[發(fā)明專利]一種金剛石刀具的精密切削方法

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• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109261986A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝秀清;趙威;單遠(yuǎn);孫賀龍;李亮;何寧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00;B23Q11/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王海燕

本發(fā)明公開了一種金剛石刀具的精密切削方法，包括以下步驟：S1：將工件固定并裝夾在精密數(shù)控車床上；S2：將金剛石刀具安裝到車床的進(jìn)給箱上；S3：安裝低溫二氧化碳裝置，調(diào)整第一噴嘴和第二噴嘴位置，開啟低溫二氧化碳儲氣罐；使第一噴嘴向金剛石刀具的前刀面噴射低溫二氧化碳，第二噴嘴向金剛石刀具的后刀面噴射低溫二氧化碳；S4：開啟車床設(shè)備，調(diào)節(jié)金剛石刀具和工件的相對位置，完成對刀；S5：設(shè)置金剛石刀具車削加工工藝參數(shù)進(jìn)行車削；S6：加工結(jié)束后，關(guān)閉二氧化碳儲氣罐，關(guān)閉主軸、電源和控制軟件，拆卸金剛石刀具和工件。本發(fā)明能夠提高刀具壽命，保持刃口鋒利度，保證工件加工質(zhì)量與精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密切削技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種金剛石刀具的精密切削方法。

背景技術(shù)

軸承套圈為軸承的三大零件之一，主要為薄壁環(huán)形結(jié)構(gòu)，其加工質(zhì)量對軸承成品的精度、性能和使用壽命都有直接的影響。傳統(tǒng)的軸承套圈加工多采用以磨削為基礎(chǔ)的加工工藝，近些年來，隨著新型刀具材料與涂層技術(shù)的發(fā)展，硬車削技術(shù)在軸承套圈的加工中得到廣泛應(yīng)用。然而軸承鋼為典型的難加工和耐磨材料，其切削加工性極差。淬硬軸承套圈集中了薄壁難加工結(jié)構(gòu)及難加工材料特性。如何在“以車代磨”工藝中確保合理的刀具壽命、媲美磨削工藝的精度成為國內(nèi)外研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)。目前硬車削使用的刀具材料主要是PCBN、陶瓷和涂層硬質(zhì)合金等，依然存在著切削刃口剛性差、切削不穩(wěn)定等問題。與之相比金剛石刀具是自然界中最硬的材料之一，并且具有優(yōu)良的刃口鋒利性(可達(dá)幾個(gè)nm)，可以實(shí)現(xiàn)較好的表面質(zhì)量與加工精度。但金剛石刀具在切削軸承套圈類鐵基材料時(shí)，由于摩擦產(chǎn)生高溫，金剛石中的碳原子與工件表面的鐵原子發(fā)生反應(yīng)或擴(kuò)散到工件材料中，導(dǎo)致金剛石材料的石墨化和氧化，對刀具壽命產(chǎn)生極大地危害，從而影響了加工質(zhì)量與精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種金剛石刀具的精密切削方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高刀具壽命、工件加工質(zhì)量與精度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種金剛石刀具的精密切削方法，包括以下步驟：

S1：將工件固定并裝夾在精密數(shù)控車床上；

S2：將金剛石刀具安裝到車床的進(jìn)給箱上；

S3：安裝低溫二氧化碳裝置，調(diào)整第一噴嘴和第二噴嘴位置，開啟低溫二氧化碳儲氣罐；使第一噴嘴向金剛石刀具的前刀面噴射低溫二氧化碳，第二噴嘴向金剛石刀具的后刀面噴射低溫二氧化碳；

S4：開啟車床設(shè)備，調(diào)節(jié)金剛石刀具和工件的相對位置，完成對刀；

S5：設(shè)置金剛石刀具車削加工工藝參數(shù)進(jìn)行車削；

S6：加工結(jié)束后，關(guān)閉二氧化碳儲氣罐，關(guān)閉主軸、電源和控制軟件，拆卸金剛石刀具和工件。

優(yōu)選的，S3中的第一噴嘴噴射的低溫二氧化碳的入射方向與金剛石刀具的切削刃之間的夾角α₁和第二噴嘴噴射的低溫二氧化碳的入射方向與金剛石刀具的切削刃之間的夾角α₂均為10°-80°；S3中的第一噴嘴噴射的低溫二氧化碳的入射角度與前刀面的偏置角度β₁和第二噴嘴噴射的低溫二氧化碳的入射角度與后刀面的偏置角度β₂均為10°-80°。

優(yōu)選的，S3中第一噴嘴和第二噴嘴分別與金剛石刀具刃口的距離為5mm-80mm。

優(yōu)選的，S3中第一噴嘴和第二噴嘴噴射的低溫二氧化碳的流量為1kg/min-10kg/min。

優(yōu)選的，S3中開啟低溫二氧化碳儲氣罐后，保持低溫二氧化碳作用于金剛石刀具的前刀面和后刀面一分鐘以上，完成金剛石刀具的預(yù)冷。

優(yōu)選的，所述工件為軸承套圈，S1中采用磁性吸盤或膨脹芯軸將所述軸承套圈固定并裝夾在精密數(shù)控車床上。