专利名称：一种制备δ型硬质合金微细铣刀的方法
技术领域：
本发明属于铣刀制备的技术领域，特别是指一种制备△型硬质合金微细铣刀的方法。
背景技术：
目前，在微细铣刀制备及微铣削的工艺应用上，各国研究人员均取得了一些研究进展，但在微细铣刀的设计、制备和使用等方面仍存在诸多严重的问题，同时制备工艺本身也存在无法克服的缺陷。目前制备微细铣刀的工艺方法有:(I)电火花线电极磨削工艺(WEDG); (2)激光加工工艺；(3)精密微细磨削工艺；(4)聚焦离子束溅射工艺(FIB); (5)电解电火花复合微细加工装置。电火花线电极磨削(WEDG)加工后会在刀具切削刃及切削面形成电蚀凹坑并由此形成表面变质层、微观裂纹及残余拉应力；激光加工也有类似于WEDG的缺陷，激光加工微细铣刀时热力的传导会形成热影响区，该区域内同样存在微观裂纹和热应力；精密微细磨削在一定程度上可以满足微铣刀制备的工艺要求，但受磨削力影响，其能够稳定获得的刀具最小直径受到局限；聚焦离子束溅射(FIB)工艺制备微铣刀时，在保证高精度的同时也存在加工效率过于低下、成本太高的缺点，无法实现规模化制备微细铣刀；电解电火花切削存在材料过切现象严重，加工精度难以保证的缺陷。因此寻找高精度、高效率、低成本的加工工艺来制备高精度、高强度微细铣刀是微铣削制备面临的瓶颈问题，是目前微细刀具制备领域的关键核心问题之一，也是微细制造产业发展的客观需求。
发明内容
本发明的目的在于，设计一种结合超声辅助微细电解制备△型硬质合金微细统刀的方法，该方法结合超声辅助微细电解，能够做到高精度、高效率、低成本的制备△型硬质合金微细铣刀。本发明提供一种结合超声辅助微细电解制备△型硬质合金微细统刀的方法，包括以下步骤:(一)将△型硬质合金微细铣刀放入刀具夹具中，固定夹紧；
(二)根据加工刀具的尺寸及要求，输入加工数据，准备加工；
(三)加工前先打开阀门，使电解液经过压力泵的作用，通过过滤器和电解液槽进液管进入电解液槽中；
(四)液位达到一定高度时，打开超声辅助装置和电机；
(五)超声扰动电解液的同时，工具电极丝对刀具进行加工，同时电解液通过电解液槽排液管流回电解液存贮箱中，使电解液在电解液槽和电解液存贮箱之间循环流动；
其中，工具电极丝对刀具△型硬质合金微细铣刀进行加工时具体包括以下步骤:
步骤1，用工具电极丝作为刀具的几何特征母线，然后按照预定的轨迹相对于刀具体展成运动；
步骤2，加工刀具底平面；步骤3，制备A刀面；
步骤4，刀具体顺时针旋转120°制备B刀面；
步骤5，刀具体再顺时针旋转120°制备C刀面。(六)制备完成后，关闭电源，电解液通过电解液槽排液管流回电解液存贮箱内，取下刀具。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
(I)微细电解具有良好的溶解定域性和优良的表面质量控制能力，因此非常有利于硬质合金微细铣刀切削刃及切削面的成型。(2)本发明利用超声在液体中传播时形成的“空化效应”来加速微细电解加工间隙内电解产物及氢气的排出，提高了加工效率。
图1是超声辅助微细电解制备Λ型硬质合金微细铣刀的装置示意 图2是超声辅助微细电解制备△型硬质合金微细铣刀的超声辅助装置示意图。图3是超声辅助微细电解制备Λ型硬质合金微细铣刀的制备过程示意图。
具体实施例方式如图1和2所示的结合超声辅助微细电解制备Λ型硬质合金微细铣刀的装置，其包括:电解液槽1，给微细电解提供加工环境；工具电极丝2，靠定位夹具固定，通电后用其制备Λ型硬质合金微细铣刀3 ;刀具夹具4，用于移动和夹紧Λ型硬质合金微细铣刀，通过控制使铣刀达到加工位置；电机5，为刀具夹具旋转提供动力；阀门6，控制电解液在电解液存贮箱和电解液槽之间循环流动，关闭时，停止流动；电解液槽进液管7，使电解液流入电解液槽；压力泵8，提供动力，使电解液从电解液存贮箱流入电解液槽内；过滤器9，防止电解时产生的电解产物随电解液进入电解液存贮箱，循环流入电解液槽时，进入压力泵；电解液存贮箱10，存贮电解液；电解液槽排液管11，使电解液流回电解液存贮箱；工作台12，起支撑作用；超声辅助装置13 ;其中，电解液槽I和超声辅助装置13设置在工作台12上，超声辅助装置13置于电解液槽I的底部，工具电极丝2置于电解液槽I中，Δ型硬质合金微细铣刀3通过刀具夹具4与电机5连接，电解液槽I和电解液存贮箱10分别通过电解液槽进液管7和电解液槽排液管11相连，电解液存贮箱10的出口依次通过过滤器9、压力泵8和阀门6，与电解液槽I入口相连。制备Λ型硬质合金微细铣刀时，应先将Λ型硬质合金微细铣刀3放入刀具夹具4中，固定夹紧；根据加工刀具的尺寸及要求，输入加工数据，准备加工；加工前应先打开阀门6，使电解液经过压力泵8的作用，通过过滤器9和电解液槽进液管7进入电解液槽I中，液位达到一定高度时，打开超声辅助装置13和电机5，加工开始；超声扰动电解液的同时，工具电极丝2对刀具进行加工，同时电解液通过电解液槽排液管11流回电解液存贮箱10中，使电解液在电解液槽I和电解液存贮`箱10之间循环流动；制备完成后，关闭电源，电解液通过电解液槽排液管11流回电解液存贮箱10内，即可取下刀具。其中，工具电极丝2对Λ型硬质合金微细铣刀3进行加工时具体包括以下步骤: 步骤1，用工具电极丝2作为刀具3的几何特征母线，然后按照预定的轨迹相对于刀具体展成运动；
步骤2，加工刀具底平面；
步骤3，制备A刀面；
步骤4，刀具体顺时针旋转120°制备B刀面；
步骤5，刀具体再顺时针旋转120°制备C刀面。以上所述的仅为本发明的实施范例，当不能依次限定本发明实施的范围。即凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明权利要求涵盖的范围内。
权利要求
1.一种结合超声辅助微细电解制备△型硬质合金微细铣刀的方法，包括以下步骤: (一)将Λ型硬质合金微细铣刀放入刀具夹具中，固定夹紧； (二)根据加工刀具的尺寸及要求，输入加工数据，准备加工； (三)加工前先打开阀门，使电解液经过压力泵的作用，通过过滤器和电解液槽进液管进入电解液槽中； (四)液位达到一定高度时，打开超声辅助装置和电机； (五)超声扰动电解液的同时，工具电极丝对刀具进行加工，同时电解液通过电解液槽排液管流回电解液存贮箱中，使电解液在电解液槽和电解液存贮箱之间循环流动； 其中，工具电极丝对△型硬质合金微细铣刀进行加工时具体包括以下步骤: 步骤1，用工具电极丝作为刀具的几何特征母线，然后按照预定的轨迹相对于刀具体展成运动； 步骤2，加工刀具底平面； 步骤3，制备A刀面； 步骤4，刀具体顺时针旋转120°制备B刀面； 步骤5，刀具体再顺时针旋转120°制备C刀面； (六)制备完成后，关闭电源，电解液通过电解液槽排液管流回电解液存贮箱内，取下刀具。
2.如前述权利要求所述的方法，其特征在于:所述工具电极丝为直径小于50μ m钼丝。
3.如前述权利要求所述的方法，其特征在于:所述铣刀的硬质合金直径在IOOOym以下。
4.如前述权利要求所述的方法，其特征在于:所述电解液为强碱电解液，如氢氧化钠或氢氧化钾或其混合。
全文摘要
本发明提供一种结合超声辅助微细电解制备Δ型硬质合金微细铣刀的方法，包括以下步骤将Δ型硬质合金微细铣刀放入刀具夹具中，固定夹紧；根据加工刀具的尺寸及要求，输入加工数据，准备加工；加工前先打开阀门，使电解液经过压力泵的作用，通过过滤器和电解液槽进液管进入电解液槽中；液位达到一定高度时，打开超声辅助装置和电机；超声扰动电解液的同时，工具电极丝对刀具进行加工，同时电解液通过电解液槽排液管流回电解液存贮箱中，使电解液在电解液槽和电解液存贮箱之间循环流动。利用超声加速微细电解加工实现硬质合金微细铣刀切削刃及且削面的成型，能够做到高精度、高效率、低成本的制备Δ型硬质合金微细铣刀。
文档编号B23H3/00GK103170690SQ20131011227
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者季画, 孙建军, 李志永 申请人:山东理工大学