[发明专利]一种降低断续切削成本的涂层刀具处理方法

说明书

本发明涉及一种刀具处理方法，具体是一种在保证加工效率的前提下降低金属断续切削涂层刀具总加工成本的刀具表面处理方法，包括以下步骤：首先进行材料‑刀具匹配，优选加工刀具；之后进行等距离高速切削试验，确定最佳高速加工参数（切削速度、切削深度、进给量）；再之后进行最佳参数的高速、断续、多次切削，获得不同磨损阶段（前期初始磨损阶段、中期稳定磨损阶段、后期急剧磨损阶段）刀具，分析刀具表面完整性（表面形貌、表面粗糙度、硬度、表面残余应力）演变，寻找刀具表面完整性性能降低、开始快速磨损的时间段；之后，对开始进入快速磨损阶段的刀具进行表面完整性为参考的二次表面处理延长寿命，降低加工成本；最后进行验证性切削试验。

技术领域

本发明涉及一种降低断续切削成本的涂层刀具处理方法，具体地说是一种通过对表面完整性与刀具磨损分析，进行针对性表面处理，进而延长刀具继续使用时间，降低加工成本的涂层刀具二次表面处理方法。

背景技术

当前制造业中，金属切削作为最主要的成型手段之一占据了重要地位。涂层刀具作为金属切削的重要工具，以其高性能的优点成为机械加工行业的重要组成部分。由于金属加工行业成本受到涂层刀具寿命的影响，而涂层刀具的稳定切削阶段是涂层刀具寿命的主要阶段。涂层刀具表面完整性是影响涂层刀具切削的重要参数，表面完整性的变化影响着稳定切削阶段的变化以及加工表面质量，所以进行表面处理改善刀具表面完整性不可或缺。正常生产加工中，零件的加工往往是多次、断续、反复切削，一个刀具需要加工数个零件，工件-刀具需要进行多次分离，这就为加工过程中刀具的二次处理提供了可能。

许多研究发现，涂层刀具的表面完整性与刀具磨损具有紧密的联系，在断续切削过程中，氧化物的生成可以有效地起到隔热、减摩、防扩散的作用；粘结物的生成增加，会导致涂层的剥落以及摩擦磨损增大；硬度的提高影响着涂层刀具的耐磨性，残余压应力影响着涂层刀具表面结合强度以及表面裂纹等现象。在磨损阶段中期，涂层刀具在中期磨损开始加剧，表面完整性开始恶化，涂层刀具磨损率逐渐增大，开始走向急剧磨损阶段，加工表面质量逐渐下降。由于涂层刀具的特殊性，很难进行二次修磨等操作，现在的主要方式为涂层刀具制备完成后只进行一次表面处理直至刀具报废。

为此，本发明针对涂层刀具磨损中期进行表面完整性-磨损机理分析，对断续切削过程中，磨损开始加剧，表面完整性开始恶化阶段进行有效的二次处理，实现表面完整性的再优化，减缓刀具磨损，延长刀具寿命，同时提高了加工表面质量。实现了断续切削的间歇处理，不占用总加工时间，延长了刀具寿命，降低了刀具更换成本，具有普遍的科学意义与应用价值。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种提高断续切削时涂层刀具切削寿命，降低加工成本的方法，可解决刀具加工过程中的刀具磨损过快、加工表面质量降低、加工成本高的问题为达成上述目的本发明的解决方案是：

1.一种降低断续切削成本的涂层刀具处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)确定与加工材料相匹配刀具，优选最佳性能刀具；在相同切削参数下，进行等距离切削，刀具磨损量为标准，选择最佳刀具，实现工件与刀具之间的性能匹配；

2)选取1)中刀具进行刀具高速切削试验，确定最佳高速加工参数(包括切削速度、切削深度、进给量)；

3)选取1)，2)参数进行等距离、多次高速切削试验，获取断续切削时不同磨损阶段的刀具，以VB＝0.3mm为刀具失效标准，记录涂层刀具各阶段切削时间、磨损量以及磨损形式；

4)对各阶段的涂层刀具进行相应表面完整性参数的测试，分析刀具表面的完整性(表面形貌、表面粗糙度、硬度、表面残余应力)演变；寻找稳定切削阶段内刀具表面完整性开始恶化与刀具磨损开始快速上升的时间阶段，分析刀具表面完整性与刀具磨损的关系；

5)选取稳定切削阶段内即将达到或已经达到磨损快速上升阶段的刀具，针对开始恶化的各项表面完整性，选取快速高效的表面处理工艺，进行表面处理，并根据涂层刀具各项表面完整性参数进行处理参数的优化组合；