡微织构结构的深度为5-20μm，最外围距离刀刃距离为10mm-15mm，旋涡微织构结构的方向垂直于切削刃。
更进一步的，所述润滑油具体为特种润滑油。
更进一步的，所述S1中，在对刀具进行预处理的过程中，还可以在刀刃上涂覆一层特殊的耐磨涂层，以降低镍基高温合金与刀具表面的摩擦系数。
更进一步的，所述该方法中所应用的刀具包括包括刀尖、刀柄和刀刃。
更进一步的，在步骤S3对刀具加工完毕后，还可以对刀具进行试验验证，以评估其对镍基高温合金的切削效果。
本发明一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法的有益效果为：
本发明中通过在刀具后表面加工旋涡微织构结构，该结构呈旋涡状，在其内涂覆有润滑油，减小摩擦力，另外，即使刀具后表面有碎屑，碎屑会进入到涡旋微织钩结构的内部，在刀具切削镍基高温合金时进一步减小摩擦。
本发明中在刀具切削镍基高温合金的时候，在刀具旋转离心力的作用下，润滑油甩出在刀具表面，刀具在镍基高温合金切缝，能够起到润滑，提高刀具切削的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1为优化后刀面微织构刀具的结构示意图；
图2为一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法的流程图；
图3为刀具的前视结构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据附图1-3，提供了一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，包括以下步骤：
S1、对刀具表面预处理，将刀具放入丙酮溶液中浸泡10min，使用软毛刷对刀具表面清洁，能够去除刀具表面脏污，再将刀具放入酒精溶液中放置12min，可以对刀具消毒，工作人员将刀具表面用软毛巾擦干净，后续可以对刀具进行加工；
S2、刀具前刀面激光微加工，获得微织构，激光加工过程中使用激光器，刀具前表面的织构宽度为40μm，织构深度为20μm；
S3、使用激光器对刀具后表面加工，在刀具后表面形成旋涡微织构结构；
S4、旋涡微织构结构的内部涂满润滑油，并在刀具表面涂抹润滑膏；
S5、刀具下方放置镍基高温合金，刀具一边转动一边向下移动，刀具逐渐切割镍基高温合金，镍基高温合金出现切缝；
S6、刀具表面与镍基高温合金接触，刀具旋转下润滑油处在刀具和镍基高温合金之间，减小刀具受到摩擦，在刀具旋转下，旋涡微织构结构使刀具表面均匀附上润滑油，用于提高刀具切削性能。
本实施例中的刀具具有摩擦阻力小的微观织构，能够减小摩擦机理，提高刀具的切削性能。
在本实施例中，S1的具体步骤为：
S1、将刀具放入丙酮溶液中浸泡10min；
S2、使用软毛刷对刀具表面清洁，去除刀具表面脏污；
S3、刀具放入酒精溶液中放置12min，用于对刀具消毒；
S4、将刀具表面擦干净。
在本实施例中，旋涡微织构结构的宽度由内到外逐渐增大，且旋涡微织构结构的两端具有倒角，用于在离心力的作用下提高润滑油的流动顺畅度。
在本实施例中，润滑膏的流动性小于润滑油的流动性。
在本实施例中，旋涡微织构结构的深度为5-20μm，最外围距离刀刃距离为10mm-15mm，旋涡微织构结构的方向垂直于切削刃。
在本实施例中，润滑油具体为特种润滑油。
在本实施例中，在对刀具进行预处理的过程中，还可以在刀刃上涂覆一层特殊的耐磨涂层，以降低镍基高温合金与刀具表面的摩擦系数。
在本实施例中，方法中所应用的刀具包括包括刀尖、刀柄和刀刃。
在本实施例中，在步骤S3对刀具加工完毕后，还可以对刀具进行试验验证，以评估其对镍基高温合金的切削效果。试验材料为镍基高温合金块料，直径为50mm，长度为100mm。试验设备为数控机床，主轴转速为10000rpm，进给速度为500mm/min。试验结果显示，与传统切削工具相比，优化后刀面微织构刀具在加工镍基高温合金时具有更高的切削速度和更低的切削温度。此外，优化后刀面微织构刀具的耐用性和使用寿命也得到了显著提高。通过对比试验数据，可以发现优化后刀面微织构刀具的切削效果明显优于传统切削工具。
本装置的工作原理是：
S1、对刀具表面预处理；
S2、刀具前刀面激光微加工，获得微织构；
S3、使用激光器对刀具后表面加工，在刀具后表面形成旋涡微织构结构；
S4、旋涡微织构结构的内部涂满润滑油，并在刀具表面涂抹润滑膏；
S5、刀具下方放置镍基高温合金，刀具一边转动一边向下移动，刀具逐渐切割镍基高温合金，镍基高温合金出现切缝。
其中本文中出现的电器元件均文现实中存在的电器元件。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对刀具表面预处理；
S2、刀具前刀面激光微加工，获得微织构；
S3、使用激光器对刀具后表面加工，在刀具后表面形成旋涡微织构结构；
S4、旋涡微织构结构的内部涂满润滑油，并在刀具表面涂抹润滑膏；
S5、刀具下方放置镍基高温合金，刀具一边转动一边向下移动，刀具逐渐切割镍基高温合金，镍基高温合金出现切缝；
S6、刀具表面与镍基高温合金接触，刀具旋转下润滑油处在刀具和镍基高温合金之间，减小刀具受到摩擦，在刀具旋转下，旋涡微织构结构使刀具表面均匀附上润滑油，用于提高刀具切削性能。
2.根据权利要求1所述的一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，所述S1的具体步骤为：
S1、将刀具放入丙酮溶液中浸泡10min；
S2、使用软毛刷对刀具表面清洁，去除刀具表面脏污；
S3、刀具放入酒精溶液中放置12min，用于对刀具消毒；
S4、将刀具表面擦干净。
3.根据权利要求1所述的一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，所述旋涡微织构结构的宽度由内到外逐渐增大，且旋涡微织构结构的两端具有倒角，用于在离心力的作用下提高润滑油的流动顺畅度。
4.根据权利要求1所述的一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，所述润滑膏的流动性小于润滑油的流动性。
5.根据权利要求1所述的一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，所述旋涡微织构结构的深度为5-20μm，最外围距离刀刃距离为10mm-15mm，旋涡微织构结构的方向垂直于切削刃。
6.根据权利要求1所述的一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，所述润滑油具体为特种润滑油。
7.根据权利要求1所述的一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，所述S1中，在对刀具进行预处理的过程中，还可以在刀刃上涂覆一层特殊的耐磨涂层，以降低镍基高温合金与刀具表面的摩擦系数。
8.根据权利要求1所述的一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，所述该方法中所应用的刀具包括包括刀尖、刀柄和刀刃。
9.根据权利要求1所述的一种优化后刀面微织构刀具切削镍基高温合金的方法，其特征在于，在步骤S3对刀具加工完毕后，还可以对刀具进行试验验证，以评估其对镍基高温合金的切削效果。
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