[发明专利]一种圆鼻铣刀的制造方法及其数控磨床

权利要求书

1.一种圆鼻铣刀的制造方法，其特征在于依次包含以下步骤：

(1)高密排六方相含量的刀具材料制备：硬质合金刀具材料制备时配料按Co含量为6wt.％～15wt.％，钌含量为Co含量的5％～10％，其余为WC；原料粉末经过球磨、喷雾干燥制备成混合料并压制成生坯；生坯在1400～1450℃下烧结1～2h，烧结结束后随炉冷却；将烧结后的硬质合金生坯放入-196℃的液氮容器中保持2～4h，取出后冷却到室温；形成粘结相中密排六方相含量≥65wt.％的硬质合金材料；

(2)圆鼻铣刀的五轴数控磨床磨制：采用五轴数控磨床将高密排六方相含量的硬质合金材料磨制成圆鼻铣刀的形状和尺寸，磨制时采用金属粘结剂金刚石砂轮，冷却液出口为圆形，圆形直径为砂轮宽度的60％～65％；冷却液出口与砂轮磨削点之间的距离为35～65mm,冷却液出口距离磨削平面45～75mm，冷却液出口方向与砂轮圆周面相切，冷却液压力为3～6bar，参数控制使冷却液形成湍流且冷却液回流占比≤80％，实现磨削过程中对硬质合金材料的高效冷却，刀具基体不发生密排六方向面心立方的相变，粘结相中密排六方相含量≥65wt.％；

(3)圆鼻铣刀的循环热处理：将磨制后的圆鼻铣刀放入-196℃的液氮容器中保持2～4h，取出后冷却到室温并放入真空炉中加热到200～300℃并保温10～12h，最后随炉冷却；此冷热循环热处理过程重复4～6次以释放刀具在烧结、磨削过程中的残余应力，并促进圆鼻铣刀中的粘结相从面心立方相全部转变为密排六方相；

(4)圆鼻铣刀的TiN涂层：将循环热处理后的圆鼻铣刀的放入磁控溅射涂层炉中，先抽真空到小于5*10^-3Pa，然后对炉内升温到350～380℃；再采用Ar离子对圆鼻铣刀刻蚀35min；再向炉内通入0.3～0.5Pa的氮气，采用Ti靶，在圆鼻铣刀表面沉积出2～3μm厚的TiN涂层，涂层结束后随炉冷却，涂层圆鼻铣刀基体中粘结相保持密排六方结构，其抗弯强度≥3500MPa。

2.根据权利要求1所述的圆鼻铣刀的制造方法，其进一步的特征在于依次包含以下步骤：

(1)配料后将所有原料放入球磨机并加入无水乙醇进行48～72h球磨；球磨结束后，料浆经400目筛网过滤后在90～95℃下进行干燥，获得混合料；混合料在300～400MPa压制成生坯，生坯烧结时的升温速度小于10℃/min；烧结的真空度小于5Pa；

(2)圆鼻铣刀的数控磨床磨制时，砂轮转速为20～30m/s；

(3)圆鼻铣刀循环热处理时，在真空烧结炉中的升温速度为1～2℃/min，真空度为小于5Pa；

(4)圆鼻铣刀涂层沉积TiN涂层时，基底施加的偏压为-30～-50V，Ti靶功率为2～4kW，沉积时间120～150min。

3.根据权利要求1所述的圆鼻铣刀的制造方法，其所用五轴数控磨床的进一步的特征在于：

(1)数控磨床为五轴五联动，包括床身、龙门立柱、X轴装置、Y轴装置、Z轴装置、A轴装置、C轴装置、砂轮系统、冷却系统、操作系统和外壳；

(2)数控磨床的冷却系统中冷却液出口与砂轮磨削点距离在10～110mm范围可调，冷却液出口与磨削平面之间的距离在10～110mm范围可调，冷却液出口的方向在0～180°范围可调，冷却液压力在1～10bar范围可调。