一种制造刀架的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110220629.3

申请日:

2011.08.03

公开号:

CN102335809A

公开日:

2012.02.01

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B23P 15/00申请公布日:20120201|||实质审查的生效IPC(主分类):B23P 15/00申请日:20110803|||公开

IPC分类号:

B23P15/00

主分类号:

B23P15/00

申请人:

四川欧曼机械有限公司

发明人:

李梁

地址:

610100 四川省成都市龙泉驿区经开区南一路88号

优先权:

专利代理机构:

四川省成都市天策商标专利事务所 51213

代理人:

伍孝慈

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内容摘要

一种制造刀架的方法,其包括以下步骤:步骤1:形成刀架,按照需求选用材料制成刀架;步骤2:过度硬化,将步骤1中制成的刀架加热至950至1050度后在空气中冷却,使刀架过度硬化;步骤3:喷丸硬化,对刀架表面进行喷丸处理;步骤4:表面抛光,本发明通过材料的应力引入,提高了材料的硬度,从而使刀具具有高疲劳强度,同时利用材料的表面抛光来降低裂纹的形成可能。

权利要求书

1: 一种制造刀架的方法, 其特征在于包括以下步骤 : 步骤 1 : 形成刀架, 按照需求选用材料制成刀架 ; 步骤 2 : 过度硬化, 将步骤 1 中制成的刀架加热至 950 至 1050 度后在空气中冷却, 使刀 架过度硬化, 以将整个刀架截面上的硬度达到 50HRC, 使刀架的材料成马氏体钢 ; 步骤 3 : 喷丸硬化, 对刀架表面进行喷丸处理, 通过选择喷丸硬化介质的硬度、 密度和 尺寸以及喷丸硬化过程的压力、 流量、 入射角、 旋转和时间来确定最终得到的硬化效果, 喷 丸硬化的参数为 : 压力 : 2-6bar ; 流量 : 0.5-0.9kg/min ; 入射角 : 90 度 ; 刀具旋转 : 25-40 转 / 分 ; 时间 : 15-90 秒 ; 介质硬度 : 45-55HRC ; 密度 : 7-8g/cm3 ; 尺寸 : 直径为 0.25-0.5mm。 步骤 4 : 表面抛光, 对刀架进行表面抛光处理。
2: 如权利要求 1 所述的制造刀架的方法, 其特征在于, 步骤 2 中加热至 960 度。

说明书


一种制造刀架的方法

    【技术领域】
     本发明涉及的刀具的制造领域, 尤其涉及一种刀架的制造方法。背景技术 用于在金属材料中进行去屑加工的切削刀具有各种不同的种类, 利于用于钻、 磨、 车、 刨、 铣等各种不同的加工刀具, 而其中用于钻、 磨和车的刀具基本上均具有一个共同点, 这些刀具通常包括一个或多个刀片以及容纳这些刀片的刀架, 通过刀架轴的旋转带动刀架 转动, 使刀片的切削刃部分形成圆周运动, 对工件进行切削作业。
     而由于工件的材料越来越高级, 工件的特性也不断提高, 从而使得作用于这些工 件上的刀具所承受的静态和动态载荷变得越来越高, 由此必须有效提高切削刀具所能承受 的载荷, 一方面需要提高刀片的材质和切削刃的承受载荷, 一方面也需要提高刀架的几何 设计, 这是由于在加工过程中, 刀架同样需要承受刀片所承受的载荷, 因此, 在金属切削加 工中, 存在增大刀架承受载荷部位的疲劳强度的需要。
     而为了增加刀架材料的疲劳强度, 通常在制造刀架过程中进行硬化处理, 也就是 通过材料的硬化, 提高刀架的疲劳强度, 一种可能的硬化方法为材料氮化, 既在较高温度 下, 将氮以气态的方式供给到需要硬化的材料表面, 还可以优选的是, 可对材料表面进行离 子化。
     然而, 上述的这些方法虽然能部分的改善材料材料的疲劳强度, 但在需要特别高 的情况下, 还是无法满足需求, 也就是说, 无法提供足够满意的疲劳强度。
     发明内容 本发明的目的在于提供一种刀架的制造方法, 其具有在高载荷下的高疲劳强度, 降低了裂纹的形成可能, 同时结构简单, 降低成本。
     为实现上述目的, 本发明公开了一种制造刀架的方法, 其特征在于包括以下步 骤:
     步骤 1 : 形成刀架, 按照需求选用材料制成刀架 ;
     步骤 2 : 过度硬化, 将步骤 1 中制成的刀架加热至 950 至 1050 度后在空气中冷却, 使刀架过度硬化, 以将整个刀架截面上的硬度达到 50HRC, 使刀架的材料成马氏体钢 ;
     步骤 3 : 喷丸硬化, 对刀架表面进行喷丸处理, 通过选择喷丸硬化介质的硬度、 密 度和尺寸以及喷丸硬化过程的压力、 流量、 入射角、 旋转和时间来确定最终得到的硬化效 果, 喷丸硬化的参数为 :
     压力 : 2-6bar ;
     流量 : 0.5-0.9kg/min ;
     入射角 : 90 度 ;
     刀具旋转 : 25-40 转 / 分 ;
     时间 : 15-90 秒 ;
     介质硬度 : 45-55HRC ;
     密度 : 7-8g/cm3 ;
     尺寸 : 直径为 0.25-0.5mm。
     步骤 4 : 表面抛光, 对刀架进行表面抛光处理。
     其中, 步骤 2 中加热至 960 度。
     通过上述方法, 本发明通过材料的应力引入, 提高了材料的硬度, 从而使刀具具有 高疲劳强度, 同时利用材料的表面抛光来降低裂纹的形成可能。 附图说明
     图 1 显示了本发明的切削刀具的示意图 ;
     本发明将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述, 且进一步结合对附图的 说明将得到更加清楚和明显的了解。 具体实施方式
     参见图 1, 显示了常用的切削刀具, 该切削刀具包含有圆柱形的刀架 1 和至少一个 刀片 2, 刀片 2 可优选为硬质合金或者其他的高硬度材料, 刀架 1 上具有容纳至少一个刀片 2 的至少一个刀片座 11, 刀架 1 在每个刀片座 11 的后端设有利于切屑掉落的切屑通道 12, 该切屑通道 12 优选的为与刀架旋转方向一致的螺旋状, 在刀架的大致中间位置上设有直 径大于刀架 1 的直径的圆环部 13, 在刀架 1 的后部设有连接于传动轴 ( 未示出 ) 的连接部 14, 图 1 中显示了连接部 14 的一种实施例, 该连接部可为圆柱形状, 在圆柱的两侧具有切 部, 通过传动轴对该切部的固定来传递旋转运动。
     本发明的刀架的制造方法正是用于制造如图 1 中所示的刀架, 该制造方法包括 :
     步骤 1 : 形成刀架, 按照需求选用材料制成刀架, 材料可选用工具钢 2344 ;
     步骤 2 : 过度硬化, 将步骤 1 中制成的刀架加热至 950 至 1050 度后在空气中冷却, 使刀架过度硬化, 以将整个刀架截面上的硬度达到 50HRC, 使刀架的材料成马氏体钢, 优选 加热至 960 度为最佳 ;
     步骤 3 : 喷丸硬化, 对刀架表面进行喷丸处理, 可通过选择喷丸硬化介质的硬度、 密度和尺寸以及喷丸硬化过程的压力、 流量、 入射角、 旋转和时间来确定最终得到的硬化效 果, 而通过大量的实验和数据采集, 得到喷丸硬化的参数优选为 :
     压力 : 2-6bar ;
     流量 : 0.5-0.9kg/min ;
     入射角 : 90 度 ;
     刀具旋转 : 25-40 转 / 分 ;
     时间 : 15-90 秒 ;
     介质硬度 : 45-55HRC ;
     密度 : 7-8g/cm3 ;
     尺寸 : 直径为 0.25-0.5mm。
     步骤 4 : 表面抛光, 对刀架进行表面抛光处理。
     通过上述步骤形成最终的刀架, 通过步骤 2 中的过度硬化, 增加了整个刀架的密度, 从而产生了更高的残余应力, 引入了更多的应力, 提高了刀架的疲劳强度。
     同时, 通过步骤 3 中的参数选择, 在过度硬化而形成内部压力以提高疲劳强度后, 通过良好的喷丸硬化, 从而使表面得到两种附加的应力影响, 表面结构更加优化, 疲劳强度 得到有效提高, 同时裂纹难以扩散, 表面也得到了良好的抛光。
     可选的是, 表面处理还可以通过其他的已知的冷加工进行操作实现, 例如压痕或 者压辊抛光, 从而对刀架表面实现塑性变形, 造成表面区域的压缩应力。
     根据本发明得到的刀具, 与已有的刀具相比, 可得到显著提高的疲劳强度的效果, 同时能有效减少高载荷下的裂纹出现几率。
     下面具体通过示例说明本发明的优势 :
     分别选用三组 2234 工具钢进行实验 :
     第一组在制成刀架后将刀架加热到 950 度后在空气中淬火以进行过度硬化, 使刀 架具有 50HRC 的硬度 ;
     第二组在制成刀架后将刀架加热到 950 度后在空气中淬火以进行过度硬化, 使刀 架具有 50HRC 的硬度, 之后再进行刀架的喷丸硬化, 其参数为 :
     入射角 : 相对钻头的纵向轴线成 90 度 ;
     喷嘴和刀架之间的距离 : 100mm ;
     刀架的旋转速度 : 30 转 / 分 ;
     时间 60s ;
     介质 : 52HRC 的圆钢球, 0.2mm 直径 ;
     第三组 : 在制成刀架后将刀架进行常规渗氮处理 ;
     将三组刀具在钻孔中进行实验, 在工具钢 2254 中钻孔, 切削数据为 200m/min 的速 度和 0.20mm/rev 的进刀量, 刀具寿命以刀架体的破损为标准, 其中结果如下 :
     第一组 : 平均 1056m ;
     第二组 : 平均 2426m ;
     第三组 : 平均 510m ;
     由上述结果可知, 通过过度硬化以及表面硬化后, 能有效提高刀具寿命。
     显而易见的是, 以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内 容、 应用或使用。 虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例, 但本发明不限制 由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例 子, 本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

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一种制造刀架的方法.pdf_第3页
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资源描述

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1、10申请公布号CN102335809A43申请公布日20120201CN102335809ACN102335809A21申请号201110220629322申请日20110803B23P15/0020060171申请人四川欧曼机械有限公司地址610100四川省成都市龙泉驿区经开区南一路88号72发明人李梁74专利代理机构四川省成都市天策商标专利事务所51213代理人伍孝慈54发明名称一种制造刀架的方法57摘要一种制造刀架的方法,其包括以下步骤步骤1形成刀架,按照需求选用材料制成刀架;步骤2过度硬化,将步骤1中制成的刀架加热至950至1050度后在空气中冷却,使刀架过度硬化;步骤3喷丸硬化,对刀。

2、架表面进行喷丸处理;步骤4表面抛光,本发明通过材料的应力引入,提高了材料的硬度,从而使刀具具有高疲劳强度,同时利用材料的表面抛光来降低裂纹的形成可能。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102335818A1/1页21一种制造刀架的方法,其特征在于包括以下步骤步骤1形成刀架,按照需求选用材料制成刀架;步骤2过度硬化,将步骤1中制成的刀架加热至950至1050度后在空气中冷却,使刀架过度硬化,以将整个刀架截面上的硬度达到50HRC,使刀架的材料成马氏体钢;步骤3喷丸硬化,对刀架表面进行喷丸处理,通过选择喷丸硬化介质的硬度、密度和尺寸以。

3、及喷丸硬化过程的压力、流量、入射角、旋转和时间来确定最终得到的硬化效果,喷丸硬化的参数为压力26BAR;流量0509KG/MIN;入射角90度;刀具旋转2540转/分;时间1590秒;介质硬度4555HRC;密度78G/CM3;尺寸直径为02505MM。步骤4表面抛光,对刀架进行表面抛光处理。2如权利要求1所述的制造刀架的方法,其特征在于,步骤2中加热至960度。权利要求书CN102335809ACN102335818A1/3页3一种制造刀架的方法技术领域0001本发明涉及的刀具的制造领域,尤其涉及一种刀架的制造方法。背景技术0002用于在金属材料中进行去屑加工的切削刀具有各种不同的种类,利于。

4、用于钻、磨、车、刨、铣等各种不同的加工刀具,而其中用于钻、磨和车的刀具基本上均具有一个共同点,这些刀具通常包括一个或多个刀片以及容纳这些刀片的刀架,通过刀架轴的旋转带动刀架转动,使刀片的切削刃部分形成圆周运动,对工件进行切削作业。0003而由于工件的材料越来越高级,工件的特性也不断提高,从而使得作用于这些工件上的刀具所承受的静态和动态载荷变得越来越高,由此必须有效提高切削刀具所能承受的载荷,一方面需要提高刀片的材质和切削刃的承受载荷,一方面也需要提高刀架的几何设计,这是由于在加工过程中,刀架同样需要承受刀片所承受的载荷,因此,在金属切削加工中,存在增大刀架承受载荷部位的疲劳强度的需要。0004。

5、而为了增加刀架材料的疲劳强度,通常在制造刀架过程中进行硬化处理,也就是通过材料的硬化,提高刀架的疲劳强度,一种可能的硬化方法为材料氮化,既在较高温度下,将氮以气态的方式供给到需要硬化的材料表面,还可以优选的是,可对材料表面进行离子化。0005然而,上述的这些方法虽然能部分的改善材料材料的疲劳强度,但在需要特别高的情况下,还是无法满足需求,也就是说,无法提供足够满意的疲劳强度。发明内容0006本发明的目的在于提供一种刀架的制造方法,其具有在高载荷下的高疲劳强度,降低了裂纹的形成可能,同时结构简单,降低成本。0007为实现上述目的,本发明公开了一种制造刀架的方法,其特征在于包括以下步骤0008步骤。

6、1形成刀架,按照需求选用材料制成刀架;0009步骤2过度硬化,将步骤1中制成的刀架加热至950至1050度后在空气中冷却,使刀架过度硬化,以将整个刀架截面上的硬度达到50HRC,使刀架的材料成马氏体钢;0010步骤3喷丸硬化,对刀架表面进行喷丸处理,通过选择喷丸硬化介质的硬度、密度和尺寸以及喷丸硬化过程的压力、流量、入射角、旋转和时间来确定最终得到的硬化效果,喷丸硬化的参数为0011压力26BAR;0012流量0509KG/MIN;0013入射角90度;0014刀具旋转2540转/分;0015时间1590秒;说明书CN102335809ACN102335818A2/3页40016介质硬度455。

7、5HRC;0017密度78G/CM3;0018尺寸直径为02505MM。0019步骤4表面抛光,对刀架进行表面抛光处理。0020其中,步骤2中加热至960度。0021通过上述方法,本发明通过材料的应力引入,提高了材料的硬度,从而使刀具具有高疲劳强度,同时利用材料的表面抛光来降低裂纹的形成可能。附图说明0022图1显示了本发明的切削刀具的示意图;0023本发明将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述,且进一步结合对附图的说明将得到更加清楚和明显的了解。具体实施方式0024参见图1,显示了常用的切削刀具,该切削刀具包含有圆柱形的刀架1和至少一个刀片2,刀片2可优选为硬质合金或者其他的高硬度材料,。

8、刀架1上具有容纳至少一个刀片2的至少一个刀片座11,刀架1在每个刀片座11的后端设有利于切屑掉落的切屑通道12,该切屑通道12优选的为与刀架旋转方向一致的螺旋状,在刀架的大致中间位置上设有直径大于刀架1的直径的圆环部13,在刀架1的后部设有连接于传动轴未示出的连接部14,图1中显示了连接部14的一种实施例,该连接部可为圆柱形状,在圆柱的两侧具有切部,通过传动轴对该切部的固定来传递旋转运动。0025本发明的刀架的制造方法正是用于制造如图1中所示的刀架,该制造方法包括0026步骤1形成刀架,按照需求选用材料制成刀架,材料可选用工具钢2344;0027步骤2过度硬化,将步骤1中制成的刀架加热至950。

9、至1050度后在空气中冷却,使刀架过度硬化,以将整个刀架截面上的硬度达到50HRC,使刀架的材料成马氏体钢,优选加热至960度为最佳;0028步骤3喷丸硬化,对刀架表面进行喷丸处理,可通过选择喷丸硬化介质的硬度、密度和尺寸以及喷丸硬化过程的压力、流量、入射角、旋转和时间来确定最终得到的硬化效果,而通过大量的实验和数据采集,得到喷丸硬化的参数优选为0029压力26BAR;0030流量0509KG/MIN;0031入射角90度;0032刀具旋转2540转/分;0033时间1590秒;0034介质硬度4555HRC;0035密度78G/CM3;0036尺寸直径为02505MM。0037步骤4表面抛光。

10、,对刀架进行表面抛光处理。0038通过上述步骤形成最终的刀架,通过步骤2中的过度硬化,增加了整个刀架的密说明书CN102335809ACN102335818A3/3页5度,从而产生了更高的残余应力,引入了更多的应力,提高了刀架的疲劳强度。0039同时,通过步骤3中的参数选择,在过度硬化而形成内部压力以提高疲劳强度后,通过良好的喷丸硬化,从而使表面得到两种附加的应力影响,表面结构更加优化,疲劳强度得到有效提高,同时裂纹难以扩散,表面也得到了良好的抛光。0040可选的是,表面处理还可以通过其他的已知的冷加工进行操作实现,例如压痕或者压辊抛光,从而对刀架表面实现塑性变形,造成表面区域的压缩应力。00。

11、41根据本发明得到的刀具,与已有的刀具相比,可得到显著提高的疲劳强度的效果,同时能有效减少高载荷下的裂纹出现几率。0042下面具体通过示例说明本发明的优势0043分别选用三组2234工具钢进行实验0044第一组在制成刀架后将刀架加热到950度后在空气中淬火以进行过度硬化,使刀架具有50HRC的硬度;0045第二组在制成刀架后将刀架加热到950度后在空气中淬火以进行过度硬化,使刀架具有50HRC的硬度,之后再进行刀架的喷丸硬化,其参数为0046入射角相对钻头的纵向轴线成90度;0047喷嘴和刀架之间的距离100MM;0048刀架的旋转速度30转/分;0049时间60S;0050介质52HRC的圆。

12、钢球,02MM直径;0051第三组在制成刀架后将刀架进行常规渗氮处理;0052将三组刀具在钻孔中进行实验,在工具钢2254中钻孔,切削数据为200M/MIN的速度和020MM/REV的进刀量,刀具寿命以刀架体的破损为标准,其中结果如下0053第一组平均1056M;0054第二组平均2426M;0055第三组平均510M;0056由上述结果可知,通过过度硬化以及表面硬化后,能有效提高刀具寿命。0057显而易见的是,以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例,但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子,本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。说明书CN102335809ACN102335818A1/1页6图1说明书附图CN102335809A。

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