一种新型球头铣刀刃口磨削方法技术

本发明专利技术公开了一种新型球头铣刀刃口磨削方法，包括钝化处理：将粗制坯料通过刀具钝化机进行钝化处理，得到初制坯料；磨刀处理：通过砂轮沿磨削轨迹对初制坯料进行前刀面磨削；强化处理：采用焊接和激光熔覆的复合方式进行刀刃强化层的加工；修磨处理：对刀刃强化层进行修磨处理，获得最终的切割刃

【技术实现步骤摘要】
一种新型球头铣刀刃口磨削方法


[0001]本专利技术涉及球头铣刀制造
，特别涉及一种新型球头铣刀刃口磨削方法
。

技术介绍

[0002]随着数控技术的发展，对数控刀具的要求也越来越高，对刀具结构提出了更高的要求
。
球头铣刀是铣制各种复杂曲面的重要刀具，尤其是随着数控机床的日益增多，这种刀具的需求量将与日剧增
。
常规的球头铣刀是直线刃口，在切削过程中不易排屑，切屑容易积聚在刃口附近，堵塞铣刀，既影响加工精度，又降低刀具的使用寿命
。
目前，国内多购置国外制造的
S
形球头铣刀，其前刀面是波形曲面，易于排屑
。
国内有些专家和工厂在
S
形球头铣刀的加工机理和数学模型上作了大量的工作，但这些工作都是基于理想的
、
没有任何偏差的前提下实现的
。
而在实际工业实现过程中，存在许多不可避免的偏差
、
损耗
。
[0003]球头铣刀属于模具铣刀，由球头和圆柱
(
圆锥
)
两部分组成，球头铣刀的
S
形球刃是指球头的
S
形刃口曲线，为描述方便，将其简称为
S
线，
S
线是一条球面曲线，它是球刃前刀面和球刃后刀面的交线，为了解决球头铣刀的排屑问题，球刃应当是较为理想的
S
形，球头的轮廓度作为衡量
S
线偏离球面整体偏差的一项指标，因此很多刀具厂家都对球头的轮廓度有着严格的要求
。
实际加工过程中，加工机构主要安装尺寸的精确性
、
砂轮磨损程度
、
数控系统采用的插补算法
、
前刀面和后刀面两次定位的偏差等因素，都会影响球头铣刀的轮廓度，该指标不达标会严重降低球头铣刀的加工合格率
。
故此，我们提出了一种新型球头铣刀刃口磨削方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种新型球头铣刀刃口磨削方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种新型球头铣刀刃口磨削方法，具体包括以下步骤：
[0007]S1、
钝化处理：将粗制坯料通过刀具钝化机进行钝化处理，直至坯料的表面粗糙度达到
0.05
～
0.1um
，刀具表面状态为光泽面，不可辩加工痕迹方向，得到初制坯料；
[0008]S2、
磨刀处理：通过砂轮沿磨削轨迹对初制坯料进行前刀面磨削；
[0009]S3、
强化处理：采用焊接和激光熔覆的复合方式进行刀刃强化层的加工；
[0010]S4、
修磨处理：对刀刃强化层进行修磨处理，获得最终的切割刃
。
[0011]优选的，在所述
S1
中，所述粗制坯料的钝化处理过程中选用规格号为
200
号的核桃壳磨料
。
[0012]优选的，在所述
S1
中，在钝化过程中，还需往磨料中加入保持粗制坯料表面光洁度的添加剂
。
[0013]优选的，所述添加剂的主要成分包括钻石膏
。
[0014]优选的，在所述
S2
中，所述磨刀处理具体包括以下步骤：
[0015]S201
：建立球头铣刀球刃部分刀刃曲线的数学模型；
[0016]S202
：结合微分几何和游动坐标系建立前刀面的数学模型，采用偏心法计算前刀面宽度的变化模型；
[0017]S203
：依据砂轮姿态计算在瞬时前刀面中的砂轮磨削轨迹
。
[0018]优选的，在所述
S3
中，具体包括以下步骤：
[0019]S301
：借助焊接的方式对焊丝进行预融化并将其沿刀刃的长度方向固定在刀刃的上表面；
[0020]S302
：利用激光对固定在刀刃上的焊丝进行熔覆处理，使刀刃的上表面形成熔覆层，获得刀刃强化层
。
[0021]优选的，所述焊丝为合金焊丝；其中，合金焊丝采用普通钢带包裹合金粉末颗粒而成
。
[0022]优选的，所述合金粉末颗粒成分包括
28.03
～
29.16
％
Cr
，
0.22
～
0.28
％
C
，
3.27
～
3.40
％
Si
，
2.91
～
3.15
％
B
，
5.04
～
5.22
％
Ni
，
0.32
～
0.55
％
Mn
，
0.23
～
0.31
％
Ce
，
10.06
～
10.34
％
W
，
0.57
～
0.64
％
Y
，
0.00
～
0.030
％
S
，
0.00
～
0.035
％
P
，余量为
Fe
；其中，合金粉末颗粒尺寸
65
～
80
μ
m。
[0023]优选的，所述焊接采用
TIG
焊接，激光熔覆采用半导体激光光束
。
[0024]优选的，所述
TIG
焊接的主要工艺参数为：焊接电流为
80
～
220A,
电弧电压为
12
～
20V
，焊接速度为2～
5mm/s
，
TIG
焊枪与刀刃的上表面呈
65
°
～
70
°
的倾斜角度
。
[0025]优选的，所述激光熔覆的主要工艺参数为：激光功率为1～
2KW
，光斑直径为
2mm
，离焦量为
3mm
，激光头与刀刃上表面呈
90
°
；复合保护气体为氩气，气流量为
8L/min。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0027]1、
在本专利技术中，在磨削刀刃之前，将粗制坯料的表面均匀钝化，由于没有其他沟槽结构的影响，使得粗制坯料表面的毛刺除去效果更好，而且操作人员更容易判断坯料表面是否已经达到所需的效果，对于刀具钝化时间的把握上简单且准确，报废率低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新型球头铣刀刃口磨削方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、
钝化处理：将粗制坯料通过刀具钝化机进行钝化处理，直至坯料的表面粗糙度达到
0.05
～
0.1um
，刀具表面状态为光泽面，不可辩加工痕迹方向，得到初制坯料；
S2、
磨刀处理：通过砂轮沿磨削轨迹对初制坯料进行前刀面磨削；
S3、
强化处理：采用焊接和激光熔覆的复合方式进行刀刃强化层的加工；
S4、
修磨处理：对刀刃强化层进行修磨处理，获得最终的切割刃
。2.
根据权利要求1所述的一种新型球头铣刀刃口磨削方法，其特征在于：在所述
S1
中，所述粗制坯料的钝化处理过程中选用规格号为
200
号的核桃壳磨料
。
根据权利要求1所述的一种新型球头铣刀刃口磨削方法，其特征在于：在所述
S1
中，在钝化过程中，还需往磨料中加入保持粗制坯料表面光洁度的添加剂
。3.
根据权利要求1所述的一种新型球头铣刀刃口磨削方法，其特征在于：所述添加剂的主要成分包括钻石膏
。4.
根据权利要求1所述的一种新型球头铣刀刃口磨削方法，其特征在于：在所述
S2
中，所述磨刀处理具体包括以下步骤：
S201
：建立球头铣刀球刃部分刀刃曲线的数学模型；
S202
：结合微分几何和游动坐标系建立前刀面的数学模型，采用偏心法计算前刀面宽度的变化模型；
S203
：依据砂轮姿态计算在瞬时前刀面中的砂轮磨削轨迹
。5.
根据权利要求1所述的一种新型球头铣刀刃口磨削方法，其特征在于：在所述
S3
中，具体包括以下步骤：
S301
：借助焊接的方式对焊丝进行预融化并将其沿刀刃的长度方向固定在刀刃的上表面；
S302
：利用激光对固定在刀刃上的焊丝进行熔覆处理，使刀刃的上表面形成熔覆层，获得刀刃强化层
。6.
根据权利要求5所述的一种新型球头铣刀刃口磨削方法，其特征在于：所述焊丝为合金焊丝；其中，合金焊丝采用普通钢带包裹合金粉末颗粒而成
。7.
根据权利要求6所述的一种新型球头铣刀刃口磨削方法，其特征在于：所述合金粉末颗粒成分包括
28.03
～
29.16
％
Cr

【专利技术属性】
技术研发人员：钟根，
申请(专利权)人：江西常远精密工具有限公司，
类型：发明
国别省市：