一种无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108213735A(43)申请公布日2018.06.29(21)申请号201810038990.6(22)申请日2018.01.16(71)申请人广东工业大学地址510000广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人王成勇胡小月王宏建郑李娟(74)专利代理机构惠州市超越知识产权代理事务所(普通合伙)44349代理人鲁慧波(51)Int.Cl.B23K26/38(2014.01)B23K26/14(2014.01)B23K26/142(2014.01)B23K28/02(2014.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法(57)摘要本发明提供一种无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法，包括以下具体步骤：S1.根据加工面轮廓设计PCD刀片轮廓形状，预留加工余量；S2.用长脉冲激光激光将PCD复合片切割成所需PCD刀片；S3.将PCD刀片真空焊接到硬质合金基体上，得到所需PCD刀具；S4.焊接后的PCD刀具装夹在激光机床上；S5.采用集成光纤激光器中的短脉冲激光激光器对粗加工后的PCD刀具进行精加工，去除粗加工后的石墨层，进一步提高加工精度。本发明能够提高PCD成型刀具刃口的加工效率和加工精度，缩短加工周期，降低PCD刀具前刀面氧化效应，达到无石墨化现象。CN108213735ACN108213735A权利要求书1/1页1.一种无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1.根据加工面轮廓设计PCD刀片轮廓形状，预留加工余量；S2.用激光加工系统将PCD复合片切割成所需PCD刀片；S3.将PCD刀片真空焊接到硬质合金基体上，得到所需PCD刀具；S4.焊接后的PCD刀具采用集成激光加工系统进行加工，集成激光加工系统同时具备长脉冲探头和短脉冲激光探头，采用长脉冲激光探头对PCD刀具进行粗加工，并为后续精加工预留足够精加工余量，同时喷射辅助气体，吹走熔渣；其中，粗加工激光切割参数为激光功率40-100w，光斑直径0.2-0.5mm，扫描速度200-500mm/min，扫描次数5-10次，激光锥度5°-10°；S5.采用集成激光加工系统的短脉冲激光探头对粗加工后的PCD刀具进行精加工，去除粗加工后的石墨层，进一步提高加工精度，其中，精加工激光切割参数为激光功率14-20w、重复频率200-500khz，光斑直径0.02-0.06mm、扫描速度400-1000mm/s、扫描次数10-20次，激光锥度5°-10°。2.根据权利要求1所述的无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法，其特征在于，在S3中的集成激光加工系统同时具有长脉冲激光加工系统和短脉冲激光加工系统，其中长脉冲激光用于粗加工，短脉冲激光用于精加工。3.根据权利要求1所述的无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法，其特征在于，在S3中的所喷射的辅助气体为氮气、空气、氧气、氩气中的任一种。4.根据权利要求1所述的无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法，其特征在于，在S1中，预留加工余量T，钝化内凹面、尖角。5.根据权利要求1所述的无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法，其特征在于，在S4中，钝化内凹面、尖角，设定精加工余量t的大小≥粗加工产生的石墨化区域。6.根据权利要求1所述的无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法，其特征在于，在S4中，采用一次装夹定位，加工过程中长脉冲激光探头和短脉冲激光探头可通过控制器转换。2CN108213735A说明书1/6页一种无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法技术领域[0001]本发明属于PCD成型刀具加工技术领域，具体涉及无石墨化复杂轮廓PCD成型刀具刃口激光加工方法。[0002]背景技术[0003]聚晶金刚石（PCD）刀具是将PCD复合片焊接到硬质合金基体上的刀具，既具有金刚石的强度硬度高、耐磨性好、导热性好、摩擦系数小、化学性能稳定的性能，又具有硬质合金良好的抗弯强度等性能；适用于加工钛合金、铝合金、玻璃、碳纤维板及木材等有色金属及难加工非金属材料的高精高光高效加工，在机械加工领域尤其是超精密加工领域有重要的应用前景。[0004]目前国内外常用的加工方法有磨削加工、电火花加工、超声加工和激光加工；磨削加工是目前加工PCD材料最常用的方法，操作方便、加工质量易控制，但加工效率低，灵活性不高，砂轮磨损量大，磨削产生的磨削热易造成表面灼伤；电火花加工可加工复杂形状的PCD刀具，但刃口质量差，易产生崩缺，PCD层表面存在明显石墨化现象，大多用于粗加工；超声加工也是一种新型的加工方法，宏观切削力小，切削热小，不会产生变形