阅读说明：本技术 Cbn刀片及其加工方法 (CBN (cubic boron nitride) blade and machining method thereof ) 是由 胡建平 王若愚 曾敏 于 2018-08-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种CBN刀片及其加工方法,该CBN刀片包括刀片上表面、刀片断屑槽、刀片后刀面、刀片负倒棱、圆形通孔,刀片上表面的一端与刀片断屑槽相连,刀片断屑槽的一端与刀片负倒棱的一端相连,刀片负倒棱的另一端与刀片后刀面相连,刀片后刀面与刀片上表面垂直,圆形通孔位于与刀片上表面的中间。综上所述,本发明扩充了现有CBN刀片及硬质合金刀片的加工方式,使加工方式不在单一,且可以加工复杂形状及槽形,实现片刀槽形对铁屑流向的控制和断屑,达到智能制造及自动化产线的使用要求。(The invention discloses a CBN blade and a processing method thereof, the CBN blade comprises a blade upper surface, a blade chip breaker groove, a blade rear surface, a blade negative chamfer and a circular through hole, wherein one end of the blade upper surface is connected with the blade chip breaker groove, one end of the blade chip breaker groove is connected with one end of the blade negative chamfer, the other end of the blade negative chamfer is connected with the blade rear surface, the blade rear surface is vertical to the blade upper surface, and the circular through hole is positioned in the middle of the blade upper surface. In conclusion, the processing method of the CBN blade and the hard alloy blade expands the processing method of the prior CBN blade and hard alloy blade, so that the processing method is not single, and complex shapes and groove shapes can be processed, the control and chip breaking of the groove shape of the blade to the flow direction of scrap iron are realized, and the use requirements of intelligent manufacturing and automatic production lines are met.)

CBN刀片及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种刀片及其加工方法，特别是涉及一种CBN刀片及其加工方法。

背景技术

目前机械加工行业，立方氮化硼（CBN）是一种新型材料，可以加工硬度高达HRC65度的淬火合金钢，并可以用线速度2000米/分钟高效加工铸铁类零件（常规硬质合金刀片线速度只有500米/分钟）。由于其价格昂贵，目前各厂家均采用把大块的昂贵CBN材料切割成小块（切割成的CBN小块称为CBN刀头），然后把小块的CBN焊接到硬质合金的本体上（硬质合金刀片上磨削出CBN刀头的放置焊接区域，称为硬质合金本体），焊接好以后，再进行精密磨削加工，使焊接CBN刀片达到所需的精度和最终尺寸要求。目前CBN刀片前刀面的加工均为砂轮磨削加工，此类工艺只能加工简单平面及平面组合，复杂形状及凹槽均无法通过此类工艺实现，限制了刀片的使用范围，在普通机床，数控机床使用该类CBN刀片，可以加工长屑材料，但是长切屑会引起刀片崩刃，工件报废，甚至机床损坏。目前CBN及焊接CBN刀片通过磨削的方式加工均为0度前角，以及在前刀面进行负角倒棱加工，这类刀片前角无法控制被切削材料的断屑及切屑流向，造成切屑再次挤入切削区域，形成二次切削引起震动，损伤刀片，降低刀片使用寿命及刀片质量的不稳定，也会因长铁屑的缠绕划伤工件，造成工件表面质量差，在精加工时发生极有可能使工件报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种CBN刀片及其加工方法，其扩充了现有CBN刀片及硬质合金刀片的加工方式，使加工方式不在单一，且可以加工复杂形状及槽形，实现片刀槽形对铁屑流向的控制和断屑，达到智能制造及自动化产线的使用要求。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种CBN刀片，其特征在于，其包括刀片上表面、刀片断屑槽、刀片后刀面、刀片负倒棱、圆形通孔，刀片上表面的一端与刀片断屑槽相连，刀片断屑槽的一端与刀片负倒棱的一端相连，刀片负倒棱的另一端与刀片后刀面相连，刀片后刀面与刀片上表面垂直，圆形通孔位于与刀片上表面的中间。

优选地，所述所述圆形通孔上设有倒角结构。

本发明还提供一种CBN刀片的加工方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤一，用线切割机床把CBN材料切成所需的尺寸，形成CBN刀头；

步骤二，准备硬质合金材质的焊接本体，硬质合金刀片制作遵循常规工艺路线；

步骤三，用焊接机，设置50KHz~400KHz的高频电流把CBN刀头焊接到硬质合金本体上；

步骤四，专用磨床磨制CBN刀片刃口处理及尺寸，遵循常规工艺路线；

步骤五，把刀片放置到专用工装上，调整位置；

步骤六，使用激光进行溶解气化去除多余材料，最终加工成所需的刀片断屑槽；

步骤七，使用电火花，然后按照图纸要求进行溶解成型工艺，加工时电极及刀片浸泡在专用的液体介质中，最终加工成所需的刀片断屑槽。

优选地，所述步骤三中的焊接机为高频焊接机。

优选地，所述步骤六中的激光的功率在50-500W。

本发明的积极进步效果在于：CBN刀片及其加工方法扩充了现有CBN刀片及硬质合金刀片的加工方式，使加工方式不在单一，且可以加工复杂形状及槽形，实现片刀槽形对铁屑流向的控制和断屑，达到智能制造及自动化产线的使用要求，提高CBN刀片的使用寿命。本发明在做新刀片（硬质合金）槽形研发时，可提前准备好几种烧结成形的简单毛坯，在需要验正新设计的槽形时，最快只需要一天时间就可完成刀片槽形实物加工，研发周期从设计到实物只为原来研发周期的1/20，极大的提高了新品研发周期。

附图说明

图1为本发明的立体结构图。

图2为本发明的平面结构图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1至图2所示，本发明CBN刀片包括刀片上表面1、刀片断屑槽2、刀片后刀面3、刀片负倒棱4、圆形通孔5，刀片上表面1的一端与刀片断屑槽2相连，刀片断屑槽2的一端与刀片负倒棱4的一端相连，刀片负倒棱4的另一端与刀片后刀面3相连，刀片后刀面3与刀片上表面1垂直，圆形通孔5位于与刀片上表面1的中间。

圆形通孔5上设有倒角结构，这样能够提高刀片上表面的安全性能。

本发明CBN刀片的加工方法包括如下步骤：

步骤一：把整块CBN原材料放置在线切割机床工作台上，用专用夹具装夹稳定CBN原材料，保证切割时没有任何移动，用线切割机床（慢走丝机床，铜丝直径0.05-0.25mm）把CBN材料切成所需的尺寸，切割下来的CBN材料叫做CBN刀头，其厚度，大小，CBN材料均根据实际加工的零件不同来进行设计选用；

步骤二：准备硬质合金材质的焊接本体，硬质合金本体制作遵循常规工艺硬质合金刀片的制造工艺，通常的工艺路线为用WC（碳化钨）和钴粉以及乙醇，水在专用设备中进行混合，然后在压片机上用不高于30吨的压力进行压制，其上下模具均为电火花加工成型，压制成型的刀片毛坯在烧结炉中以1400度的左右的高温进行烧结，把刀片毛坯中的乙醇和水去除，然后烧结好的刀片在专用磨床上磨削下端定位面，之后在专用的数控五轴磨床上磨削该刀片刃口，此工艺结束后，在硬质合金刀片上磨削出CBN刀头的放置焊接区域，称为硬质合金本体；

步骤三：先把硬质合金本体放置在高频焊接机的工作台上，在专用夹具固定好之后，通过专用移动夹头把CBN刀头放置在硬质合金本体上的放置区域（需要涂抹专用焊剂），设置50KHz~400KHz的高频电流把CBN刀头焊接到硬质合金本体上；

步骤四：专用机械手夹持焊接CBN刀片，在专用的五轴刀片磨床上，用金刚石砂轮磨削进行CBN刀片刃口处理及倒角尺寸磨削，该步骤遵循常规工艺路线，磨削之后刀片在特殊清洗剂中进行清洗然后烘干；

步骤五，用专用移动设备把CBN刀片放置到专用工装上，调整位置并装夹稳定，保证加工时刀片没有移动；

步骤六，使用激光进行溶解气化去除多余材料，形成初步的刀片断屑槽；

步骤七，使用激光或电火花（无氧铜或者紫铜电极）需要按图纸加工成凸模形状，然后按照图纸要求进行溶解成型工艺，加工时电极及刀片浸泡在专用的液体介质中，最终加工成所需的刀片断屑槽。

所述步骤三中的焊接机为高频焊接机，这样能够提高焊接的效率，提高整个工艺的生产效率。

所述步骤六中的激光的功率在50-500W，这样能够提高溶解气化的效率，提高断屑器的成型速度。

本发明在加工CBN（立方氮化硼）刀片及硬质合金刀片上表面、刀片后刀面及刀片负倒棱时可通过磨削方式加工，但在加工刀片断屑槽部位时无法再用磨削的方式加工，此时需要通过激光或电火花非接触式的方式加工刀片，能在CBN类材料刀片上加工出前角及刀片断屑槽，同时用这类工艺也能实现其它复杂形状的加工，且用此类加工方式无刀片外形要求（ISO标准所含的外形及未在ISO标准内的形状），均可使用。

综上所述，本发明CBN刀片及其加工方法扩充了现有CBN刀片及硬质合金刀片的加工方式，使加工方式不在单一，且可以加工复杂形状及槽形，实现片刀槽形对铁屑流向的控制和断屑，达到智能制造及自动化产线的使用要求。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。