[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

说明书

射流抛光微织构涂层刀具的制备方法，涉及刀具涂层领域，制备方法包括将涂层刀具表面微磨料射流抛光；完成射流抛光后，对涂层刀具进行清洗；对涂层刀具表面激光加工微织构。以及该涂层刀具配合微量润滑的切削方法，包括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；设置微量润滑设备的水量、油量、压缩空气压强和流量；将喷嘴对准刀具切削部分，设置喷嘴至刀具切削部分距离，打开微量润滑设备，出口处稳定地喷射出润滑剂；设置切削速度、进给速度、切削深度及切削宽度，开启机床进行切削加工，该发明能在提升刀具刃口和涂层质量的前提下，在切削过程中进一步降低切屑与刀具前刀面及已加工表面与后刀面的摩擦系数。

技术领域

本发明涉及刀具涂层领域，具体涉及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。

背景技术

近些年来，随着仿生非光滑表面技术的研究与发展，将仿生减磨表面应用到金属的切削过程当中，使新型刀具具有较传统刀具所不具备的新特性，已经成为新型刀具开发领域的一个重要方向。这种刀具被人们称为微织构刀具。微织构刀具是指在刀具表面(前刀面或后刀面)的特定位置上加工出具有一定尺寸、形状的微纳结构阵列，以改善刀具在切削过程中刀-屑接触界面的摩擦润滑状态。研究表明微织构刀具在金属切削加工过程中可以减小摩擦力，降低切削温度，从而起到减小切削力，抗粘结抗磨损等作用，可用于加工难加工金属，提高刀具切削性能。

但在微织构刀具制备过程中，由于使用磨削工具或激光等设备在刀具刃口上直接加工出微织构，对刀具刃口强度产生了较大影响，在加工过程中，由于刃口缺乏一定的强度，在加工过程容易过早失效，同时，刃口部分没有得到良好的钝化处理，经激光微织构加工后的刃口平整程度受到影响，极容易在切削过程中出现震颤而导致刃口部分受力不均。而因此在实际生产过程中，会出现微织构刀具加工效益不良的问题。在加工应用上，大部分微织构刀具用于干切及切削液加工，尽管获得了一定的加工性能的提高，但是并不能发挥出微织构刀具最大加工效果。微量润滑冷却技术被认为是微织构刀具在切削加工过程中最佳的润滑方式。一方面刀面上的微织构微槽极大地提高了微量润滑方式下油雾的渗透性能，另一方面，微量润滑具有绿色环保、可降解等优点，加工效果优于干切削。

因此，在涂层刀具进行表面微织构加工前，有必要做好相应的刀具刃口及涂层表面的抛光处理。在完成抛光处理后，使用优化的微织构加工参数进行加工，再配合微量润滑冷却方式，来达到最佳切削效果。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种射流抛光微织构涂层刀具的制备方法，该涂层刀具的制作方法能提升刀具刃口和涂层质量，在切削过程中进一步降低切屑与刀具前刀面及已加工表面与后刀面的摩擦系数。

本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种射流抛光微织构涂层刀具配合微量润滑的切削方法，该切削方法能降低切削温度，减少切削力，从而提高切削稳定性，刀具寿命与加工产品质量。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：提供一种射流抛光微织构涂层刀具的制备方法，包括以下步骤：

S1：将涂层刀具表面微磨料射流抛光；

S2：在完成步骤S1的射流抛光后，对涂层刀具进行清洗；

S3：在完成步骤S2的清洗后，对涂层刀具表面激光加工微织构。

其中，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°C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；