一种椭圆形自润滑织构的车刀片及其制备方法

技术领域

本发明涉及机械加工设备领域，具体涉及一种椭圆形自润滑织构的车刀片及其制备方法。

背景技术

高温合金是多组元的复杂合金，具有良好的热强性能、热稳定性能及热疲劳性能，能在600-1000度的高温氧化气氛和腐蚀条件下工作，通过固溶、时效等方法强化，可得到较理想的强度和抗蠕变性能。因此是航空航天工业中的重要结构材料，常用于制造航空发动机中的涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室、涡轮传动轴、汽轮机转子。高温合金的优点众多，但也使得其切削加工比其他材料出现更多的难题。高温合金的切削加工中常出现切削力大，切削温度高，刀具磨损、破损极其严重等问题，使得加工生产效率极低。此外，过高的切削力和刀具的严重磨损、破损极大地限制了切削速度、进给量和切削深度的提高。

使工件的加工精度及表面完整性难以保证,不少特殊要求的加工表面更难以完成。因此普通刀片难以满足加工需求，人们也追求加工的高效、节约成本、提高加工质量等要求，故此对切削高温合金刀片的研究与创新迫在眉睫。传统对高温合金刀片的加工是利用车床进行加工，难以达到制备工艺要求，导致车刀片的切削性能降低，并且在生产过程中对车刀片磨损较快，导致切刀片的寿命较短。

发明内容

为此，本发明提供一种椭圆形自润滑织构的车刀片及其制备方法，以解决现有高标准车刀片磨损快的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种椭圆形自润滑织构的车刀片，所述车刀片通过织构设备进行加工，所述车刀片上加工出多个椭圆形凹坑形成凹坑阵列，在凹坑内涂抹复合润滑剂。

进一步地，所述车刀片为35°尖刀片，刀尖呈35°，主切削刃与刀面平行，在车刀片前刀面磨损严重区域利用织构设备的电火花成形机加工出椭圆形凹坑阵列。

进一步地，所述车刀片上的凹坑平行排列，椭圆形凹坑长轴轴线与主切削刃相垂直。

进一步地，所述织构设备包括：电火花成型机、电极夹持器和椭圆柱电极，所述椭圆柱电极被电极夹持器夹持，所述电极夹持器安装在电火花成型机主轴中，将车刀片放置在椭圆柱电极底端，对车刀片进行水滴状椭圆形凹坑阵列加工。

进一步地，所述椭圆柱电极为利用线切割铜棒切成的多个水滴形椭圆柱电极。

进一步地，所述电火花成型机的脉冲宽度为2μs，脉冲峰值为5μs，峰值电流为3.8A。

进一步地，所述复合润滑剂由三氧化二锑Sb

本发明还公开了一种椭圆形自润滑织构的车刀片的制备方法，所述方法为：

将制备好的椭圆柱电极放入到特制的电极夹持器中，将电极夹持器安装于电火花成形机主轴中对车刀片进行水滴形微坑阵列加工，每根电极只加工一个凹坑，共加工十五个凹坑；

凹坑加工完成后，将干燥后的复合润滑剂涂抹、压实于织构设备中，重复五次，以确保润滑剂能有效填充在刀片微坑中，椭圆形自润滑织构车刀片制备完成。

本发明具有如下优点：

本发明公开了一种椭圆形自润滑织构的车刀片，通过织构设备在车刀片上加工出椭圆形凹坑阵列，在凹坑内涂抹复合润滑剂，片切削加工时，微坑阵列能够减少刀/屑接触面积，复合润滑剂软化后会在刀具表面形成连续的固体润滑膜，产生自润滑效应，最终减少切削力、降低刀具磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种椭圆形自润滑织构的车刀片结构图；

图2为本发明实施例提供的织构设备结构示意图；

图中：1-凹坑、2-刀尖、3-主切削刃、4-电火花成型机主轴、5-电极夹持器、6-椭圆柱电极、7-车刀片。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例公开了一种椭圆形自润滑织构的车刀片7，所述车刀片7通过织构设备进行加工，所述车刀片7上加工出多个椭圆形凹坑1形成凹坑阵列，在凹坑1内涂抹复合润滑剂。

车刀片7为35°尖刀片，刀尖2呈35°，主切削刃3与刀面平行，在车刀片7前刀面磨损严重区域利用织构设备的电火花成形机加工出椭圆形凹坑1阵列。本实施例中车刀片7上的具有十五个椭圆形凹坑1，十五个凹坑1平行排列，椭圆形凹坑1长轴轴线与主切削刃3相垂直。凹坑1局主切削刃3距离为800μm，织构深度为120μm，织构间隙为600μm，椭圆凹坑1长轴为250μm，椭圆凹坑1短轴为200μm。

织构设备包括：电火花成型机、电极夹持器5和椭圆柱电极6，椭圆柱电极6为利用线切割铜棒切成的多个水滴形椭圆柱电极6，所述椭圆柱电极6被电极夹持器5夹持，所述电极夹持器5安装在电火花成型机主轴4中，将车刀片7放置在椭圆柱电极6底端，对车刀片7进行水滴状椭圆形凹坑1阵列加工。电火花成型机的脉冲宽度为2μs，脉冲峰值为5μs，峰值电流为3.8A。凹坑1制备完成后再涂抹复合润滑剂，以达到刀片车削过程中的减摩降磨效果。

复合润滑剂由三氧化二锑Sb

刀片切削加工时，微坑阵列能够减少刀/屑接触面积，复合润滑剂软化后会在刀具表面形成连续的固体润滑膜，产生自润滑效应，最终减少切削力、降低刀具磨损。

实施例2

本实施例公开了一种椭圆形自润滑织构的车刀片的制备方法，所述方法为：

将制备好的椭圆柱电极放入到特制的电极夹持器中，将电极夹持器安装于电火花成形机主轴中对车刀片进行水滴形微坑阵列加工，每根电极只加工一个凹坑，共加工十五个凹坑；

凹坑加工完成后，将干燥后的复合润滑剂涂抹、压实于织构设备中，重复五次，以确保润滑剂能有效填充在刀片微坑中，椭圆形自润滑织构车刀片制备完成。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。