CN110509016B - 一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及刀具制造技术领域，其公开了一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，包括如下工艺步骤：(1)硬质合金毛坯制作、(2)电火花切割加工、(3)液氮冷处理、(4)珩磨内孔、(5)研磨内孔、(6)磨端面、轴台及刃部外圆、(7)线切割键槽、(8)磨容屑槽及前刃面、(9)磨齿形；其中，所述磨端面、轴台及刃部外圆工序、所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中均设置有粗磨工步和精磨工步，且所述粗磨工步和精磨工步之间均安排有低温去应力时效处理工序，所述低温去应力时效处理是将铣刀置于低温时效油炉中，并在设定的加热温度和保温时间下进行时效处理。本发明实现了小模数铣刀对于蜗杆的高精高效高耐用度的铣削。

Description

一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺

技术领域

本发明涉及刀具制造技术领域，具体涉及一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺。

背景技术

蜗轮蜗杆传动和转向器传动***是机械传动结构中效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长，而在闭式传动结构中其效果更为突出。优质材料经过良好热处理，在良好的工作条件和润滑的环境中，其轮齿折断、齿面磨损、点蚀、胶合、变形有所改善，尤其是采用修缘、修形的高精度铣刀加工的蜗杆对延长寿命、提高传动的稳定性具有较好的效果。因此，对铣刀齿形的修缘、修形和提精提出了更高要求，修缘修形铣刀是当前铣刀时代特点之一。

随着机械工业的发展，自动化程度的提高、智能化技术的不断进化和广泛应用、时代产品带来了零件的细微化、功能的复合化、运动的精确化和造型现代化的蜗杆，除了常规的渐开线齿形外，圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动，因此各种相应的线型小模数铣刀市场需求也随之增加，小模数多品种是当前铣刀时代特点之二。

时代在进步，技术在发展，高端装备的新生切削技术的升级，高效率、高速度、高精度、高耐用、环保型的生产模式已成为时代发展方向，由高速钢铣刀提升为硬质合金铣刀、表面涂层，铣刀精度保持性好、寿命长，这是当前铣刀时代特点之三。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，实现小模数铣刀对于蜗杆的高精高效高耐用度的铣削。其中，所谓超微是指铣刀的模数范围在0.25～2.5m、铣刀分圆直径Dcp为φ30～118mm、总厚L为5～16mm。

为了实现上述目标，本发明具体的技术方案如下：

一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，包括如下工艺步骤：

(1)硬质合金毛坯制作：配制硬质合金粉末原料，经压制成形和真空高温烧结烧结，制成硬质合金毛坯；

(2)电火花切割加工：先采用电脉冲机床对铣刀进行电火花穿孔，再采用慢走丝切割机床进行铣刀内孔的线切割半精加工，然后以内孔为基准对铣刀的容屑槽进行线切割粗加工；

(3)液氮冷处理：将铣刀置于液氮冷却箱内进行-185℃以下的低温时效处理，以定型材料内部组织从而提高铣刀尺寸的稳定性；

(4)珩磨内孔：采用珩磨机和珩磨工具，对铣刀的内孔进行珩磨；

(5)研磨内孔：采用研磨机和研磨工具，对铣刀的内孔进行研磨；

(6)磨端面、轴台及刃部外圆：采用数控外圆磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，磨加工铣刀的两端面、轴台外圆和刃部外圆；

(7)线切割键槽；

(8)磨容屑槽及前刃面：采用数控工具磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，使用金刚石砂轮镜面磨削铣刀的容屑槽及前刃面；

(9)磨齿形：采用数控滚刀磨床或数控工具磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，使用金刚石砂轮进行齿形的铲磨或型线法点磨，形成后角并与前刃面形成切削刃；

其中，所述磨端面、轴台及刃部外圆工序、所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中均设置有粗磨工步和精磨工步，且所述粗磨工步和精磨工步之间均安排有低温去应力时效处理工序，所述低温去应力时效处理是将铣刀置于低温时效油炉中，并在设定的加热温度和保温时间下进行时效处理。

其中，所述低温去应力时效处理工序中，设定的加热温度为150℃-160℃，保温时间12小时。

上述超精微硬质合金铣刀的制造工艺中，通过线切割粗加工之后安排-185℃以下的液氮冷处理，可以定型材料内部组织，从而提高后续加工尺寸的稳定性；铣刀的内孔精加工采用珩磨加研磨的组合加工，其一方面提高了内孔的精度，使得内孔的精度能够稳定达到H4级和小于0.002mm圆柱度，另一方面还克服了传统的内孔磨削加工工艺因余量不均匀而导致硬质合金材质的内孔在磨削时出现开裂的弊端，从而较少了废品率。另外，铣刀齿形是在数控滚刀磨床上铲磨齿形或在超精密数控工具磨床上用型线法点磨而形成，其精度较高，且其中的型线法点磨还解决了常规工艺无法解决的小模数铣刀齿形的高精度加工问题。

作为进一步的改进，本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺在所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中，金刚石砂轮的修正采用线内线外组合修整砂轮方法，所述线内线外组合修整砂轮方法依次包括砂轮离线粗修和砂轮在线精修；其中，所述砂轮离线粗修是将金刚石砂轮从磨床本机上移装到另外一台专用的砂轮修整机床上进行砂轮的粗修，所述砂轮在线精修是将离线粗修的砂轮回装至磨床本机上进行砂轮的精修；而且，所述离线粗修和在线精修时所使用的装夹砂轮用的刀柄为同一副砂轮刀柄。

优选的，所述砂轮刀柄为符合ISO12164标准的HSK刀柄。

上述金刚石砂轮的修正采用线内线外组合修整砂轮方法，其将专用砂轮修整机床的高效率优势与磨床本机的高精度修整优势相结合，一方面大幅度提高了加工效率，另一方面也充分保证了砂轮修整的精度，其中，金刚石砂轮的装夹在离线粗修和在线精修中采用同一副砂轮刀柄，进一步增强了离线粗修和在线精修的相互协同作用，从而实现了砂轮修整的高效率和高精度。

作为本发明中芯轴夹具的一种优选方案，所述磨端面、轴台及刃部外圆工序中的芯轴夹具为锥度芯轴或液压芯轴；所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中的芯轴夹具为带螺母锁紧的圆柱芯轴夹具。

优选的，所述锥度芯轴为1:20000锥度芯轴。

作为一种优选方案，本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺在所述磨齿形之后还设置有检测工序和涂层工序；其中，所述检测工序是将铣刀以芯轴定位，置于克林贝格数控检测仪两顶尖之间，并使用3D测头进行铣刀的齿距、螺旋线、前刃面径向性与轴线平行性、齿厚的检测，铣刀的修缘、修形、齿形、槽底圆弧在卓乐智能光学刀具检测中心进行检测；所述涂层工序是将铣刀进行涂前处理后放进涂层炉内按涂层操作工艺规程进行涂层，涂层厚度为2～3μm。

其中，对于槽底圆弧≤R0.15mm的铣刀，在所述磨齿形工序中是选用超精密的数控工具磨床和选用型线法点磨，以使得齿形槽底圆弧控制在R0.1～R0.15mm并得到合理的后角；其中，金刚石砂轮的修整是采用线内线外组合修整砂轮方法。

上述对于小模数的超精微铣刀是选用超精密的数控工具磨床，利用超精密金刚石滚子(碟片)对金刚石砂轮进行先离线后在线的修整，然后用型线法去点磨获得铣刀的理想齿形，其齿形槽底圆弧能够控制在R0.1～R0.15mm内，并能得到合理的后角，由此使得小模数的超精微铣刀取得了满意的切削性能。

作为更进一步的改进，本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺其所述低温时效油炉为超声增强型低温时效油炉，所述超声增强型低温时效油炉包括筒式炉体、设置在所述筒式炉体上端的炉体盖板、设置在所述筒式炉体内的液油加热管、水平设置在所述筒式炉体内用于上下叠层放置若干数量铣刀的可上下浮动的载物台、与所述载物台相连接的超声振动装置，所述超声振动装置包括安装在所述载物台下端的超声振动头、连接所述超声振动头的超声波发生器。

上述磨削应力的去除采用超声增强型低温时效油炉，具有低温时效去应力与超声振动去应力的复合去应力功能，通过两者的协同作用，其一方面可以大幅度改善去应力的彻底性，另一方面也大幅度提高了去应力的效率，使得铣刀去应力的时间大幅度缩短，由此也较大幅度地缩短了铣刀制造的周期。

优选的，所述载物台的下端连接有向下延伸设置的金属波纹管，且所述金属波纹管的下端与所述筒式炉体的底部相连接并在所述金属波纹管的内部形成隔开筒式炉体内部液油的无油空间，所述超声振动头位于所述无油空间内，所述载物台通过所述金属波纹管实现在所述筒式炉体内的上下浮动。

优选的，所述载物台的下端还设置有支撑架，所述支撑架与所述筒式炉体的底部之间竖立设置有电动推杆，所述电动推杆的伸缩头上连接有柔性橡胶缓冲块，所述电动推杆通过所述柔性橡胶缓冲块向上顶住所述支撑架；在位于所述载物台上端面的四周位置设置有若干数量用于铣刀限位的限位挡杆。

超声增强型低温时效油炉工作时，其铣刀层叠在载物台上，铣刀连同载物台一起浸渍在低热液油中，同时载物台在超声振动装置的作用下发生超声振动，通过低热液油去应力与超声振动去应力的协同作用，使得铣刀表面的磨削应力得以加速释放，其去应力时效的效果好、速度快。

本发明中的超声增强型低温时效油炉其载物台下方设置有电动推杆，安放和取拿工件时，可以通过电动推杆将载物台升起，从而方便了操作。

优选的，本发明中的超声增强型低温时效油炉其所述超声振动头在所述载物台下端按照以下三种方式之一进行安装连接：安装连接方式之一为所述超声振动头安装在所述载物台下端的端面上；安装连接方式之二为所述超声振动头安装在所述载物台下端的支撑架上；安装连接方式之三为所述超声振动头安装在所述载物台下端的支撑架与柔性橡胶缓冲块之间。

本发明中，所述超声振动头包括超声波换能器和连接在所述超声波换能器上的超声波变幅杆，其中，所述超声波换能器连接所述超声波发生器。

作为一种优选方案，所述低温去应力时效处理工序中，采用所述超声增强型低温时效油炉对铣刀进行时效处理时，其设定的低温去应力时效处理的加热温度为150℃-160℃，设定低温去应力时效处理的时间缩短为4～6小时。

本发明中，其超声增强型低温时效油炉的筒式炉体内设置有温控器。

本发明中，位于所述金属波纹管内部的所述无油空间部分其下端与外界空气相连通(筒式炉体底部开设有连通孔)，以降低超声波振动头和电动推杆的工作温度，提高其工作的可靠性。

优选的，为了提高铣刀粗加工的精度，还可以在电火花切割加工之前，采用平面磨床对硬质合金毛坯的一个端面进行预磨加工以形成后续粗加工的基准。

优选的，还可以在珩磨内孔之前安排一道内孔倒角工序，以形成后续端面磨加工的退刀空间，并简化芯轴夹具的设计。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，通过线切割粗加工之后安排-185℃以下的液氮冷处理，可以定型材料内部组织，从而提高后续加工尺寸的稳定性；铣刀的内孔精加工采用珩磨加研磨的组合加工，其一方面提高了内孔的精度，使得内孔的精度能够稳定达到H4级和小于0.002mm圆柱度，另一方面还克服了传统的内孔磨削加工工艺因余量不均匀而导致硬质合金材质的内孔在磨削时出现开裂的弊端，从而较少了废品率。另外，铣刀齿形是在数控滚刀磨床上铲磨齿形或在超精密数控工具磨床上用型线法点磨而形成，其精度较高，且其中的型线法点磨还解决了常规工艺无法解决的小模数铣刀齿形的高精度加工问题。

第二，本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，金刚石砂轮的修正采用线内线外组合修整砂轮方法，其将专用砂轮修整机床的高效率优势与磨床本机的高精度修整优势相结合，一方面大幅度提高了加工效率，另一方面也充分保证了砂轮修整的精度，其中，金刚石砂轮的装夹在离线粗修和在线精修中采用同一副砂轮刀柄，进一步增强了离线粗修和在线精修的相互协同作用，从而实现了砂轮修整的高效率和高精度。

第三，本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，对于小模数的超精微铣刀是选用超精密的数控工具磨床，利用超精密金刚石滚子(碟片)对金刚石砂轮进行先离线后在线的修整，然后用型线法去点磨获得铣刀的理想齿形，其齿形槽底圆弧能够控制在R0.1～R0.15mm内，并能得到合理的后角，由此使得小模数的超精微铣刀取得了满意的切削性能。

第四，本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，磨削应力的去除采用超声增强型低温时效油炉，具有低温时效去应力与超声振动去应力的复合去应力功能，通过两者的协同作用，其一方面可以大幅度改善去应力的彻底性，另一方面也大幅度提高了去应力的效率，使得铣刀去应力的时间大幅度缩短，由此也较大幅度地缩短了铣刀制造的周期。

第五，本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，超声增强型低温时效油炉工作时，其铣刀层叠在载物台上，铣刀连同载物台一起浸渍在低热液油中，同时载物台在超声振动装置的作用下发生超声振动，通过低热液油去应力与超声振动去应力的协同作用，使得铣刀表面的磨削应力得以加速释放，其去应力时效的效果好、速度快。

附图说明

图1是本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺的工艺流程示意图；

图2是铣刀毛坯的结构示意图；

图3是铣刀经电火花切割加工后的结构示意图；

图4是铣刀的端面和轴台在加工后的精度指标示意图；

图5是使用金刚石砂轮的前平面对铣刀前刃面进行镜面磨削的示意图；

图6是使用金刚石砂轮的锥面对铣刀前刃面进行镜面磨削的示意图；

图7是模数≥0.25mm的铣刀，其齿形在数控滚刀磨床或超精密数控工具磨床上进行全齿面铲磨的示意图；

图8是模数为0.25～0.5mm的铣刀，其齿形修缘、修形、齿形槽底圆弧(R＜0.15mm)在超精密数控工具磨床上用型线法点磨加工的示意图；

图9是超声增强型低温时效油炉的结构示意图。

图中：1、筒式炉体，2、炉体盖板，3、液油加热管，4、铣刀，5、载物台，6、超声振动装置，7、超声振动头，8、超声波发生器，9、金属波纹管，10、无油空间，11、支撑架，12、电动推杆，13、柔性橡胶缓冲块，14、限位挡杆，15、超声波换能器，16、超声波变幅杆，17、温控器，18、液油，19、支撑板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1至9所示为本发明的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺的实施例，包括如下工艺步骤：

(1)硬质合金毛坯制作：配制硬质合金粉末原料，经压制成形和真空高温烧结烧结，制成硬质合金毛坯；

(2)电火花切割加工：先采用电脉冲机床对铣刀进行电火花穿孔，再采用慢走丝切割机床进行铣刀内孔的线切割半精加工，然后以内孔为基准对铣刀的容屑槽进行线切割粗加工；

(3)液氮冷处理：将铣刀置于液氮冷却箱内进行-185℃以下的低温时效处理，以定型材料内部组织从而提高铣刀尺寸的稳定性；

(4)珩磨内孔：采用珩磨机和珩磨工具，对铣刀的内孔进行珩磨；

(5)研磨内孔：采用研磨机和研磨工具，对铣刀的内孔进行研磨；

(6)磨端面、轴台及刃部外圆：采用数控外圆磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，磨加工铣刀的两端面、轴台外圆和刃部外圆；

(7)线切割键槽；

(8)磨容屑槽及前刃面：采用数控工具磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，使用金刚石砂轮镜面磨削铣刀的容屑槽及前刃面；

(9)磨齿形：采用数控滚刀磨床或数控工具磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，使用金刚石砂轮进行齿形的铲磨或型线法点磨，形成后角并与前刃面形成切削刃；

其中，所述磨端面、轴台及刃部外圆工序、所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中均设置有粗磨工步和精磨工步，且所述粗磨工步和精磨工步之间均安排有低温去应力时效处理工序，所述低温去应力时效处理是将铣刀置于低温时效油炉中，并在设定的加热温度和保温时间下进行时效处理。

其中，所述低温去应力时效处理工序中，设定的加热温度为150℃-160℃，保温时间12小时。

上述超精微硬质合金铣刀的制造工艺中，通过线切割粗加工之后安排-185℃以下的液氮冷处理，可以定型材料内部组织，从而提高后续加工尺寸的稳定性；铣刀的内孔精加工采用珩磨加研磨的组合加工，其一方面提高了内孔的精度，使得内孔的精度能够稳定达到H4级和小于0.002mm圆柱度，另一方面还克服了传统的内孔磨削加工工艺因余量不均匀而导致硬质合金材质的内孔在磨削时出现开裂的弊端，从而较少了废品率。另外，铣刀齿形是在数控滚刀磨床上铲磨齿形或在超精密数控工具磨床上用型线法点磨而形成，其精度较高，且其中的型线法点磨还解决了常规工艺无法解决的小模数铣刀齿形的高精度加工问题。

作为进一步的改进，本实施例的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺在所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中，金刚石砂轮的修正采用线内线外组合修整砂轮方法，所述线内线外组合修整砂轮方法依次包括砂轮离线粗修和砂轮在线精修；其中，所述砂轮离线粗修是将金刚石砂轮从磨床本机上移装到另外一台专用的砂轮修整机床上进行砂轮的粗修，所述砂轮在线精修是将离线粗修的砂轮回装至磨床本机上进行砂轮的精修；而且，所述离线粗修和在线精修时所使用的装夹砂轮用的刀柄为同一副砂轮刀柄。

优选的，所述砂轮刀柄为符合ISO12164标准的HSK刀柄。

上述金刚石砂轮的修正采用线内线外组合修整砂轮方法，其将专用砂轮修整机床的高效率优势与磨床本机的高精度修整优势相结合，一方面大幅度提高了加工效率，另一方面也充分保证了砂轮修整的精度，其中，金刚石砂轮的装夹在离线粗修和在线精修中采用同一副砂轮刀柄，进一步增强了离线粗修和在线精修的相互协同作用，从而实现了砂轮修整的高效率和高精度。

作为本实施例中芯轴夹具的一种优选方案，所述磨端面、轴台及刃部外圆工序中的芯轴夹具为锥度芯轴或液压芯轴；所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中的芯轴夹具为带螺母锁紧的圆柱芯轴夹具。

优选的，所述锥度芯轴为1:20000锥度芯轴。

作为一种优选方案，本实施例的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺在所述磨齿形之后还设置有检测工序和涂层工序；其中，所述检测工序是将铣刀以芯轴定位，置于克林贝格数控检测仪两顶尖之间，并使用3D测头进行铣刀的齿距、螺旋线、前刃面径向性与轴线平行性、齿厚的检测，铣刀的修缘、修形、齿形、槽底圆弧在卓乐智能光学刀具检测中心进行检测；所述涂层工序是将铣刀进行涂前处理后放进涂层炉内按涂层操作工艺规程进行涂层，涂层厚度为2～3μm。

其中，对于槽底圆弧≤R0.15mm的铣刀，在所述磨齿形工序中是选用超精密的数控工具磨床和选用型线法点磨，以使得齿形槽底圆弧控制在R0.1～R0.15mm并得到合理的后角；其中，金刚石砂轮的修整是采用线内线外组合修整砂轮方法。

上述对于小模数的超精微铣刀是选用超精密的数控工具磨床，利用超精密金刚石滚子(碟片)对金刚石砂轮进行先离线后在线的修整，然后用型线法去点磨获得铣刀的理想齿形，其齿形槽底圆弧能够控制在R0.1～R0.15mm内，并能得到合理的后角，由此使得小模数的超精微铣刀取得了满意的切削性能。

作为更进一步的改进，本实施例的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺其所述低温时效油炉为超声增强型低温时效油炉，所述超声增强型低温时效油炉包括筒式炉体1、设置在所述筒式炉体1上端的炉体盖板2、设置在所述筒式炉体1内的液油加热管3、水平设置在所述筒式炉体1内用于上下叠层放置若干数量铣刀4的可上下浮动的载物台5、与所述载物台5相连接的超声振动装置6，所述超声振动装置6包括安装在所述载物台5下端的超声振动头7、连接所述超声振动头7的超声波发生器8。

上述磨削应力的去除采用超声增强型低温时效油炉，具有低温时效去应力与超声振动去应力的复合去应力功能，通过两者的协同作用，其一方面可以大幅度改善去应力的彻底性，另一方面也大幅度提高了去应力的效率，使得铣刀去应力的时间大幅度缩短，由此也较大幅度地缩短了铣刀制造的周期。

优选的。所述载物台5的下端连接有向下延伸设置的金属波纹管9，且所述金属波纹管9的下端与所述筒式炉体1的底部相连接并在所述金属波纹管9的内部形成隔开筒式炉体1内部液油18的无油空间，所述超声振动头7位于所述无油空间18内，所述载物台5通过所述金属波纹管9实现在所述筒式炉体1内的上下浮动。

优选的，所述载物台5的下端还设置有支撑架11，所述支撑架11与所述筒式炉体1的底部之间竖立设置有电动推杆12，所述电动推杆12的伸缩头上连接有柔性橡胶缓冲块13，所述电动推杆12通过所述柔性橡胶缓冲块13向上顶住所述支撑架11；在位于所述载物台5上端面的四周位置设置有若干数量用于铣刀4限位的限位挡杆14。

超声增强型低温时效油炉工作时，其铣刀4层叠在载物台5上，铣刀4连同载物台5一起浸渍在低热液油18中，同时载物台5在超声振动装置6的作用下发生超声振动，通过低热液油18去应力与超声振动去应力的协同作用，使得铣刀4表面的磨削应力得以加速释放，其去应力时效的效果好、速度快。

本实施例的超声增强型低温时效油炉其载物台5下方设置有电动推杆12，安放和取拿工件时，可以通过电动推杆12将载物台5升起，从而方便了操作。

优选的，本实施例中的超声增强型低温时效油炉其所述超声振动头7在所述载物台5下端按照以下三种方式之一进行安装连接：安装连接方式之一为所述超声振动头7安装在所述载物台5下端的端面上；安装连接方式之二为所述超声振动头7安装在所述载物台5下端的支撑架11上；安装连接方式之三为所述超声振动头7安装在所述载物台5下端的支撑架11与柔性橡胶缓冲块13之间。

本实施例中，所述超声振动头7包括超声波换能器15和连接在所述超声波换能器15上的超声波变幅杆16，其中，所述超声波换能器15连接所述超声波发生器8。

作为一种优选方案，所述低温去应力时效处理工序中，采用所述超声增强型低温时效油炉对铣刀进行时效处理，且设定低温时效处理的加热温度为150℃-160℃，设定低温时效处理的时间为2～4小时。

本实施例中，其超声增强型低温时效油炉的筒式炉体1内设置有温控器17。

本实施例中，位于所述金属波纹管9内部的所述无油空间10部分其下端与外界空气相连通(筒式炉体1底部开设有连通孔)，以降低超声波振动头7和电动推杆12的工作温度，提高其工作的可靠性。

优选的，为了提高铣刀粗加工的精度，还可以在电火花切割加工之前，采用平面磨床对硬质合金毛坯的一个端面进行预磨加工以形成后续粗加工的基准。

优选的，还可以在珩磨内孔之前安排一道内孔倒角工序，以形成后续端面磨加工的退刀空间，并简化芯轴夹具的设计。

实施例2：

对于使用实施例1的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺制造的小模数超精微硬质合金铣刀(模数0.5mm)，使用克林贝格P26C数控检测仪和卓乐G3型智能光学刀具检测中心进行精度检测，其精度等级标准按照我公司内控精度要求。检测结果如下：

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：

（1）硬质合金毛坯制作：配制硬质合金粉末原料，经压制成形和真空高温烧结烧结，制成硬质合金毛坯；

（2）电火花切割加工：先采用电脉冲机床对铣刀进行电火花穿孔，再采用慢走丝切割机床进行铣刀内孔的线切割半精加工，然后以内孔为基准对铣刀的容屑槽进行线切割粗加工；

（3）液氮冷处理：将铣刀置于液氮冷却箱内进行-185℃以下的低温时效处理，以定型材料内部组织从而提高铣刀尺寸的稳定性；

（4）珩磨内孔：采用珩磨机和珩磨工具，对铣刀的内孔进行珩磨；

（5）研磨内孔：采用研磨机和研磨工具，对铣刀的内孔进行研磨；

（6）磨端面、轴台及刃部外圆：采用数控外圆磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，磨加工铣刀的两端面、轴台外圆和刃部外圆；

（7）线切割键槽；

（8）磨容屑槽及前刃面：采用数控工具磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，使用金刚石砂轮镜面磨削铣刀的容屑槽及前刃面；

（9）磨齿形：采用数控滚刀磨床或数控工具磨床，铣刀的内孔以芯轴夹具定位，使用金刚石砂轮进行齿形的铲磨或型线法点磨，形成后角并与前刃面形成切削刃；

其中，所述磨端面、轴台及刃部外圆工序、所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中均设置有粗磨工步和精磨工步，且所述粗磨工步和精磨工步之间均安排有低温去应力时效处理工序，所述低温去应力时效处理是将铣刀置于低温时效油炉中， 并在设定的加热温度和保温时间下进行时效处理；

所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中，金刚石砂轮的修正采用线内线外组合修整砂轮方法，所述线内线外组合修整砂轮方法依次包括砂轮离线粗修和砂轮在线精修；其中，所述砂轮离线粗修是将金刚石砂轮从磨床本机上移装到另外一台专用的砂轮修整机床上进行砂轮的粗修，所述砂轮在线精修是将离线粗修的砂轮回装至磨床本机上进行砂轮的精修；而且，所述离线粗修和在线精修时所使用的装夹砂轮用的刀柄为同一副砂轮刀柄；

所述低温时效油炉为超声增强型低温时效油炉，所述超声增强型低温时效油炉包括筒式炉体、设置在所述筒式炉体上端的炉体盖板、设置在所述筒式炉体内的液油加热管、水平设置在所述筒式炉体内用于上下叠层放置若干数量铣刀的可上下浮动的载物台、与所述载物台相连接的超声振动装置，所述超声振动装置包括安装在所述载物台下端的超声振动头、连接所述超声振动头的超声波发生器；

所述载物台的下端连接有向下延伸设置的金属波纹管，且所述金属波纹管的下端与所述筒式炉体的底部相连接并在所述金属波纹管的内部形成隔开筒式炉体内部液油的无油空间，所述超声振动头位于所述无油空间内，所述载物台通过所述金属波纹管实现在所述筒式炉体内的上下浮动；

所述载物台的下端还设置有支撑架，所述支撑架与所述筒式炉体的底部之间竖立设置有电动推杆，所述电动推杆的伸缩头上连接有柔性橡胶缓冲块，所述电动推杆通过所述柔性橡胶缓冲块向上顶住所述支撑架；在位于所述载物台上端面的四周位置设置有若干数量用于铣刀限位的限位挡杆。

2.根据权利要求1所述的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，其特征在于，所述低温去应力时效处理工序中，设定的加热温度为150°C-160°C，保温时间12小时。

3.根据权利要求1所述的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，其特征在于，所述磨端面、轴台及刃部外圆工序中的芯轴夹具为锥度芯轴或液压芯轴；所述磨容屑槽及前刃面工序、所述磨齿形工序中的芯轴夹具为带螺母锁紧的圆柱芯轴夹具。

4.根据权利要求1所述的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，其特征在于，所述磨齿形之后还设置有检测工序和涂层工序；其中，所述检测工序是将铣刀以芯轴定位，置于克林贝格数控检测仪两顶尖之间，并使用3D测头进行铣刀的齿距、螺旋线、前刃面径向性与轴线平行性、齿厚的检测，铣刀的修缘、修形、齿形、槽底圆弧在卓乐智能光学刀具检测中心进行检测；所述涂层工序是将铣刀进行涂前处理后放进涂层炉内按涂层操作工艺规程进行涂层，涂层厚度为2～3μm。

5.根据权利要求1所述的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，其特征在于，对于槽底圆弧≤R0.15mm的铣刀，在所述磨齿形工序中是选用超精密的数控工具磨床和选用型线法点磨，以使得齿形槽底圆弧控制在R0.1～R0.15mm并得到合理的后角；其中，金刚石砂轮的修整是采用线内线外组合修整砂轮方法。

6.根据权利要求1所述的一种超精微硬质合金铣刀的制造工艺，其特征在于，所述低温去应力时效处理工序中，采用所述超声增强型低温时效油炉对铣刀进行时效处理时，其设定的低温去应力时效处理的加热温度为150°C-160°C，设定低温去应力时效处理的时间缩短为4～6小时。

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