[發明專利]一種微結構超硬刀具及其制造方法

在審

• 申請號: 202010303913.6
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111496278A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 魯艷軍;羅旺;伍曉宇;周超蘭;李偉秋;顏炳姜
• 申請（專利權）人: 深圳大學;匯專科技集團股份有限公司
• 主分類號: B23B27/00
• 分類號: B23B27/00;B23K26/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 黃華蓮;郝傳鑫

本發明公開了一種微結構超硬刀具及其制造方法，該微結構超硬刀具包括刀本體和連接于刀本體的刀頭，刀頭包括前刀面、后刀面和刀尖，前刀面上設有向下凹陷的微織構結構，所述微織構結構遠離所述刀尖的一側設有用于切斷積屑的斷屑結構。微結構超硬刀具的制造方法包括步驟：S1、調整激光器與待加工刀具的相對位置；S2、打開激光器，使激光照射待加工刀具的前刀面；S3、控制激光器沿預定路徑移動。本發明能在硬度較高的刀具上加工出精度較高的微織構結構，適用于批量生產，而且具有微織構結構的刀具能夠增強刀具在切削過程中的散熱面積，減少切削熱，延長刀具的使用壽命。

技術領域

本發明涉及超硬刀具加工技術領域，特別是涉及一種微結構超硬刀具及其制造方法。

背景技術

刀具磨損是機械制造加工過程中的關鍵問題，刀具與工件相互摩擦不可避免地會造成刀具磨損，影響刀具的加工效率和使用壽命，增加加工成本。摩擦學和仿生學研究表明，刀具表面不是越光滑越耐磨，在刀具表面上制造出一定的微凹坑結構，能夠起到減振耐磨的作用，可以改善潤滑效果，使其具有更好的摩擦性能。

PCD超硬刀具被廣泛應用于加工硬度較高的材料，PCD刀具自身具有硬度高、抗壓強度高、導熱性及耐磨性好等特性，其表面的微織構結構如果結構設置不合理，并且出現排屑能力不佳的話，很難達到較好的散熱、減小切削熱的目的，一旦積屑堆積很容易損壞加工件的表面，對刀具使用壽命不利，難以有效提高PCD刀具性能。

發明內容

為了解決上述背景技術中的問題，本發明提供了一種微結構超硬刀具，其能夠增強降磨和潤滑效果，增大刀具在切削過程中的散熱面積，減少切削熱，延長刀具的使用壽命。

基于此，本發明的一個方面，提供了一種微結構超硬刀具，其包括刀本體和連接于所述刀本體的刀頭，所述刀頭包括前刀面、后刀面和刀尖，所述前刀面上設有向下凹陷的微織構結構，所述微織構結構遠離所述刀尖的一側設有用于切斷積屑的斷屑結構。

本發明在PCD超硬刀具的前刀面上利用激光加工技術加工出微結構，有效的增加了刀具在切削過程中的散熱面積，且該微結構中心的微尖端可以切斷積屑，防止刀具在切削過程中產生的積屑堆積損壞被加工件的表面，減少切削熱。

作為優選方案，所述微織構結構為相對于所述前刀面凹陷的凹槽，所述斷屑結構的表面與所述前刀面平齊。

作為優選方案，所述斷屑結構包括導向部和連接于所述導向部的尖端部，所述導向部設于所述微織構結構遠離所述刀尖的一側，所述尖端部設于所述導向部和所述微織構結構之間。

作為優選方案，所述尖端部的延長線與所述刀尖相交。

作為優選方案，所述導向部的表面與所述尖端部的表面平齊。

作為優選方案，所述導向部的外輪廓為向所述刀尖的方向凸起的半圓形，所述尖端部連接于所述導向部的頂部。

作為優選方案，所述微織構結構的外輪廓呈V字形，所述斷屑結構設于所述V字形的微織構結構的開口處。

作為優選方案，所述斷屑結構和所述微織構結構整體構成外輪廓為三角形的結構。

作為優選方案，所述微織構結構相對于所述前刀面的凹陷深度為50～100μm。

作為優選方案，所述尖端部的長度為20～200μm。

作為優選方案，所述刀具的材質為聚晶金剛石、單晶金剛石、化學氣相沉積金剛石、聚晶立方氮化硼中的任一種。

本發明的另一方面，還提供一種如上述微結構超硬刀具的制造方法，包括步驟：

S1、調整激光器與待加工刀具的相對位置；

S2、打開激光器，使激光照射待加工刀具的前刀面；

S3、控制激光器沿預定路徑移動。