一种用于超精密车削的金刚石车刀制造技术

本发明专利技术为一种用于超精密车削的金刚石车刀，涉及机床刀具领域，超精密车销属微量切削，刃口应及其锋利，刃口钝圆半径极小，在使用时不产生走刀痕迹，强度高，切削阻力小等，但现用合金材料刀具很难胜任，为此，本发明专利技术采用金刚石车刀，金刚石刀头由单晶体金刚石制成，金刚石刀头与刀杆的固定可用机械方法固定，也可用粉末冶金法固定或钎焊固定，在金刚石的主切削刃与副切削刃之间采用过渡刃，过渡刃为圆弧形修光刃或折线形修光刃，本发明专利技术具有使用寿命长，尺寸耐用度高，操作方便，加工效率高的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工领域，尤其是机床刀具。技术背景超精密车削属微量切削，其最终加工的切削厚度常为所要求的加工精度， 对于车刀应具备刃口磨得极其锋利，刃口钝圆半径极小，能实现超薄切削厚 度，不产生走刀痕迹，强度高，切削阻力小，刀刃无缺陷，切削时刃形将复印 在加工表面上，能得到光滑的镜面，与工件材料的抗粘结性好，化学亲和力小， 摩擦系数低，极高的硬度及耐磨性、弹性模量，有很长的寿命和很高的尺寸耐 用度，采用合金材料刀具很难胜任超精密微量切削的上述要求，尤其是对于精 密铜、铝合金工件的加工尤其是如此，为此必须解决能满足精密车销的刀具。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种使用寿命长，尺寸耐用度高的用于超精密车销的 金刚石车刀。实现上述专利技术目的技术方案为-用于超精密车削的金刚石车刀，具有刀杆，在刀杆头部固定有金刚石刀头， 金刚石刀头是由单晶体金刚石制成，金刚石固定在小刀头上，小刀头用螺钉固 定在刀杆上，或由压板压住金刚石，再用螺钉将压板固定在刀杆上，在金刚石 的主切削刃与副切削刃之间采用过渡刃，过渡刃为原弧形修光刃或折线形修光 刃。金刚石刀头与刀杆的固定还可以采用粉末冶金法固定，即将金刚石和小刀 头放在冶金粉末中，经加压在真空中烧结，使金刚石固定在小刀头内。金刚石 刀头与刀杆的固定还可以采用钎焊固定，即将金刚石毛坯先钎焊在钼片上，再 将钼片钎焊到小刀头或刀杆上采用上述方案制成的超精密切削刀具，因金刚石硬度很高，而且耐磨，因 为刀具采用过渡刃的结构，能对加工表面起到修光作用，显著地提高了切削精 度，同时解决了崩刀和磨损，圆弧形刀刃还有利于对刀，刀刃磨损后可转位使 用，所以使用时不仅使用寿命长，而且尺寸耐用度高，不易磨损，保证了超精 密加工的质量，而且还具有操作方便，加工效率高的有益效果。 附图说明图1为本专利技术一种用于超精密车削的金刚石刀的用机械方法连接的结构示意2为圆弧修光过渡刃示意图 图3为折线修光过渡刃示意图 图4为左车刀结构示意图 图5为右车刀结构示意图 图6为端面车刀结构示意图具体实施方式现结合附图1一一图6对本专利技术技术方案作进一步说明。 图中所示1为刀杆，2为压紧螺钉，3为刀头压板，4为金刚石刀头，5为小刀 头。金刚石原料选用大颗粒单晶天然金刚石(工业级)， 一般为0.7 1.5克拉， 应具有完整的形状，表面光滑、透明，无凸起或凹坑，在10倍放大镜下观察， 不应看到裂纹、气泡、杂质等缺陷。金刚石刀具一般不采用主切削刃与副切削 刃相交为一点的尖锐刀尖，这样极易崩刃和磨损，在加工表面上留下加工痕迹， 金刚石刀具的主切削刃与副切削刃之间采用过度刃，能对加工表面起修光作用， 可以把刀刃设计成圆弧形或带直线修光刃的折线形，以减少切削残留面积对粗糙度的影响。当机床运动精度极高，工件材质优良，不考虑切削过程中力学、 物理、环境因素的影响时，工件表面的粗糙度主要取决于切削残留面积高度所产生的理论粗糙度Ra与刀刃粗糙度Re的叠加。因圆弧形刀刃对刀方便，刀 刃磨损后可转位使用，特别使用于成行表面的切削加工。由于金刚石刀具很脆， 在保证加工最小工件表面粗糙度的前提下，为增加刀尖强度和便于研磨、测量、 装夹，应采用较大刀具楔角3和很小的前角。通常金刚石车刀是把金刚石固 定在小刀头上，小刀头用螺钉或压板固定在车刀刀杆上。金刚石硬度极高，加 工困难，研磨效率低，金刚石刀具还要有锋锐的刃口。 一颗单晶金刚石毛坯， 要作成金刚石刀具，需经过对金刚石定向，确定需要磨去的部分，采用高速 旋转的铸铁盘加金刚石微粉进行粗研磨，基本成型。进行精研磨，磨出锋锐、 完好、无缺陷的刀刃。金刚石刀具的尺寸耐用度很高，高速切削时刀具磨损也 很慢，因此超精度切削时，切削速度并不受刀具耐用度的限制，这点与普通的 切削规律不同。对于超精密车削速度的选择，应根据机床和切削系统的动特性， 选择振动最小的转速，这样可得到很好的加工质量，较高的切削速度，提高加 工效率。金刚石毛坯需经以下步骤才能加工成所需金刚石刀具O对晶体定向， 确定刀具前后刀面的空间位置，需要磨去的部分；2)仔细观察切削部位的金刚 石内部是否有裂纹、杂质或其它缺陷；3)采用高速旋转的铸铁盘加金刚石微粉 进行粗研磨，基本成形；4)进行精研磨，磨至刀具尺寸精度要求为止。对于研 磨盘应保证表面平整，不得有砂眼和其它缺陷，转速限制在2000f/min 3000r/min，端面跳动误差为1 3nm。对于金刚石在小刀头上的固定方法可分 为l)机械夹持一将金刚石刀头的底面和加压面磨平，金刚石固定在小刀头上， 用刀头压板压在小刀头上，由压紧螺钉将刀头压板固定在刀杆上，但需较大颗 粒的金刚石；2)粉末冶金法固定一将金刚石放在冶金粉末中，经加压在真空中烧结，使金刚石固定在小刀头内；3)钎焊固定一金刚石晶体毛坯用特殊合金钎 焊在MO片上，有钼片后可以很容易地钎焊在小刀头或刀杆匕采用半径为IO mm的圆弧形刀刃，在小进给量时(f《0.05mm/r)，工件的表面粗糙度可达 到Ra 0.01 0.032 U m。后角ap =10° ，前角对于铜铝合金Y =0° 5。 对于加工环形槽的金刚石车刀，圆弧半径R《0.02 ym，刀尖角《55° 。 加工时要满足以下技术要求1、 金刚石规格4X2X2无色、透明、无裂纹、无杂质，D10等级，莫氏硬 度IO沿金刚石最强方向作为切削刃。2、 留-0.08mm余量。巾20h6与刀夹配间隙0.003—0.005mm。3、 主要切削刀(主、副刃)在4500倍电镜下无缺口。4、 刀体必须进行调质处理。5、 金刚石焊接牢后修磨刃U和角度。6、 刀尖及切削刃表面粗糙度小于O.Ol。7、 刃口 0.2范围内直线度小于0.01um。前刀面与后刀面必须精研磨至要求。权利要求1. 一种用于超精密车削的金刚石车刀，具有刀杆，在刀杆头部固定有金刚石刀头，其特征为金刚石刀头是由单晶体金刚石制成，金刚石固定在小刀头上，小刀头用螺钉固定在刀杆上，或由压板压住金刚石，再用螺钉将压板固定在刀杆上，在金刚石的主切削刃与副切削刃之间采用过渡刃，过度刃为圆弧形修光刃或折线形修光刃。2. 根据权利要求1所述的用于超精密车削的金刚石倒车，其特征为金刚石 刀头与刀杆的固定还可以采用粉末冶金法固定，即将金刚石刀头和小刀头放在 冶金粉末中，经加压在真空中烧结，使金刚石固定在小刀头内。3. 根据权利要求1所属的用于超精密车削的金刚石车刀，其特征为金刚石 刀头与刀杆的固定还可以采用钎焊固定，即将金刚石毛坯先钎焊在钼片上，再 将钼片钎焊到小刀头或刀杆上。全文摘要本专利技术为一种用于超精密车削的金刚石车刀，涉及机床刀具领域，超精密车销属微量切削，刃口应及其锋利，刃口钝圆半径极小，在使用时不产生走刀痕迹，强度高，切削阻力小等，但现用合金材料刀具很难胜任，为此，本专利技术采用金刚石车刀，金刚石刀头由单晶体金刚石制成，金刚石刀头与刀杆的固定可用机械方法固定，也可用粉末冶金法固定或钎焊固定，在金刚石的主切削刃与副切削刃之间采用过渡刃，过渡刃为圆弧形修光刃或折线形修光刃，本专利技术具有使用寿命长，尺寸耐用度高，操作方便，加工效率高的有益效果。文档编号B23B27/20GK101209499SQ200610170408公开日2008年7月2日 申请日期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超精密车削的金刚石车刀，具有刀杆，在刀杆头部固定有金刚石刀头，其特征为金刚石刀头是由单晶体金刚石制成，金刚石固定在小刀头上，小刀头用螺钉固定在刀杆上，或由压板压住金刚石，再用螺钉将压板固定在刀杆上，在金刚石的主切削刃与副切削刃之间采用过渡刃，过度刃为圆弧形修光刃或折线形修光刃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李维谦，
申请(专利权)人：天水星火机床有限责任公司，
类型：发明
国别省市：62[]