一种超硬复合切削刀具的制作方法

本发明涉及超硬材料刀具的切削加工技术领域，具体为一种超硬复合切削刀具。

背景技术：

在机械切削加工领域，刀具是必不可少的工具之一。刀具的材料、硬度、精度等均对需要加工的零件具有重要的影响。在现有技术中，为了更好的加工零件，常用的机械加工刀具有以下几种：

中国专利申请201520248322.8公开了一种开槽机刀具，如图1所示，包括刀具装夹块，沿刀具的进刀方向，所述刀具装夹块上依次装夹有v型刀具、第一矩形刀具与第二矩形刀具；所述v型刀具外侧安装有压板。该刀具采用v型刀具与矩形刀具混合，刀具的进刀量可达0.3mm，刨槽加工时间缩短，提高了加工效率；v型刀具不易损毁，减少矩形刀损毁的几率，减少刀具维护时间，提高刀具使用寿命。

中国专利申请200820150905.7公开了一种内孔合体刀具，即在一个共同刀体上，安装两种不同切削功能的粗加工刀具和精加工刀具，用于工件内孔的加工，如图2所示，该内孔合体刀具，实现在一台设备上一次安装工件，一次进刀，完成工件的粗加工和精加工。提高了机床加工的效率，使生产流程更加简洁，降低了加工成本；使工件加工变形明显降低，形位公差精度明显提高，因而提高了加工质量。

但是上述现有技术中的刀具加工部分的材料特性不能完全满足使用需求，在加工较硬的材料时容易使刀具变形、开裂、崩断、磨损等，并降低了刀具的加工效率和精度。

而且现有的超硬削切刀具按制造方法的差异分为整体超硬刀具和超硬复合刀具两种。其中，整体超硬刀具是超硬材料在高温高压下烧结成型的一体式结构，制备简单，超硬复合刀具由以超硬材料制成的超硬刀刃和硬质合金材料制成的硬质合金基座组成，超硬刀刃固定在在硬质合金基座的刀刃安装面上。

由于硬质合金基座和超硬刀刃之间存在缝隙，在削切过程中，若不进行清洗，则会导致削切的废渣进入缝隙，在后续加工中影响其他待加工件，切削温度控制不便，容易损坏刀具；另一方面，硬质合金基座和超硬刀刃固定和拆卸不便，在超硬刀刃磨损后，导致硬质合金基座不能较好的回收利用，造成资源的浪费。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术中的技术问题，本发明的目的在于提供一种超硬复合切削刀具，不但能够加工较硬的材质，还能够对连接缝隙进行清洁，避免废渣进入缝隙，影响使用；同时，实现对刀体的固定和拆卸，有助于对基座回收利用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超硬复合切削刀具，包括基座、刀体和储液箱，所述基座的上部安装有卡块，所述基座的侧部贯穿螺接有螺杆，所述螺杆靠近基座的端侧螺接有凸块，所述螺杆远离基座的端部安装有手柄，所述刀体的侧部开有与凸块匹配的凹槽，所述刀体通过凹槽架设于凸块之间，所述基座的中部和刀体的中部均开有导槽，所述导槽的内部活接有滑块，所述滑块靠近基座的一端安装有推杆，所述推杆的侧部安装有与卡块匹配的卡扣，所述储液箱安装于基座临近螺杆的侧部。

优选的，所述储液箱的下部连通有导流管，所述导流管贯穿基座的侧部安装有喷头，所述喷头与刀体的侧部相对。

优选的，所述基座的上侧部均安装连接块，所述基座的侧部设置有与螺杆相匹配的螺纹段，所述基座的下侧部安装有挡板。

优选的，所述导槽等距布置于基座的上部和刀体的中部，且所述导槽尺寸与滑块的尺寸相同；进一步的，所述导槽和滑块之间为间隙配合。

优选的，所述推杆的数量与滑块的数量相同。

优选的，所述导流管的中部安装有电动调节阀，且所述导流管的侧部安装有压力表。

优选的，所述喷头相对于基座对称设置有两组，且所述喷头的进清洗液端安装有过滤网。

优选的，为了更好的清除清洗液中的金属屑，防止在刀具加工时影响加工质量，所述的过滤网采用铁质丝状材料制成。与所述过滤网相连的有电磁线圈，所述电磁线圈还具有电源和电流调节装置。

优选的，所述电源的电压为固定的或者为可调的。

优选的，所述电磁线圈位于过滤网的一侧，不影响清洗液穿过所述的过滤网。

优选的，所述的电流调节装置还包括清洗液流速计，测量位于过滤网过滤前的清洗液的流速v（单位为m/s）。所述电磁线圈中的电流为i（单位为安培），电流调节装置根据流速v调节电流i的大小。

优选的，为了更好地清除清洗液中的金属屑，提高刀具对工件的加工质量，所述的电流i和清洗液的流速v之间满足i=β·v；其中β为电流调节因子，取值范围为1.35-4.76。

优选的，为了使刀具在加工零件时满足使用要求，制造刀具的材料需要具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。所述刀体的材料为高速钢、硬质合金、立方氮化硼、金刚石等中的一种。

优选的，所述刀体的表面涂覆切削加工硬质层；所述的切削加工硬质层为碳化钛或氮化钛硬质层。

优选的，所述的切削加工硬质层的厚度d为0.1-2.35mm，莫氏硬度b为7.8-9.2，抗弯强度r为240-400n/mm²。

优选的，为了提高刀具对零件的加工性能，所述的切削加工硬质层的厚度d和莫氏硬度b之间满足d·b大于等于0.81小于等于20.4。进一步地，所述的切削加工硬质层的厚度d、莫氏硬度b与抗弯强度r满足：

r^1/2=α·(d²·b)/2；

其中，α为匹配系数，取值范围为0.42-1.65。

优选的，为了使刀具在加工的过程中能够很好的冷却、润滑、防锈、除油清洗，所述刀具的清洗液为乳化液，该乳化液以矿物油作为基础油的水溶性切削液，而且上述清洗液还具备防腐功能、易稀释的特点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的超硬复合切削刀具，通过转动手柄拧动螺杆，推动凸块移动，凸块卡入刀体的凹槽内部，对刀体的侧部进行固定，通过推杆推动滑块插入导槽的内部，滑块对基座和刀体同时进行限位，简便的对刀体进行安装固定，方便后续的拆卸便于对基座重复使用。

2、本发明的超硬复合切削刀具，通过储液箱储存清洗液，通过导杆将清洗液喷到刀体的侧部，对刀体进行清洁，同时，清洗液也对刀体进行冲洗和冷却，保证刀体的使用质量，避免废渣进入缝隙。

3、本发明的超硬复合切削刀具，通过设置刀体的材料，使刀具在加工零件时满足使用要求，制造刀具的材料需要具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性，并不易变形。

4、本发明的超硬复合切削刀具，通过在刀体的表面涂覆切削加工硬质层，并设置硬质层的厚度、硬度、抗弯强度的范围和关系，以进一步提高刀具对零件的加工性能，提高刀具对工件的加工效率，并且能够对较硬的材料进行加工。

5、本发明的超硬复合切削刀具，通过在过滤网的一侧设置电磁线圈，而且清洗液的流速越大，电磁力越大，进而吸附清洗液中的金属屑，防止清洗液中的金属屑影响刀具对工件的加工质量。

附图说明

图1为现有技术中的一种开槽机刀具示意图；

图2为现有技术中的一种内孔合体刀具示意图；

图3为本发明的超硬复合切削刀具结构示意图；

图4为本发明的超硬复合切削刀具基座部分结构俯视图；

图5为本发明的超硬复合切削刀具导流管部分结构剖视图。

图3-5中：1基座、2刀体、3储液箱、4卡块、5螺杆、6凸块、7手柄、8凹槽、9导槽、10滑块、11推杆、12导流管、13喷头、14连接块、15螺纹段、16挡板、17卡扣、18电动调节阀、19压力表、20过滤网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图3-5，一种超硬复合切削刀具，包括基座1、刀体2和储液箱3，所述基座1的上部安装有卡块4，基座1为硬质合金基座，所述基座1的侧部贯穿螺接有螺杆5，所述螺杆5靠近基座1的端侧螺接有凸块6，所述螺杆5远离基座1的端部安装有手柄7，所述刀体2的侧部开有与凸块6匹配的凹槽8，所述刀体2通过凹槽8架设于凸块6之间，所述基座1的中部和刀体2的中部均开有导槽9，所述导槽9的内部活接有滑块10，所述滑块10靠近基座1的一端安装有推杆11，用于推动滑块10移动，使得滑块10处于基座1和刀体2的内部，所述推杆11的侧部安装有与卡块4匹配的卡扣17，所述储液箱3安装于基座1临近螺杆5的侧部，所述储液箱3的下部连通有导流管12，所述导流管12贯穿基座1的侧部安装有喷头13，所述喷头13与刀体2的侧部相对。

所述基座1的上侧部均安装连接块14，所述基座1的侧部设置有与螺杆5相匹配的螺纹段15，所述基座1的下侧部安装有挡板16，连接块14方便基座1与其他设备的固定，螺纹段15方便螺杆5的螺接，挡板16更好的阻挡废渣的飞溅。

所述导槽9等距布置于基座1的上部和刀体2的中部，且所述导槽9尺寸与滑块10的尺寸相同，达到较好的固定效果，保证固定的质量。

所述推杆11的数量与滑块10的数量相同，充分有效的实现固定，保证固定的效果和质量。

所述导流管12的中部安装有电动调节阀18，且所述导流管12的侧部安装有压力表19，电动调节阀18调节流量，压力表19观察清洗液的压力，判断是否向储液箱3的内部补充清洗液。

所述喷头13相对于基座1对称设置有两组，且所述喷头13的进清洗液端安装有过滤网20，对刀体2的两侧进行清洁，过滤网20过滤清洗液中的杂质，保证清洗的效果。

工作原理：使用时，将刀体2侧部的凹槽8部位放置在凸块6之间，然后转动手柄7，手柄7的转动拧动螺杆5转动，螺杆5的转动推动凸块6移动并卡在凹槽8部位，实现对刀体2侧部的固定，然后推动推杆11，推杆11的推动使得滑块10在导槽9的内部移动，使得滑块10的上下两部分处于基座1内部导槽9的内部和刀体2内部导槽9的内部，将刀体2卡在凸块6部位，然后将卡扣17卡在卡块4部位，拆卸时，按照上述相反步骤即可完成，实现对刀体2有效固定和便捷拆卸，打开电动调节阀18，储液箱3内部的清洗液在重力的作用下顺着导流管12从喷头13喷出，清洗液喷射到刀体2的下侧部，避免废渣进入基座1与刀体2连接缝隙之间。

实施例2

一种超硬复合切削刀具，包括基座1、刀体2和储液箱3，所述基座1的上部安装有卡块4，基座1为硬质合金基座，所述基座1的侧部贯穿螺接有螺杆5，所述螺杆5靠近基座1的端侧螺接有凸块6，所述螺杆5远离基座1的端部安装有手柄7，所述刀体2的侧部开有与凸块6匹配的凹槽8，所述刀体2通过凹槽8架设于凸块6之间，所述基座1的中部和刀体2的中部均开有导槽9，所述导槽9的内部活接有滑块10，所述滑块10靠近基座1的一端安装有推杆11，用于推动滑块10移动，使得滑块10处于基座1和刀体2的内部，所述推杆11的侧部安装有与卡块4匹配的卡扣17，所述储液箱3安装于基座1临近螺杆5的侧部，所述储液箱3的下部连通有导流管12，所述导流管12贯穿基座1的侧部安装有喷头13，所述喷头13与刀体2的侧部相对。

所述基座1的上侧部均安装连接块14，所述基座1的侧部设置有与螺杆5相匹配的螺纹段15，所述基座1的下侧部安装有挡板16，连接块14方便基座1与其他设备的固定，螺纹段15方便螺杆5的螺接，挡板16更好的阻挡废渣的飞溅。

所述导槽9等距布置于基座1的上部和刀体2的中部，且所述导槽9尺寸与滑块10的尺寸相同，达到较好的固定效果，保证固定的质量。

所述推杆11的数量与滑块10的数量相同，充分有效的实现固定，保证固定的效果和质量。

所述导流管12的中部安装有电动调节阀18，且所述导流管12的侧部安装有压力表19，电动调节阀18调节流量，压力表19观察清洗液的压力，判断是否向储液箱3的内部补充清洗液。

所述喷头13相对于基座1对称设置有两组，且所述喷头13的进清洗液端安装有过滤网20，对刀体2的两侧进行清洁，过滤网20过滤清洗液中的杂质，保证清洗的效果。

为了使刀具在加工零件时满足使用要求，制造刀具的材料需要具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。所述刀体的材料为高速钢、硬质合金、立方氮化硼、金刚石等中的一种。

所述刀体的表面涂覆切削加工硬质层；所述的切削加工硬质层为碳化钛或氮化钛硬质层。

所述的切削加工硬质层的厚度d为0.1-2.35mm，莫氏硬度b为7.8-9.2，抗弯强度r为240-400n/mm²。

实施例3

一种超硬复合切削刀具，包括基座1、刀体2和储液箱3，所述基座1的上部安装有卡块4，基座1为硬质合金基座，所述基座1的侧部贯穿螺接有螺杆5，所述螺杆5靠近基座1的端侧螺接有凸块6，所述螺杆5远离基座1的端部安装有手柄7，所述刀体2的侧部开有与凸块6匹配的凹槽8，所述刀体2通过凹槽8架设于凸块6之间，所述基座1的中部和刀体2的中部均开有导槽9，所述导槽9的内部活接有滑块10，所述滑块10靠近基座1的一端安装有推杆11，用于推动滑块10移动，使得滑块10处于基座1和刀体2的内部，所述推杆11的侧部安装有与卡块4匹配的卡扣17，所述储液箱3安装于基座1临近螺杆5的侧部，所述储液箱3的下部连通有导流管12，所述导流管12贯穿基座1的侧部安装有喷头13，所述喷头13与刀体2的侧部相对。

所述基座1的上侧部均安装连接块14，所述基座1的侧部设置有与螺杆5相匹配的螺纹段15，所述基座1的下侧部安装有挡板16，连接块14方便基座1与其他设备的固定，螺纹段15方便螺杆5的螺接，挡板16更好的阻挡废渣的飞溅。

所述导槽9等距布置于基座1的上部和刀体2的中部，且所述导槽9尺寸与滑块10的尺寸相同，达到较好的固定效果，保证固定的质量。

所述推杆11的数量与滑块10的数量相同，充分有效的实现固定，保证固定的效果和质量。

所述导流管12的中部安装有电动调节阀18，且所述导流管12的侧部安装有压力表19，电动调节阀18调节流量，压力表19观察清洗液的压力，判断是否向储液箱3的内部补充清洗液。

所述喷头13相对于基座1对称设置有两组，且所述喷头13的进清洗液端安装有过滤网20，对刀体2的两侧进行清洁，过滤网20过滤清洗液中的杂质，保证清洗的效果。

为了更好的清除清洗液中的金属屑，防止在刀具加工时影响加工质量，所述的过滤网采用铁质丝状材料制成。与所述过滤网相连的有电磁线圈，所述电磁线圈还具有电源和电流调节装置。

所述电源的电压为固定的或者为可调的。

所述电磁线圈位于过滤网的一侧，不影响清洗液穿过所述的过滤网。

所述的电流调节装置还包括清洗液流速计，测量位于过滤网过滤前的清洗液的流速v（单位为m/s）。所述电磁线圈中的电流为i（单位为安培），电流调节装置根据流速v调节电流i的大小。当清洗液的流速越大，电磁线圈中的电流越大，从而使电磁线圈产生的电磁力越大，进而使磁化的过滤网的磁力越大，以吸附清洗液中的金属屑，防止清洗液中的金属屑影响刀具对工件的加工质量。

为了更好地清除清洗液中的金属屑，提高刀具对工件的加工质量，所述的电流i和清洗液的流速v之间满足i=β·v；其中β为电流调节因子，取值范围为1.35-4.76。

为了使刀具在加工零件时满足使用要求，制造刀具的材料需要具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。所述刀体的材料为高速钢、硬质合金、立方氮化硼、金刚石等中的一种。

所述刀体的表面涂覆切削加工硬质层；所述的切削加工硬质层为碳化钛或氮化钛硬质层。

所述的切削加工硬质层的厚度d为0.1-2.35mm，莫氏硬度b为7.8-9.2，抗弯强度r为240-400n/mm²。

为了提高刀具对零件的加工性能，所述的切削加工硬质层的厚度d和莫氏硬度b之间满足d·b大于等于0.81小于等于20.4。进一步地，所述的切削加工硬质层的厚度d、莫氏硬度b与抗弯强度r满足：

r^1/2=α·(d²·b)/2；

其中，α为匹配系数，取值范围为0.42-1.65。

为了使刀具在加工的过程中能够很好的冷却、润滑、防锈、除油清洗，所述刀具的清洗液为乳化液，该乳化液以矿物油作为基础油的水溶性切削液，而且上述清洗液还具备防腐功能、易稀释的特点。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。