本發(fā)明涉及機械加工相關技術領域，特別是涉及一種切削刀具刃口強化用裝置及裝置。

背景技術：

刃磨后刀具的切削刃會存在不同程度的微觀缺陷，在切削過程中刀具刃口微觀缺陷極易擴展，使得刀具很容易磨損或破損。而切削刃強化技術能有效其減少或消除刀具刃磨后的刃口微觀缺陷，以達到圓滑平整，提高刀具的抗沖擊性能，實現(xiàn)刀具刃口既鋒利又堅固的目的。切削刃強化技術被美、日、瑞典、英等刀具生產(chǎn)強國廣泛關注，將切削刃強化廣泛應用于刀具制造，國內(nèi)對刀具切削刃強化研究較晚，并沒有將其廣泛的應用于刀具的制造過程。主要原因是切削刃強化設備會存在強化效率低，設備通用型差，刃口質(zhì)量不均勻的問題。

現(xiàn)有技術中提供的小型可轉(zhuǎn)位刀片刃口強化裝置，屬于毛刷強化方法，其工作原理為采用齒輪減速的電子調(diào)速電機傳動的行星機構(gòu)，使刀片自轉(zhuǎn)并公轉(zhuǎn)，由高速旋轉(zhuǎn)的含磨料尼龍盤柔動地磨削刀片刃口，使微觀缺陷減少或消除，達到圓滑平整，實現(xiàn)刀具的強化。而此種方式的刃口強化效率低，刃口一致性難以保證。

現(xiàn)有技術中提供的圓柱刀具刃口強化裝置，屬于拖曳強化方法。其工作原理為首先將多頭刀盤連接到行星輪上，將通過伺服電機帶動帶動行星輪系來實現(xiàn)多頭刀盤的既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)的復合運動，將圓柱刀具固定在刀盤上并沒入磨料箱中的磨料中，利用圓柱刀具與磨料的相對運動來實現(xiàn)磨料顆粒對刀具刃口的微加工，使得刃口圓滑平整實現(xiàn)刀具的強化。此種方法強化效率低，僅適用于圓柱形刀具刃口強化，通用性差。

因此，需要對一種切削刀具刃口強化用裝置及方法進行研究設計。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種切削刀具刃口強化用裝置，該裝置的設置，可有效提高切削刃的強度，保證刃口質(zhì)量的一致性，有助于延長刀具的使用壽命。

一種切削刀具刃口強化用裝置的具體方案如下：

一種切削刀具刃口強化用裝置，包括：

刀具支撐桿，刀具支撐桿用于支撐切削刃待強化的刀具；

磨料漿液箱，磨料漿液箱與噴嘴連接；

氣體提供件，氣體提供件與噴嘴連接，噴嘴的出口與刀具支撐桿呈設定角度布置，噴嘴出口向刀具的切削刃噴射空氣與磨料漿液的混合射流。

上述裝置，氣體提供件向噴嘴提供氣體，用來在噴嘴中加速磨料漿液體，磨料漿液箱向噴嘴提供磨料和水的混合體，這樣通過噴嘴出口噴射出氣液固三相射流，可以避免刃口材料去除時產(chǎn)生的熱作用，利用磨料顆粒對刃口材料的沖擊實現(xiàn)刃口材料的微去除，從而提高了切削刃的強度，而且通過該裝置的使用，可有效提高強化切削刃的效率。

所述刀具支撐桿底部設于機架上，機架中心設有行星輪機構(gòu)，行星輪機構(gòu)中每個行星輪中部安裝一刀具支撐桿，刀具支撐桿環(huán)向布置有多個，刀具支撐桿實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，這樣行星輪機構(gòu)中刀具自身是旋轉(zhuǎn)的，可實現(xiàn)對刀具表面的均勻噴射，可適用于圓形或者扁形的刀具，而且通過行星輪機構(gòu)的設置，其旋轉(zhuǎn)一周，就可實現(xiàn)對多個刀具切削刃的強化加工；其中，行星輪機構(gòu)與與伺服電機連接，伺服電機驅(qū)動，從而帶動行星輪機構(gòu)動作。

所述磨料漿液箱與攪拌機構(gòu)連接，以在磨料漿液箱內(nèi)攪拌磨料與液體，使得磨料與液體混合更加均勻，使噴嘴能夠產(chǎn)生均勻的射流，攪拌機構(gòu)包括攪拌電機和攪拌葉片，攪拌葉片設于磨料漿液箱內(nèi)，攪拌電機設于磨料漿液箱的外部，在磨料漿液箱內(nèi)設置與其相通的漿料泵，通過漿料泵開啟，向噴嘴內(nèi)供入磨料與水的混合料。

上述裝置還包括噴嘴立柱，噴嘴立柱上裝有分度盤，所述噴嘴與分度盤連接以實現(xiàn)噴嘴角度的調(diào)整，這樣根據(jù)不同的刀具和刀具材料，選擇噴嘴出口與刀具之間的夾角。

在所述機架的上方設置管路支撐桿，管路支撐桿與機架連接，管路支撐桿內(nèi)部用于管路的通過，管路為氣體管路和漿料管路，管路與所述的噴嘴連接，所述噴嘴可設有多個，以提高強化效率。

所述噴嘴為兩個，兩個噴嘴分別設于所述行星輪機構(gòu)的兩側(cè)，一個噴嘴的出口朝下設置，另一個噴嘴的出口朝上設置，這樣對刀具的上表面和下表面分別進行噴射。

其中，氣體提供件為壓縮空氣機或者氧氣瓶，氣體提供件與氣體壓力表連接。

此外，上述裝置還包括控制平臺，控制平臺與機架固定，控制平臺與氣體提供件、磨料漿液箱、行星輪機構(gòu)分別單獨連接，控制平臺上設有壓力表、磨料泵開關、攪拌電機開關、調(diào)速旋鈕、伺服電機開關。

所述噴嘴立柱與橫向驅(qū)動機構(gòu)連接，橫向驅(qū)動機構(gòu)運動帶動噴嘴以平行于切削刃進行往復運動。

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明還提供了一種強化切削刀具刃口質(zhì)量的方法，采用氣液固三相射流噴射到待強化刀具的切削刃，該方法可以避免刃口材料去除時產(chǎn)生的熱作用，有效強化刀具的強度。

上述方法的具體步驟如下：

1)通過刀具支撐桿對刀具進行支撐；

2)設置噴嘴，噴嘴與壓縮空氣機、磨料漿液箱分別單獨連接；

3)在噴嘴內(nèi)氣體與磨料漿液混合后，壓縮空氣將加速磨料漿液體最終形成高速射流，通過噴嘴的出口噴向刀具切削刃的上表面和下表面。

在該方法中，噴嘴可橫向移動，且噴嘴可設置有多個，以有效提高工作效率。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明中通過噴嘴出口噴射出氣液固三相射流，可以避免刃口材料去除時產(chǎn)生的熱作用，利用磨料顆粒對刃口材料的沖擊實現(xiàn)刃口材料的微去除，從而提高了切削刃的強度，相比于現(xiàn)有技術，可有效提高強化切削刃的效率，且保證了切削刃均勻強性。

2)本發(fā)明中通過噴嘴可橫向移動設置，噴嘴設置多個，可對刀具的上下表面進行分別的噴射，有助于提高強化工作效率。

3)本發(fā)明中通過行星輪機構(gòu)的設置，其旋轉(zhuǎn)一周，就可實現(xiàn)對多個刀具切削刃的強化加工，可實現(xiàn)批次刀具一次性安裝完成刀具的刃口強化，有效提高工作效率，且進一步有效保證了對切削刃的均勻強化。

4)本發(fā)明中通過分度盤的設置，實現(xiàn)根據(jù)不同刃口形式調(diào)整噴射角度，并對噴嘴的位置進行定位，進一步拓寬了裝置的應用范圍。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。

圖1是一種切削刀具刃口強化方法的加工示意圖；

圖2是一種切削刀具刃口強化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是切削刀具安裝行星運動平臺結(jié)構(gòu)式示意圖(俯視圖)；

圖中：空氣壓縮機1、磨料漿液箱2、氣體管路3、漿料管路4、漿料泵5、攪拌機構(gòu)6、控制線路7、伺服電機8、機架9、行星輪機構(gòu)10、刀具支撐桿11、刀具12、壓緊螺栓13、噴嘴立柱14、分度盤15、噴嘴16、管路支撐桿17、調(diào)壓旋鈕18、壓力表19、磨料泵開關20、攪拌電機開關21、調(diào)速旋鈕22、伺服電機開關23、刀具夾具24。

具體實施方式

應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術所介紹的，現(xiàn)有技術中存在的裝置需要人工送料，人力成本高、送檢效率低的不足，為了解決如上的技術問題，本申請?zhí)岢隽艘环N切削刀具刃口強化用裝置及系統(tǒng)。

本申請的一種典型的實施方式中，如圖1所示，一種切削刀具刃口強化用裝置，包括：刀具支撐桿11，刀具支撐桿11用于支撐切削刃待強化的刀具；磨料漿液箱，磨料漿液箱2與噴嘴16連接；空氣壓縮機1，空氣壓縮機1與噴嘴16連接，噴嘴16的出口與刀具支撐桿11呈設定角度布置，采用空氣壓縮機1提供的壓縮空氣作為直接動力源，用來在噴嘴中加速磨料漿液體，噴嘴16包括兩個入口，一個負責磨料漿體的輸入，另一則負責壓縮空氣的輸入，在噴嘴內(nèi)部會有一個混合腔，在其中壓縮空氣將加速磨料漿體，而后在噴嘴的混合腔中壓縮空氣會繼續(xù)加速磨料漿體，最終實現(xiàn)高速射流，噴嘴直徑在6-8mm。

如圖2所示，刀具支撐桿11底部設于機架9上，刀具支撐桿11上設置有刀具夾具24，刀具夾具24通過壓緊螺栓13進行固定，機架9中心設有行星輪機構(gòu)10，如圖3所示，行星輪機構(gòu)10中每個行星輪中部安裝一刀具支撐桿11，刀具支撐桿11環(huán)向布置有多個，刀具支撐桿11實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，這樣行星輪機構(gòu)10中刀具自身是旋轉(zhuǎn)的，可實現(xiàn)對刀具表面的均勻噴射，可適用于圓形或者扁形的刀具，而且通過行星輪機構(gòu)10的設置，其旋轉(zhuǎn)一周，就可實現(xiàn)對多個刀具切削刃的強化加工；其中，行星輪機構(gòu)10與與伺服電機8連接，伺服電機8驅(qū)動，從而帶動行星輪機構(gòu)動作，行星輪機構(gòu)也可以是行星齒輪，伺服電機8與太陽輪固定，外部的齒圈與機架是固定的，各個行星輪通過行星架實現(xiàn)連接。

磨料漿液箱2與攪拌機構(gòu)6連接，以在磨料漿液箱2內(nèi)攪拌磨料與液體，使得磨料與液體混合更加均勻，攪拌機構(gòu)6包括攪拌電機和攪拌葉片，攪拌葉片設于磨料漿液箱2內(nèi)，攪拌電機設于磨料漿液箱2的外部，在磨料漿液箱2內(nèi)設置與其相通的漿料泵，通過漿料泵開啟，向噴嘴內(nèi)供入磨料與水的混合料，使噴嘴產(chǎn)生均勻的射流，由于磨料漿體的濃度較低，磨料顆粒尺寸范圍為微米級，并且磨料泵是懸置在磨料漿液箱2的中部，若長時間靜置導致磨料的沉積并不會停留在磨料泵中，而是沉積在磨料漿液箱2底部，因此不會造成磨料泵的堵塞。

在機架9上設置噴嘴立柱14，噴嘴立柱14上裝有分度盤15，噴嘴16與分度盤15連接以實現(xiàn)噴嘴16角度的調(diào)整，這樣根據(jù)不同的刀具和刀具材料，選擇噴嘴16出口與刀具之間的夾角。

在機架9的上方設置管路支撐桿17，管路支撐桿17與機架9連接，管路支撐桿17內(nèi)部用于管路的通過，管路為氣體管路3和漿料管路4，管路與所述的噴嘴連接，噴嘴16為兩個，兩個噴嘴16分別設于行星輪機構(gòu)10的兩側(cè)，一個噴嘴16的出口朝下設置，另一個噴嘴16的出口朝上設置，這樣對刀具的上表面和下表面分別進行噴射。

參照圖2，裝置包括控制平臺，控制平臺內(nèi)設置控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于控制設備的運行和噴射壓力的調(diào)節(jié)，在控制平臺上設置壓力表19、磨料泵開關20、攪拌電機開關21、調(diào)壓旋鈕18和調(diào)速旋鈕22，各電機開關通過控制線路7與各電機分別連接。調(diào)壓旋鈕18設于氣體管路上，用于調(diào)整噴射壓力以控制射流速度，而調(diào)速旋鈕22與伺服電機8連接，用于實現(xiàn)伺服電機8轉(zhuǎn)速的調(diào)整實現(xiàn)對行星輪運動速度進行控制。

此外，噴嘴立柱與橫向驅(qū)動機構(gòu)連接，橫向驅(qū)動機構(gòu)運動帶動噴嘴以平行于切削刃進行往復運動。

本實施例提供的裝置，通過壓縮空氣將水和磨料的混合漿料在噴嘴中加速形成三相射流噴射刀具切削刃，利用磨料顆粒對刃口材料的沖擊實現(xiàn)刃口材料的微去除。具體步驟如下所示：首先將刀具12固定在夾具24上實現(xiàn)刀具的定位，其次調(diào)整噴嘴16的位置和噴射角度，使得刀具切削刃處在射流的范圍內(nèi)，最后噴嘴以平行于切削刃的往復運動使形成的高速射流噴射刀具切削刃。

上述裝置要求的工藝參數(shù)范圍：

加速漿體的空氣壓力調(diào)節(jié)范圍為0～0.7mpa；

所采用的白剛玉磨料目數(shù)范圍為180～320目；

白剛玉磨料的漿體濃度范圍為10％～30％；

噴射時間范圍為0～50s。

實例1：待處理的硬質(zhì)合金yt15刀片，在噴射角度為45°，噴射距離為8cm，噴嘴直徑為8mm，噴射壓力為0.2mpa，漿料濃度為15％，磨料目數(shù)為320目白剛玉以及噴射時間為33s時產(chǎn)生的刀片刃口半徑為26.9um。

實例2：待處理的ti(c,n)金屬陶瓷刀片，在噴射角度為45°，噴射距離為8cm，噴嘴直徑為8mm，噴射壓力為0.2mpa，漿料濃度為15％，磨料目數(shù)為280目白剛玉以及噴射時間為11s時產(chǎn)生的刀片刃口半徑為15.6um。

通過試驗后，經(jīng)強化的金屬陶瓷刀具和硬質(zhì)合金刀具的切削壽命分別提高87％和67％。

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明還提供了一種強化切削刀具刃口質(zhì)量的方法，采用氣液固三相射流噴射到待強化刀具的切削刃，該方法可以避免刃口材料去除時產(chǎn)生的熱作用，有效強化刀具的強度。

此方法利用磨料顆粒的沖擊作用和微剪切作用實現(xiàn)對刀具刃口材料的微量去除，并以此來強化刀具。由于噴射壓力較小，并且磨料粒徑在微米級范圍，對刀具刃口的損傷較小；根據(jù)氣液固三相射流的特點，可保證較高的強化效率和刀具刃口半徑的一致性。

上述方法的具體步驟如下：

1)通過刀具支撐桿對刀具進行支撐；

2)設置噴嘴，噴嘴與壓縮空氣機、磨料漿液箱分別單獨連接；

3)在噴嘴內(nèi)氣體與磨料漿液混合后，通過噴嘴的出口噴向刀具切削刃的上表面和下表面。

在該方法中，噴嘴可橫向移動，且噴嘴可設置有多個，以有效提高工作效率。以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。