[发明专利]激光加工工件的方法及其在刀具制造中的应用

说明书

一种激光加工工件的方法，包括获得拟被切除的物料体，将拟被切除的物料体分解为若干个物料块，生成激光切割加工计划；依据激光切割加工计划，激光沿着拟被切除的物料体与工件各处的交接边界，对工件实施第一方向切割和第二方向切割，使得工件上被切除的物料以块状的形式从工件本体陆续脱离，形成构造体。本发明提供的方法，在实施激光加工中无需以逐点熔融/气化的方式完全去除被切除的物料，而是将被切除物料分割成块状的方式去除，即对工件上需要被切除的物料与需要保留的物料的边界处进行激光加工，通过对两者进行分割的方式逐块剥离被切除的物料，从而大幅缩短加工时间。

技术领域

本发明涉及一种工件加工方法，尤其涉及一种使用激光对材料进行加工，形成所需的形态，如：曲面、槽体和孔等，以及该方法在刀具制造中的应用，比如：对PCD、 CBN、硬质合金、陶瓷、金属陶瓷等材质实施切削，获得所需的各个功能部位。

背景技术

聚晶金刚石(PCD)刀具和立方氮化硼(CBN)刀具为难加工材料的切削难题提供了解决方案。

立方氮化硼(CBN或PCBN)是一种人工合成材料，其硬度仅次于金刚石，具有良好的高温稳定性(在加工淬硬黑色金属和超级合金材料时，会产生很高的温度)。不同设计的CBN刀具被用于对淬硬黑色金属进行连续或断续切削，以及切削加工焊接金属和复合金属。

PCD刀具是将PCD材料焊接于刀体上制成。一般情况下，将PCD材料于基体材料一起在高温高压下利用金属基粘结剂对金刚石颗粒进行烧结而生产出来的。PCD刀尖可通过放电加工或激光进行切割，并焊接到硬质合金或钢基体上，然后通过刃磨形成PCD刀具，这种刀具在高速加工有色金属(如：铝)以及高磨蚀性合成材料和塑料时特别有效。PCD刀具被广泛应用于铣削有色金属、复合材料、塑料以及极其难加工的超级合金。

由于PCD和CBN的特性，一般难以通过常见的磨削方法实施加工，尤其是无法制造完整的螺旋刃刀具，而是使用多件贴片拼接成一条不连续的螺旋刃。

为此，一种目前采用的解决方案是电蚀，通过铜轮和刀具槽间的电蚀来进行磨削。这种方法不仅加工费时，而且无法对面粗度进行控制，致使表面光洁度难以满足加工要求。

在电蚀方案的基础上，又有了新的发展。先用大电流蚀刻，再用逐级减小的小电流多次蚀刻，以提高表面光洁度。但加工效率大幅下降，且电蚀的表面光洁度始终无法与磨削加工实现的光洁度一致。

于是，行业中产生了第三种技术方案，采用PCD或CBN专用的砂轮进行开槽磨削，这样可以满足光洁度的要求。特别的，在这种磨削砂轮上还可以采用特殊的供电技术，再结合磨削和电蚀的工艺特点，在PCD或CBN材质上对实施切削所需的功能部位实现更快地加工。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种工件的激光加工方法，根据所需形成的功能部位要求，使用激光进行加工，提高加工效率。

本发明的另一个目的在于提供一种激光加工方法在刀具制造中的应用，实现对硬质材料进行激光加工，加快刀具实施切削所需的各个功能部位的成形，提高刀具的加工效率。

本发明的再一个目的在于提供一种刀具的制造方法，在PCD或CBN材质上实现实施切削所需的各个功能部位的快速加工，提高刀具的加工效率。

本发明提供一种工件的激光加工方法，其步骤包括：

确定在工件上拟加工的构造体的形态，以及拟加工的构造体与工件各处的交接边界，获得拟被切除的物料体；

将拟被切除的物料体分割为若干个物料块，根据各个物料块的边界及拟加工的构造体的边界生成激光切割加工计划；

依据激光切割加工计划，运用激光沿各个边界对所述的工件实施切割，使得各个物料块被切下，而从所述的工件上陆续脱离，直至形成构造体。