本發(fā)明屬于超硬刀具技術(shù)領域，特別涉及一種金剛石銑刀。

背景技術(shù)：

以鋁基陶瓷復合材料、碳纖維陶瓷復合材料為代表的陶瓷復合材料以其相對較好的綜合性能越來越受到人們的關注，已經(jīng)成功用于工業(yè)制造，尤其在航空、航天儀器設備研制上有良好廣泛的應用。然而，這些特種復合材料具有韌性大、硬度高的特點，同時，加工難度明顯增加，用常規(guī)的合金刀具和pcd金剛石刀具難以實現(xiàn)有效的精密加工，刀具磨損快，影響加工效果。因此對該類材料制品銑削的刀具提出了較高的要求。

專利cn202804305u，提出一種聚晶金剛石銑刀，主要用于加工鈦合金材料，硅鋁合金材料，而以鋁基陶瓷、碳纖維陶瓷為代表的陶瓷基復合材料的比強度、比剛度都要大于鈦合金材料和硅鋁合金材料，更加難以加工，而且該產(chǎn)品只能用于加工成形面，不適合于高效的精密加工和孔加工。專利申請cn104551171a，提出采用超細粒度硬質(zhì)合金棒為基材制備銑刀，主要用于加工印制電路板中難加工的材料，加工去除量小，效率低，并且該刀具只能實現(xiàn)陶瓷基復合材料的粗加工，不能實現(xiàn)精加工。專利申請cn105970071a，提出一種弱包鑲金剛石銑刀，其金剛石顆粒小，金剛石隨機排列，沒有鋒利的切削刃，加工效率低，并且僅用于對氧化鋁陶瓷的銑削，不適合韌性好、硬度高的的材料加工，其加工材料單一，不能適應多種陶瓷基復合材料的加工需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于以上技術(shù)背景，為了克服技術(shù)不足，本發(fā)明提出一種新型大顆粒金剛石定向排列銑刀。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種大顆粒金剛石定向排列銑刀，結(jié)構(gòu)包括刀柄1、刀盤2和金剛石刀尖3三部分；其特征在于，所述的金剛石刀尖3是采用大顆粒單晶金剛石鑲嵌在刀盤2上環(huán)形定向排列構(gòu)成的，所述的大顆粒單晶金剛石是指尺寸為5/6～16/18目的且至少具有一個完整尖的八面體單晶金剛石，鑲嵌在刀盤2上之后，其徑向傾角為0～45°，軸向傾角為3～30°，金剛石的尖外露0.2mm～0.5mm，在一個銑刀上鑲嵌的金剛石的數(shù)量為3～50個。

作為優(yōu)選，所述的刀柄1的材料是模具鋼、45鋼、40cr或者是硬質(zhì)合金等硬鋼。

作為優(yōu)選，所述的刀盤2，直徑為3～100mm，厚度為3～20mm。

作為優(yōu)選，所述的刀柄1與刀盤2均是圓柱狀的且共軸。

所述的環(huán)形定向排列，可以是單環(huán)或多環(huán)；金剛石刀尖3可以在刀盤2的一面或雙面排列。

所述的刀盤2和金剛石刀尖3可以采用模具定位和熱壓燒結(jié)的粉末冶金工藝鑲嵌而成；所述的刀柄1與刀盤2可以采用焊接的方式相連。

所述的刀盤2的制作可以按本領域內(nèi)通用技術(shù)，通過合金粉末配制、模具定位和熱壓燒結(jié)的粉末冶金工藝鑲嵌而成。

有益效果：

1、本發(fā)明提供一種大顆粒單晶金剛石定向排列銑刀，有效利用單晶金剛石的尖和棱作為切削刃，該刀具比聚晶金剛石具有更高的硬度和耐磨性，可以用于高硬度、強韌性陶瓷復合材料的孔加工和面加工。

2、本發(fā)明可以實現(xiàn)粗加工，每日去除量可達8公斤(采用其他刀具，每日去除量一般在1～2公斤范圍)，具有去除量大、效率高、壽命長、經(jīng)久耐用等特點，因此使用時無需經(jīng)常換刀。

3、本發(fā)明可以實現(xiàn)精加工，具有精度高、表面光潔度高、仿型好等特點。

4、本發(fā)明為陶瓷基復合材料的應用創(chuàng)造了條件，因此也會推動高科技密集產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是為航天航空的高性能材料加工提供有力支撐。

附圖說明

圖1是本發(fā)明大顆粒金剛石定向排列銑刀的整體輪廓示意圖。

圖2是本發(fā)明大顆粒金剛石定向排列銑刀的投影圖，圖中，a是主視圖，b是主視圖中最右側(cè)大顆粒金剛石的仰視投影圖，c是主視圖中最右側(cè)大顆粒金剛石的左視投影圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例以八粒大顆粒單晶金剛石定向排列銑刀為例，結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施作進一步的說明。以下實施案例僅用于更加清楚的說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。

首先在直徑為16mm的圓柱形壓頭模具頂部邊緣處雕刻定向排列的八個凹槽，將八顆粒徑為2mm的單晶金剛石用膠粘在壓頭的凹槽上，使金剛石臨時固定。然后利用模具定位和冷壓成型處理技術(shù)，制得刀盤，制作刀盤的材料可以用wc、663青銅粉、鈷粉、鎳粉等，冷壓成型的壓力為30kn。制得的刀盤直徑為16mm，厚度為6mm，密度為12g/cm³。將粘有金剛石的壓頭與刀盤置于石墨模具中，使刀盤與金剛石相接觸。通過熱壓燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900℃，壓力為10kn，使金剛石定向排列鑲嵌在刀盤上。最后再將制得的鑲嵌有金剛石刀尖的刀盤與刀柄焊接在一起。

制得的大顆粒金剛石定向排列銑刀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示，包括刀柄1、刀盤2和金剛石刀尖3三部分。所述的刀柄1與刀盤2相連，刀柄1位于刀盤2中間位置，與刀盤2共軸；所述的刀盤2上設置有八顆金剛石刀尖3；所述金剛石刀尖3采用大顆粒單晶金剛石、以環(huán)形定向排列形式鑲嵌在刀盤2上。

所述的刀盤2，直徑φ為16mm，刀盤厚度h為6mm，密度為12g/cm³。

所述的刀盤2，鑲嵌的金剛石粒數(shù)為8個(一把刀)。

所述的單晶金剛石，每個單晶金剛石至少具有一個完整尖的八面體單晶金剛石，金剛石的尖外露0.5mm。

所述的大顆粒單晶金剛石，單顆粒徑為2mm。

所述的大顆粒單晶金剛石，其軸向傾角α為23°。

所述的大顆粒單晶金剛石，其徑向傾角β為12°。

所述的定向排列，是以單環(huán)、單面的形式鑲嵌在刀盤2上。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的大顆粒金剛石定向排列銑刀屬于超硬刀具技術(shù)領域，結(jié)構(gòu)包括刀柄(1)、刀盤(2)和金剛石刀尖(3)三部分；所述的金剛石刀尖(3)是采用大顆粒單晶金剛石鑲嵌在刀盤(2)上環(huán)形定向排列構(gòu)成的。本發(fā)明有效利用單晶金剛石的尖和棱作為切削刃，可用于超硬材料的面加工和孔加工，在進行粗加工時，具有去除量大、效率高、經(jīng)久耐用、仿型好等特點；進行精加工時，具有精度高、表面光潔度高、仿型好等特點。

技術(shù)研發(fā)人員：姜志剛;徐麗娜;陳海勇
受保護的技術(shù)使用者：吉林大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.27
技術(shù)公布日：2017.10.03