一种微量润滑内冷刀具的制备方法与流程

1.本发明涉及刀具制备技术领域，具体涉及一种微量润滑内冷刀具的制备方法。


背景技术：

2.微量润滑是一种绿色加工，在加工时，由油雾发生装置产生油雾，经内冷通道将油雾准确喷到刀尖，起到润滑和冷却的效果。由于油雾的出口需要对准刀尖，因此内冷通道在通向刀尖时，方向有一定的变化。
3.传统的刀具制备采用金属切削去除的方式加工，钻头打孔呈圆柱状管道，无法钻曲线孔(请参阅图1)，内冷通道有明显偏折，但是在内冷通道的曲率突变处，油雾容易凝结成油滴，堵塞通道，导致油雾断续喷出，直接导致润滑效果和加工质量的不连续。


技术实现要素：

4.针对问题，本发明提供了一种微量润滑内冷刀具的制备方法，包括：
5.建立功能梯度材料刀具的三维模型，并切片分层获得各层二维打印图形；
6.根据功能梯度材料刀具的尺寸和成分，设定打印每层粉末材料的种类和重量，并设置好打印程序；
7.向多个送粉缸内加入不同的粉末材料；
8.启动激光熔融系统，向工作台上的粉末材料进行烧结熔融，完成一层二维打印图形的打印；
9.通过调节组件调整已打印层的高度，使得工作台向上运动，进行下一层二维打印图形的打印；
10.重复启动激光熔融系统，向工作台上的粉末材料进行烧结熔融，完成一层二维打印图形的打印以及通过调节组件调整已打印层的高度，使得工作台向上运动，进行下一层二维打印图形的打印的步骤，直至完成整个功能梯度材料刀具的3d打印。
11.作为本发明的再进一步技术方案是：在所述向多个送粉缸内加入不同的粉末材料步骤前，关闭送粉缸底部的阀门组件。
12.作为本发明的再进一步技术方案是：当3d打印结束后，启动切削组件，利用切削组件对打印完成后的刀具进行切削加工。
13.作为本发明的再进一步技术方案是：所述调整组件包括嵌设在底板上的竖直支撑柱，竖直支撑柱内开设有开口朝上设置的凹槽，凹槽内设置有调节柱，调节柱顶端固定连接有所述工作台，所述调节柱与所述凹槽内底部之间通过升降件相连。
14.作为本发明的再进一步技术方案是：所述升降件包括设置在凹槽内底部的第一铰接座和第二铰接座，第一铰接座上活动铰接有转动板，转动板上开设有开口朝下设置的移动槽，移动槽内滑动连接有移动块，移动块上螺纹连接有第一螺纹杆，第一螺纹杆一端与设置在转动板上的第一驱动电机输出轴相连；所述移动块下侧安装有第三铰接座，第三铰接座与第一铰接座之间通过第一转动杆相连；所述转动板上侧安装有第四铰接座，第四铰接
座通过第二转动杆与安装在所述调节柱下侧的第五铰接座相铰接。
15.作为本发明的再进一步技术方案是：所述凹槽内侧壁上开设有至少一个第一导向槽，第一导向槽内滑动连接有第一导向杆，所述第一导向杆另一端与所述调节柱侧壁固定连接。
16.作为本发明的再进一步技术方案是：所述调节柱外部罩设有圆形罩体，圆形罩体上开设有环形凹槽，环形凹槽内安装有第一弹簧，第一弹簧底端固定连接有环形挡板。
17.作为本发明的再进一步技术方案是：所述阀门组件包括设置在送粉缸底部的水平板，水平板内部开设有空腔，空腔一端安装有电磁铁，所述空腔内还设置有隔板，隔板靠近电磁铁的一端安装有磁铁；隔板远离电磁铁的一端与空腔之间通过第二弹簧相连。
18.作为本发明的再进一步技术方案是：所述空腔内至少开设有一第二导向槽，第二导向槽内滑动连接有第二导向杆，第二导向杆另一端与所述隔板固定连接。
19.作为本发明的再进一步技术方案是：所述切削组件包括开设在底板侧壁上的凸型槽，凸型槽内设置有凸型滑块，所述凸型滑块上螺纹连接有第二螺纹杆，第二螺纹杆外端连接有第二驱动电机；所述凸型滑块上固定连接有l型连接杆，l型连接杆通过电动伸缩杆连接有切削刀具。
20.本发明的有益效果是：
21.1、采取3d打印的方式来对刀具进行加工，3d打印的方式可以将刀具进行一层一层的打印，事先建模并切片分层获得各层的二维打印图形，然后一层层的进行打印处理，该种刀具制备方法可以获得较为圆滑的内冷通道，其根据曲率缓慢变化的设计，打印出弧线形的内冷通道，其制备所得到的刀具使用效果更佳；
22.2、在需要进行下料时，对电磁铁通入电流，电磁铁通电后会产生一定的磁性，该磁性与磁铁的磁性相反，因此对磁铁进行吸引，使磁铁带动隔板向左侧移动，从而使送粉缸底部打开一定的空隙，使粉末材料下降，从而实现供料；当不需要供料时，停止对电磁铁通电，则在第二弹簧作用下隔板将送粉缸底部封闭。通过阀门组件实现粉末材料的定量精准加入，有效保证了打印时的质量；
23.3、第一驱动电机带动第一螺纹杆转动，与第一螺纹杆相配合的移动块沿着移动槽向左侧移动，从而可以使第一转动杆的垂直度逐渐增加，继而使转动板的垂直度也逐渐增加，则转动板通过第二转动杆来实现调节柱的上升，继而实现工作台高度的上升，以便能够调节工作台的高度来适应激光熔融系统的工作；
24.4、设置有圆形罩体，圆形罩体的下方安装有环形挡板，环形挡板在第一弹簧的作用下始终与底板相抵接，则可以有效避免粉末原料进入到凹槽内部。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其它的附图。
26.图1为本发明现有刀具的结构示意图；
27.图2为本发明改进后刀具的结构示意图
28.图3为本发明制备方法的流程图；
29.图4为本发明制备装置的结构示意图；
30.图5为本发明调整组件的结构示意图；
31.图6为本发明升降件的结构示意图；
32.图7为本发明阀门组件的结构示意图。
33.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
35.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所述)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
37.请参阅图1
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图3，在本发明的实施例中，一种微量润滑内冷刀具的制备方法，包括：
38.s100，建立功能梯度材料刀具的三维模型，并切片分层获得各层二维打印图形；
39.s200,根据功能梯度材料刀具的尺寸和成分，设定打印每层粉末材料的种类和重量，并设置好打印程序；
40.s300,向多个送粉缸4内加入不同的粉末材料；
41.s400,启动激光熔融系统5，向工作台3上的粉末材料进行烧结熔融，完成一层二维打印图形的打印；本处的激光熔融系5统为现有技术，其工作原理和结构均已得到公开，此处便不再赘述；
42.s500,通过调节组件2调整已打印层的高度，使得工作台向上运动，进行下一层二维打印图形的打印；
43.s600,重复上述s400和s500步骤，直至完成整个功能梯度材料刀具的3d打印。
44.在本发明中，其背景是一种微量润滑内冷刀具的制备方法，本身在进行切削加工时需要进行冷却，因此采用图1的刀具，将润滑油从中间的内冷通道处通入，并最终从底部落下喷到刀尖起到润滑和冷却的效果；
45.由于润滑油的出口需要对准刀尖，因此内冷通道在通向刀尖时，方向有一定的变化，传统的刀具制备采用金属切削去除的方式加工，钻头打孔呈圆柱状管道，无法钻曲线孔，内冷通道有明显偏折，但是在内冷通道的曲率突变处，润滑油容易凝结成油滴，堵塞内冷通道，导致润滑油断续喷出，直接导致润滑效果和加工质量的不连续。
46.因此，在本发明实施例中，采取3d打印的方式来对刀具进行加工，3d打印的方式可以将刀具进行一层一层的打印，事先建模并切片分层获得各层的二维打印图形，然后一层层的进行打印处理，该种刀具制备方法可以获得较为圆滑的内冷通道，其根据曲率缓慢变化的设计，打印出弧线形的内冷通道，其制备所得到的刀具使用效果更佳。
47.请参阅图4和图7，在所述向多个送粉缸4内加入不同的粉末材料步骤前，关闭送粉缸4底部的阀门组件6，阀门组件6在此处的作用主要是用于进行精确供料，所述阀门组件6包括设置在送粉缸4底部的水平板61，水平板61内部开设有空腔62，空腔62一端安装有电磁铁63，所述空腔63内还设置有隔板64，隔板64靠近电磁铁63的一端安装有磁铁65；隔板64远离电磁铁65的一端与空腔62之间通过第二弹簧66相连。
48.在本实施例中，图7为在电磁铁63未通电情况下各个部件的状态；在需要进行下料时，对电磁铁63通入电流，电磁铁63通电后会产生一定的磁性，该磁性与磁铁65的磁性相反，因此对磁铁65进行吸引，使磁铁65带动隔板64向左侧移动，从而使送粉缸4底部打开一定的空隙，使粉末材料下降，从而实现供料；当不需要供料时，停止对电磁铁63通电，则在第二弹簧66作用下隔板64将送粉缸4底部封闭。通过阀门组件6实现粉末材料的定量精准加入，有效保证了打印时的质量。
49.所述空腔62内至少开设有一第二导向槽67，第二导向槽67内滑动连接有第二导向杆68，第二导向杆68另一端与所述隔板64固定连接，此处的第二导向杆38主要作用是起到一定的导向作用，使隔板64的移动更加平稳有效。
50.当3d打印结束后，启动切削组件7，利用切削组件7对打印完成后的刀具进行切削加工。
51.请参阅图4和图5，在本发明中，提供了一个制备该刀具的设备，主要包括有底板1，底板1上设置有支撑腿，且底板1上侧包围有挡板，所述调整组件2包括嵌设在底板1上的竖直支撑柱21，竖直支撑柱21内开设有开口朝上设置的凹槽22，凹槽22内设置有调节柱24，调节柱24顶端固定连接有所述工作台3，所述调节柱24与所述凹槽22内底部之间通过升降件23相连。
52.在本实施例中，调整组件2的作用是对工作台3进行高度调节，以便于进行分层打印处理，其在工作时，主要通过升降件23来实现调节柱24的高度的调节，调节柱24带动工作台3的上升即可。
53.请参阅图5和图6，所述升降件23包括设置在凹槽22内底部的第一铰接座231和第二铰接座232，第一铰接座231上活动铰接有转动板233，转动板233上开设有开口朝下设置的移动槽234，移动槽234内滑动连接有移动块236，移动块236上螺纹连接有第一螺纹杆235，第一螺纹杆235一端与设置在转动板233上的第一驱动电机237输出轴相连；所述移动块236下侧安装有第三铰接座238，第三铰接座238与第一铰接座231之间通过第一转动杆239相连；所述转动板233上侧安装有第四铰接座2310，第四铰接座2310通过第二转动杆2311与安装在所述调节柱24下侧的第五铰接座2312相铰接。
54.在本实施例中，升降件23具体工作原理如下所示：
55.在需要对工作台3进行升高时，启动第一驱动电机237，第一驱动电机237带动第一螺纹杆235转动，与第一螺纹杆235相配合的移动块236沿着移动槽234向左侧移动，从而可以使第一转动杆239的垂直度逐渐增加，继而使转动板233的垂直度也逐渐增加，则转动板
233通过第二转动杆2311来实现调节柱24的上升，继而实现工作台3高度的上升，以便能够调节工作台3的高度来适应激光熔融系统5的工作。
56.反之，当第一驱动电机237反向转动时，则可以实现工作台3的下降复位。
57.所述凹槽22内侧壁上开设有至少一个第一导向槽25，第一导向槽25内滑动连接有第一导向杆26，所述第一导向杆26另一端与所述调节柱24侧壁固定连接，此处设置的第一导向杆26作用同样在于可以对调节柱24进行导向作用，保证调节柱24移动的稳定性。
58.请参阅图5，所述调节柱24外部罩设有圆形罩体27，圆形罩体27上开设有环形凹槽，环形凹槽内安装有第一弹簧28，第一弹簧28底端固定连接有环形挡板29。由于凹槽22的开口朝上设置，且与底板1上侧相连通，此时工作台3上的粉末原料可能会进入凹槽22内部，对升降件23的使用造成影响，因此设置有圆形罩体27，圆形罩体27的下方安装有环形挡板29，环形挡板29在第一弹簧28的作用下始终与底板1相抵接，则可以有效避免粉末原料进入到凹槽22内部。
59.请参阅图4，所述切削组件7包括开设在底板1侧壁上的凸型槽71，凸型槽71内设置有凸型滑块72，所述凸型滑块72上螺纹连接有第二螺纹杆73，第二螺纹杆73外端连接有第二驱动电机74；所述凸型滑块72上固定连接有l型连接杆75，l型连接杆75通过电动伸缩杆76连接有切削刀具77。
60.在本实施例中，切削组件7主要是针对3d打印之后的刀具进行切削处理，以便去除多余的材料，通过第二驱动电机74以及第二螺纹杆73便可以实现凸型滑块72的移动，从而可以通过l型连接杆75来带动切削刀具77的移动，利用切削刀具77对3d打印之后的刀具进行再加工处理。
61.本发明的工作原理是：由于润滑油的出口需要对准刀尖，因此内冷通道在通向刀尖时，方向有一定的变化，传统的刀具制备采用金属切削去除的方式加工，钻头打孔呈圆柱状管道，无法钻曲线孔，内冷通道有明显偏折，但是在内冷通道的曲率突变处，润滑油容易凝结成油滴，堵塞内冷通道，导致润滑油断续喷出，直接导致润滑效果和加工质量的不连续。
62.因此，在本发明实施例中，采取3d打印的方式来对刀具进行加工，3d打印的方式可以将刀具进行一层一层的打印，事先建模并切片分层获得各层的二维打印图形，然后一层层的进行打印处理，该种刀具制备方法可以获得较为圆滑的内冷通道，其根据曲率缓慢变化的设计，打印出弧线形的内冷通道，其制备所得到的刀具使用效果更佳。
63.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。