[发明专利]射流抛光微织构涂层刀具的制备方法及该涂层刀具配合微量润滑的切削方法

权利要求书

1.射流抛光微织构涂层刀具的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将涂层刀具表面微磨料射流抛光；

S2：完成步骤S1的射流抛光后，对涂层刀具进行清洗；

S3：完成步骤S2的清洗后，对涂层刀具表面激光加工微织构；

在步骤S1中，所述微磨料射流抛光包括以下步骤：

1）进行射流抛光前，控制涂层刀具表面温度在40℃以下；

2）用20-40倍显微镜进行观察，确保涂层表面的膜层完整，涂层部分不应有涂层脱落现象，不应有色差出现，涂层与未涂层分界线应清晰分明；

3）将符合步骤1）和步骤2）标准的涂层刀具固定于专用夹具上；

4）选择微磨料；

5）设置射流系统参数，然后对涂层刀具进行射流抛光；

6）抛光结束后关闭电源，并从夹具中取出刀具；

在步骤4）中，所述微磨料为SiC、CeO₂和Al₂O₃颗粒中的一种，所述微磨料的直径为0.5-30um，所述微磨料的浓度为75-100g/L；

在步骤5）中，进行射流抛光时，设置喷嘴的喷射角度为30-60°，喷射压力为0.3-0.5MPa，喷嘴至工件距离为10-60mm，进给速度为1-5mm/s，喷嘴直径为0.2-0.8mm，打开射流系统进行工作，喷射时间为3-10s；

在步骤S3中，所述激光微织构加工方法包括以下步骤：

1）将刀具固定在激光机床夹具上；

2）穿戴好激光加工专用防护眼镜；

3) 打开激光机床，使用激光对需要加工的刀具表面进行对位；

4）将织构模型输入；

5）设置激光加工功率为20-100KW，波长为600-1400nm，光斑直径为0.02-0.06mm，脉冲重复最大频率为20-300KHz，脉冲宽度为5-20ns，扫描速度为400-1000mm/s，扫描次数为1-20次，激光锥度为5-10°；

6）根据工艺要求，若仍需对刀具其它表面进行微织构加工，则重复步骤1）至步骤5）直到完成为止；

7）确认关闭激光后，取出刀具；

制成的涂层刀具配合微量润滑的切削方法，括以下步骤：

a）将被加工工件固定在机床夹具上，将涂层刀具固定在刀柄或刀杆上；

b) 设置微量润滑设备的水量为0.1-10L/h，油量为0.5mL/h-2L/h，压缩空气压强为0.5-8MPa，流量为0.1-200kg/h；

c）将喷嘴对准刀具切削部分，设置喷嘴至刀具切削部分距离为10-200mm，打开微量润滑设备，使微量润滑设备的出口处稳定地喷射出润滑剂；

d）关闭机床门，根据加工要求，设置加工走刀路径、切削速度、进给速度、切削深度及切削宽度，开启机床进行切削加工；

所述切削速度为130-150m/s，进给速度为0.05-0.15mm/z，切削深度为1-3mm，切削宽度为0.3-0.5mm。

2.根据权利要求1所述的射流抛光微织构涂层刀具的制备方法，其特征在于：在步骤5）中，进行射流抛光时，设置喷嘴的喷射角度为45°，喷射压力为0.4MPa，喷嘴至工件距离为40mm，进给速度为3mm/s，喷嘴直径为0.5mm，打开射流系统进行工作，喷射时间为5s。

3.根据权利要求1所述的射流抛光微织构涂层刀具的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述清洗包括以下步骤：

1）将刀具置于专用清洗架上，并将清洗架放入超声清洗机中；

2）注入去离子水，并保证离子水没过刀具最高点；

3）打开超声清洗机，超声频率为20-40KHZ，加热温度为20-60°，清洗时间为3-8min；

4）取出清洗架及刀具，然后吹干刀具。

4.根据权利要求1所述的射流抛光微织构涂层刀具的制备方法，其特征在于，在步骤d）中，所述切削速度为140m/s，进给速度为0.08mm/z，切削深度为2mm，切削宽度为0.3mm。