[发明专利]一种圆鼻铣刀的制造方法及其数控磨床

说明书

本发明公开了一种圆鼻铣刀的制造方法及其数控磨床，其特征是通过添加钌元素，并进行液氮处理，制备出高密排六方相含量的硬质合金材料；然后采用五轴五联动数控磨床进行磨制，控制冷却液形成湍流，实现磨削过程中对硬质合金刀具的高效冷却，硬质合金刀具不发生密排六方向面心立方的相变；再进行循环热处理使面心立方相全部转变为密排六方相，进行TiN涂层后的圆鼻铣刀保持粘结相密排六方结构，其抗弯强度≥3500MPa。本发明克服了现有圆鼻铣刀铣刀的强度不足的问题，可用于各种机械零件的铣削加工。

技术领域

本发明涉及一种铣刀的制作方法及其磨床，特别涉及一种圆鼻铣刀的制造方法及其数控磨床，属于机械制造领域。

背景技术

圆鼻铣刀结合了球头铣刀与立铣刀的优点，刀头曲面弧度较小，在加工小角度曲面时有很大优势，而且不存在球头铣刀的静止磨削情况，使用寿命相对较长，圆鼻铣刀在铣削加工中具有重要的地位。

CN201922400719.5一种钛合金双容屑槽圆鼻铣刀，包括与刀杆连接的刀头，所述刀头端面设置有长齿和短齿，所述长齿和短齿在刀头端面交替设置，长齿和短齿形成的刀刃反向延伸在刀头轴向形成第一容屑槽，所述长齿和短齿形成的齿隙角与第一容屑槽之间设置有平滑连接的第二容屑槽，采用双容屑槽设计，将原有凸台去除，使S-GASH下部与容屑槽平滑过渡，大大降低了发生粘刀的可能性，刀具寿命提升30％以上。CN201921176851.6公开了一种整体金属陶瓷圆鼻铣刀，包括由碳化物基金属陶瓷一体形成的夹持部、颈部以及铣削部，所述铣削部的圆柱面上开设有截面呈V形的螺旋槽；所述铣削部的圆柱面上一体成型有沿所述螺旋槽延伸的主切削刃，且所述铣削部远离所述颈部的端面上一体成型有副切削刃；所述螺旋槽内壁上固定有由导热金属制成的导热片，所述导热片沿所述螺旋槽的螺旋方向延伸。本实用新型具有以下优点和效果：本方案利用新机械结构，提升了该铣刀的散热性能，有利于减小铣刀的磨损，延长铣刀的使用寿命。CN201921419685.8公开了一种多刃圆鼻铣刀，包括转杆，所述转杆的外侧连接有圆鼻螺旋，且转杆和圆鼻螺旋上设置有导流槽，所述圆鼻螺旋上设置有切割刃，且切割刃之间通过连接块相连接，并且连接块上预留有喷射孔。该多刃圆鼻铣刀结构简单，制造工艺要求较低，其能便于用于降温的水流过导流槽，且在该铣刀转动的过程中，水流至连接块下方的导流槽后，通过离心力，使得水能通过喷射孔将水喷射至切割刃的刃端，以便于对该铣刀进行高效的降温，并且该铣刀能通过连接块使得切割刃更加的稳固，降低该铣刀在工作过程中，切割刃崩断的概率，有利于该铣刀的使用寿命。

目前，圆鼻铣刀在切削加工过程中，工况十分恶劣，刀具散热不佳，刀具的强度不够则会在切削过程中出现崩刃而失效。因此，实际工况对圆鼻铣刀的强度提出了很高的要求。现有技术通过多刃化、双容屑槽等方式来提高散热效果，但还远远不足，寻找通过刀具材料、组织结构等方面的控制来提高圆鼻铣刀的性能非常重要。

发明内容

针对目前圆鼻铣刀的强度有待提高的问题，本发明提出在制作过程中首先通过粘结相成分、烧结工艺和后续液氮处理，控制形成高密排六方相含量的硬质合金刀具材料，再对磨削过程中的冷却过程进行控制，降低回流实现高效冷却以确保不发生密排六方向面心立方的相变，保持高的密排六方相含量；在磨制后进行冷热循环处理，大幅度降低残余应力，并使面心立方相转变为密排六方相；最后进行涂层处理，制备出高强度的圆鼻铣刀。

本发明的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；