[发明专利]聚晶金刚石球头刀的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚晶金刚石球头刀的制作工艺。

背景技术

球头刀一般是用在工件的成形加工中，通常是用于在被加工工件中成型出具有与球头刀的刀片圆弧尺寸(例如半径)相同尺寸的凹槽。现有球头刀主要是包括用整体硬质合金或高速钢在数控机床上制作的整体硬质合金或高速钢球头刀，其主要不足是被加工件达不到稳定的尺寸精度和表面光洁度。聚晶金刚石(PCD)球头刀能解决上述不足，但聚晶金刚石(PCD)球头刀的刃磨一般都是用数控金刚石磨床进行曲线插补成形加工，但数控金刚石磨床成本很高，因而在一些场合希望能够提供用非数控式的PCD磨床来实现PCD球头刀的刃磨以降低成本，而且还希望进一步控制球头刀尤其是球头刀刀片的精度。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种聚晶金刚石球头刀的制作工艺，其能够精确地加工出符合精度要求的球头刀，而尤其能省去数控磨床来刃磨刀片的需要。

在本发明的一个方案中，提供一种制作用于工件中加工出凹槽的聚晶金刚石球头刀的工艺。该聚晶金刚石球头刀包括金属刀体和圆弧状聚晶金刚石刀片，该刀体具有沿该球头刀的回转中心线延伸的刀杆和位于刀杆一端上的球头部，该球头部设有用于所述刀片固定于其中的刀槽。该制作工艺包括如下步骤：提供聚晶金刚石刀片坯；根据要被加工出的凹槽所希望的上偏差和下偏差以及由该上偏差和下偏差限定的公差带来选定该刀片径向尺寸的上偏差和下偏差以及由该上偏差和下偏差限定的公差带；基于刀片径向尺寸的选定的上偏差、下偏差以及公差带来刃磨刀片，所述刀片沿所述回转中心线方向的径向尺寸公差落入以该刀片径向尺寸上偏差为一个端点的、占该刀片径向尺寸公差带大小的30％的公差带子区间内，所述刀片沿横向于所述回转中心线方向的径向尺寸公差落入以该刀片径向尺寸下偏差为一个端点的、占该刀片径向尺寸公差带大小的30％的公差带子区间内；加工成形所述刀杆和球头部；加工出所述刀槽；将刃磨好的刀片固定到所述刀槽中。

优选地，所述刀槽大致平行于所述回转中心线延伸。

进一步优选地，所述刀片沿所述回转中心线方向的径向尺寸公差落入以该刀片径向尺寸上偏差为一个端点的、占该刀片径向尺寸公差带大小的10％的公差带子区间内，所述刀片沿横向于所述回转中心线方向的径向尺寸公差落入以该刀片径向尺寸下偏差为一个端点的、占该刀片径向尺寸公差带大小的10％的公差带子区间内。

通过如此控制刀片刃磨时在沿回转中心线方向和横向于该方向上的径向尺寸(例如半径)能够很好地控制刀片精度，尤其是能够减少甚至消除球头刀制作时很容易出现的刀片的中心偏量和轴向倾角的影响。

根据进一步实施例，所述刀片径向尺寸的公差带的大小为所述凹槽公差带的大小的40％-60％。

更优选地，所述刀片径向尺寸的上偏差大于所述凹槽上偏差，且所述刀片径向尺寸的上偏差与所述凹槽上偏差之差为所述刀片径向尺寸公差带大小的20-30％。

根据进一步优选的实施例，所述加工刀槽步骤包括通过具有回转轴线的慢走丝机床装夹刀杆来进行加工。

根据本发明一个实施例，在将刃磨好的刀片固定到所述刀槽的步骤之前还包括选择具有合适厚度的刀片以控制中心偏量，该中心偏量由所述刀片的前刀面的实际位置相对于其理论位置的间距所定义。

更优选地，还包括检查聚晶金刚石刀片刃口的完整性。

根据本发明另一实施例，所述提供聚晶金刚石刀片坯步骤包括切割出聚晶金刚石刀片坯。

优选地，加工成型所述刀杆和球头部步骤包括刀体坯下料、机加工出刀杆的外形、热处理所述刀杆、机加工出刀杆的中心孔和磨削成型球头部。

根据一个优选实施例，所述将刃磨好的刀片固定到所述刀槽中步骤包括通过焊接或粘接固定该刀片。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1示出了一种聚晶金刚石球头刀的实施例；

图2是沿图1中A-A线截取的横截面图；

图3是用于本发明的球头刀制作工艺的一个实施例的示例性的被加工工件中的凹槽和刀片的径向尺寸公差带的对照；

图4A和4B相对照地示出了存在和不存在中心偏量的刀头横截面图；

图5示出了存在和不存在中心偏量的刀片回转成形轨迹对比；

图6示出了具有轴向倾角的PCD刀片的布置；

图7示出了存在和不存在轴向倾角的刀片成形轨迹对比；

图8示出了存在和不存在中心偏量和轴向倾角这两者的刀片成形轨迹对比。

具体实施方式