[發(fā)明專利]一種微刃切削刀具及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011158325.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112355373A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王成勇;李偉秋;顏炳姜;胡小月;鄭李娟
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué);匯專科技集團股份有限公司
• 主分類號: B23C5/10
• 分類號: B23C5/10;B23P15/28;B23P15/34
• 代理公司: 廣州市時代知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44438
• 代理人: 陳旭燕

本發(fā)明涉及一種微刃切削刀具及其制造方法，所述微刃切削刀具包括刀柄及與其連接的刀頭，所述刀頭上設(shè)置有復(fù)數(shù)個切削刃，所述刀頭遠離刀柄的一端上具有復(fù)數(shù)個切削刃，所述切削刃的刃口在宏觀上為長直刃或者曲線刃，在微觀上具有隨機分布的不規(guī)則鋸齒狀的微刃，所述微刃的寬度和深度的范圍均為5μm～20μm，相鄰的兩個所述切削刃之間具有排屑槽。所述微刃切削刀具在宏觀上進行銑削加工，而在微觀下，刃口上分布的不規(guī)則微小鋸齒模擬磨削加工特性對材料進行微量磨削，復(fù)數(shù)個切削刃在加工中進行去除路徑多次重疊，兩種加工方式復(fù)合實現(xiàn)難加工硬脆材料的超精加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及切削刀具技術(shù)領(lǐng)域，具體地來說，是一種微刃切削刀具及其制造方法。

背景技術(shù)

高速切削加工技術(shù)是一項集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進制造技術(shù)，切削刀具是高速切削的關(guān)鍵；高速切削刀具包括硬質(zhì)合金、涂層刀具、陶瓷、立方氮化硼和金剛石刀具等。其中，刀具切削刃是在切削加工中與材料直接接觸的部分，切削刃的形式對其物理性能和切削性能起到至關(guān)重要的作用，是影響加工質(zhì)量及刀具壽命影響的關(guān)鍵。

在刀具的制造過程中，刃磨是獲得成品刀具必須經(jīng)過的一道加工工序。刃磨是在加工出刀具基本形狀后，對刀具切削刃進行精加工，以獲得高質(zhì)量高直線度高完整度以及合適的幾何角度的一種加工工序；傳統(tǒng)刃磨通常使用砂輪進行磨削加工，現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展還可以使用磨料射流、激光、離子束、電化學(xué)等方法進行加工。

隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)也在高速發(fā)展，對零件的材料選擇和加工質(zhì)量要求越來越高，加工件表面質(zhì)量要達到納米級粗糙度，加工尺寸也越來越小，這對加工刀具提出了更高的要求。普遍使用的加工刀具已經(jīng)無法實現(xiàn)超精加工要求，因此對新的刀具形貌設(shè)計及制造方法提出了新的要求。要實現(xiàn)超精加工，切削刃的設(shè)計和加工方法選擇尤為重要，理論上，要獲得高加工質(zhì)量高壽命的刀具，切削刃必須具有高直線度及高完整度，即在宏觀條件下，切削刃呈長直刃或者大曲率曲線刃，在微觀下呈現(xiàn)高精度直刃，刃口越鋒利越好且不能有崩缺及凸起，這樣才不會使加工表面形成損傷。但是實際上在加工中，切削刃與工件呈線接觸形式，過于鋒利的刀具在接觸的一瞬間切削刃會受到瞬時機械沖擊的作用，在這種極大的力的作用下刃口極容易直接崩缺，因此在實際加工過程中通常需要給刀具切削刃進行倒圓角的設(shè)計，就是讓刃口擁有一定的圓弧度，使刀具的切削刃不會在接觸到材料的一瞬間產(chǎn)生崩缺。但是切削刃圓角設(shè)計在某種程度上是降低了刀具鋒利度的。

為實現(xiàn)刀具既有較高的鋒利度又有高的剛度，實現(xiàn)刀具質(zhì)量與壽命的統(tǒng)一，很多學(xué)者都對刀具切削刃進行了大量的研究，但是查閱文獻可知，現(xiàn)有對刀具切削刃的設(shè)計都集中在宏觀刃口設(shè)計上，包括刀具前后角度、斷屑槽、前后刀面微結(jié)構(gòu)等，對刃口的加工質(zhì)量要求追求高直線度及鈍圓形式與半徑設(shè)計，并未對刃口的微觀形貌進行詳細的研究。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提出一種微刃切削刀具及制造方法，實現(xiàn)針對石墨、陶瓷、藍寶石、玻璃等難加工硬脆材料高表面質(zhì)量、低損傷的超精加工。

上述目的通過以下方案實現(xiàn)：

一種微刃切削刀具，其包括刀柄及與其連接的刀頭，所述刀頭上設(shè)置有復(fù)數(shù)個切削刃，所述切削刃的刃口在宏觀上呈現(xiàn)為長直刃或者曲線刃，在微觀上具有隨機分布的不規(guī)則的鋸齒狀的微刃，所述微刃的寬度和深度為5μm～20μ m，相鄰的兩個所述切削刃之間具有排屑槽。

進一步的，所述微刃用于在切削過程中與材料加工面直接接觸，并參與切削過程。

進一步的，所述切削刃的刃寬為0.015mm～0.05mm，所述切削刃的深度為1mm～4mm。

進一步的，所述切削刃的數(shù)量為8～100個。

進一步的，所述切削刃的前角為～10°～+10°，所述切削刃的后角為15°～50°。

進一步的，所述微刃切削刀具為球刀、圓鼻刀、平底刀、側(cè)銑刀、倒角刀中的一種。