[發明專利]一種提高金屬材料切削性能的加工方法

在審

• 申請號: 201711441787.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108098253A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 劉涇源;陳德華;郭亮;潘文杰;崔曉磊;李成杰
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: B23P9/02
• 分類號: B23P9/02;B23B1/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鐘瑩潔

本發明公開了一種提高金屬材料切削性能的加工方法，在金屬材料坯料的車削過程中引入滾壓加工形成表面硬化層之后再進行切削加工，并且將所述滾壓加工與切削加工交替進行直至零件加工完畢。本發明的有益效果包括：(1)操作簡單：本發明中的技術改進只需要在車削機床上將車刀交替地換為壓頭進行滾壓加工而不需要補充其他設備，滾壓加工的過程與切削加工的過程相似，加工靈活度高；(2)普適性強：本發明的加工方法適用于大部分不易斷屑、粘刀類金屬的切削，可以顯著提高零件的加工質量。

技術領域

本發明屬于機械加工的技術領域，更具體地講，涉及一種提高金屬材料切削性能的加工方法。

背景技術

在金屬材料的切削加工過程中，通常會遇到一些難加工的材料，其具有加工時變形系數小、刀尖應力大、切削溫度高、化學活性大、粘結磨損和擴散磨損突出等特點，非常不利于切削加工。在進行這些金屬材料的零件加工時，存在加工難度大、加工費時、加工設備受損嚴重且零件加工質量不高等問題。

因此，有必要提供一種針對難加工金屬材料的切削加工加工方法。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種能夠有效提高金屬材料切削性能的加工方法，即通過在切削過程中引入表面滾壓硬化的工序，使得材料的切削性能得到顯著改善。

本發明提供了一種提高金屬材料切削性能的加工方法，在金屬材料坯料的車削過程中引入滾壓加工形成表面硬化層之后再進行切削加工，并且將所述滾壓加工與切削加工交替進行直至零件加工完畢。

根據本發明提高金屬材料切削性能的加工方法的一個實施例，所述滾壓加工具體為采用壓頭對所述金屬材料坯料進行多道次的表面滾壓。

根據本發明提高金屬材料切削性能的加工方法的一個實施例，所述壓頭為球形壓頭，所述球形壓頭具有與切削加工所用車刀相同形狀和尺寸的刀桿和相同的安裝方式，所述球形壓頭的硬度大于HRC 50，所述球形壓頭的直徑為φ2～20mm。

根據本發明提高金屬材料切削性能的加工方法的一個實施例，選用大直徑球形壓頭加工低硬度金屬材料，選用小直徑球形壓頭加工高硬度金屬材料。

根據本發明提高金屬材料切削性能的加工方法的一個實施例，在零件的整體加工過程中，控制機床主軸轉速為50～300r/min，控制加工直線速度為0.02～0.5mm/r；在所述滾壓加工的過程中，控制單道次的壓頭壓下量為0.02～0.2mm，控制滾壓道次為1～10次，同時使用乳化液作為加工潤滑液；在所述切削加工的過程中，控制背吃刀量為0.1mm～1mm，控制切削道次為1～5次。

根據本發明提高金屬材料切削性能的加工方法的一個實施例，所述交替進行具體為在切削加工過程中將上一次滾壓加工形成的表面硬化層去除之后再對新的加工表面進行滾壓加工并循環直至零件加工完畢。

根據本發明提高金屬材料切削性能的加工方法的一個實施例，在零件的整體加工過程中交替地更換壓頭和車刀實現所述滾壓加工與切削加工的交替進行直至零件加工完畢，其中，所述壓頭與車刀具有相同的中心高度。

根據本發明提高金屬材料切削性能的加工方法的一個實施例，所述滾壓加工的總壓下量與切削加工的總切削深度之比為1:10～10:1，其中，所述滾壓加工的總壓下量為單道次壓下量×滾壓道次，所述切削加工的總切削深度為單道次背吃刀量×車削道次。

根據本發明提高金屬材料切削性能的加工方法的一個實施例，所述加工方法還包括在零件加工之前進行的表面氧化皮預切削加工。

與現有技術相比，本發明的有益效果包括：

(1)操作簡單：本發明中的技術改進只需要在車削機床上將車刀交替地換為壓頭進行滾壓加工而不需要補充其他設備，滾壓加工的過程與切削加工的過程相似，加工靈活度高。