2024
先进硬质合金制造领域高校优质成果推介
株洲是中国乃至亚洲最大的硬质合金生产基地，到2024年，株洲硬质合金产业聚集了近200家生产加工企业，其中规模企业达到61家，产业集群的营业总收入达到了575亿元，其中有15家的产值超过了亿元人民币。株洲硬质合金产业占全国同行业总收入的40%以上，且整个产业集群的营业总收入持续增长，已经形成了一个集研发、生产、销售于一体的完整产业链。
硬质合金生产加工产业是一个综合性的工业体系，主要包括前段（原材料加工）、中段（烧结成型）、后段（精加工及表面处理），现针对后段的精加工及表面处理技术，本次重点推送后段工艺里车削相关的国内高校优质专利成果，为本行业相关企业提供前沿技术信息参考。
本期推介——硬质合金加工中的车削应用装置专利成果，具体专利信息如下：
1. 二氧化碳低温微量润滑技术应用于硬质合金切削的机床刀具
成果简介
现有的冷却装置大多设置在刀具外，对于细一点的刀具来说，从外喷洒的冷却液还能覆盖刀具，但对于比较粗的刀具来说，外置冷却装置若做的较小则难以覆盖刀具，若做的太大有容易遮挡视线且大量喷洒易造成冷却液的大量浪费。
因此，超临界二氧化碳低温微量润滑技术，在难加工材料的切削加工中具有显著的优越性。其对设备要求不高，节省能耗，SCCO2兼有气液两相的双重特点,呈现了比其它冷却介质复合微量润滑切削技术更加优异的冷却润滑性能。
技术优势
对较粗的刀具内置冷却装置，从内部对刀具进行冷却，节约空间避免遮挡视线的同时节约了超临界二氧化碳的用量，同时使超临界二氧化碳的喷洒范围可调整，根据不同的磨削材质、磨削速度、热传导速度等不同的磨削情况对超临界二氧化碳的喷洒范围进行调整。
专利信息
专利权人：内蒙古工业大学
专利名称：一种内置可调节超临界二氧化碳喷出角度的磨削机床刀具
申请号：CN202410120466.9
申请日：2024年1月29日，有效期至2044年1月28日
所属领域：硬质合金机加工
2. 基于微细热管冷却与润滑的脉动式银管辅助切削刀具
成果简介
为了实现对刀具的冷却与润滑，一般采用在刀具表面加工微织构结构或利用振荡热管的散热方法，但上述方法尽管在一定程度上实现了刀具切削区域的冷却效果，却依然存在冷却效果弱、润滑质量差以及应用范围较小等问题，特别是振荡热管冷却刀柄及其改善刀具，一般应用于车削加工过程，对于铣削、钻削等加工过程而言明显应用受限，因此在除车削外的其它切削加工领域中依旧未能解决刀具表面温度比较高、磨损速度比较严重等问题。
因此，针对高速切削刀尖区域散热困难、切削力大的问题，本专利成果提出了一种基于微细热管冷却与润滑的脉动式银管辅助切削刀具，其目的是通过降低切削过程中切削区域温度，减小切削过程中的切削力，以提高刀具的使用寿命与被加工工件的表面质量，同时实现切削液的高效使用。
技术优势
通过降低切削过程中切削区域温度，减小切削过程中的切削力，以提高刀具的使用寿命与被加工工件的表面质量，同时实现切削液的高效使用。
具体是，其一：微织构凹槽通过减小了刀具与工件的接触面积减小了刀具与工件间的切削力，同时起到储存、分散纳米流体切削液的作用，进而提高切削液利用率；其二：覆盖在刀具表面的银膜可以提高刀具的散热能力，在切削过程中，刀具与工件的挤压作用形成了以银膜为管壁、纳米流体切削液为工质的微细半封闭式振荡热管，能快速提升刀具的散热能力，起到延长刀具寿命、保证工件加工质量的目的；其三：分别在刀具基体前刀面、后刀面与副后刀面靠近切削刃端加工出与第一微织构凹槽垂直的另外一条第二微织构凹槽，与第一微织构凹槽在底部构成相连通的微细热管，使得切削液在脉动热管底部可以相互流通，提高了热管实际工作效率。
专利信息
专利权人：燕山大学
专利名称：一种基于微细热管冷却与润滑的脉动式银管辅助切削刀具
申请号：CN202411006686.5
申请日：2024年7月25日，公开阶段
所属领域：硬质合金机加工
3. 切削分割零件的智能制造装置
成果简介
当前主流切削分割零件制造装置一般包括工件夹持机构和刀具夹持机构，刀具夹持机构设置有进给机构，在进行形状较为复杂的机械加工时，需要反复手动更换刀具，费时费力。
因此，本成果提供了一种切削分割零件的智能制造装置，简化结构的同时提高了更换刀具的效率，并能储存更多的刀具，便于使用。
技术优势
通过刀具夹持机构、刀具更换机构和刀具储存机构的配合来更换刀具，简化机构，缩小体积的同时也提高了更换刀具的效率，刀具储存机构带有多个转盘，能储存更多的刀具，便于使用。
专利信息
专利权人：内蒙古建筑职业技术学院
专利名称：一种切削分割零件的智能制造装置
申请号：CN202410312066.8
申请日：2024年3月19日，有效期至2044年3月18日
所属领域：硬质合金机加工
4. 车削螺纹的可调车刀
成果简介
在合金车削加工中，由于梯形螺纹可以用来传递动力，几乎所有的设备都有梯形螺纹，因此应用十分广泛。如车床上的长丝杆和中、小滑板的丝杆等都是梯形螺纹，它们工作长度较长，使用精度要求较高，因此车削时比普通三角形螺纹困难。普遍采用滚丝、扎丝、搓丝等工艺，但在一般的机械加工厂，通常还是采用车削的方式加工。通过车床或数控车床进行车削加工，需要用到手磨梯形螺纹刀或梯形螺纹机夹刀和刀片，车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成；车刀切削部分六个独立的基本角度是主偏角、副偏角、刃倾角、前角、后角以及副后角，副后角为副后刀面和副切削平面之间的夹角。而在实际应用中，在加工一些螺纹直径小，螺距大的梯形螺纹时候，因为夹刀刀片副后角大于梯形螺纹角度P，极容易造成刀片副后刀面与已加工完成的螺纹面刮蹭，而导致螺纹磨损甚至报废。为了解决这个，加工厂通常会把机夹刀刀片的副后角刃磨后用于加工，但操作较为繁琐，并且初学者很难控制磨削的量。
技术优势
通过设置保护套、可转动车刀组件和压紧块，以及两个固定螺栓实现切槽刀和套体的固定连接，再通过内置的压紧块和三枚锁定螺栓能对套体进行锁定；松开压紧块，在保护套和套体的限位沿上设置万能角度尺，通过手动旋转的方式对照在保护套和套体上的刻度来旋转所需要的角度以达到改变副后角角度的目的，操作简单，方便工件车削加工。
专利信息
专利权人：金华市技师学院
专利名称：车削螺纹的可调车刀
申请号：CN202322029312.2
申请日：2023年7月28日，有效期至2043年7月27日
所属领域：硬质合金机加工
本期重点推介成果所解决的行业技术问题总结如下：
基降低切削力，充分发挥切削液的作用：于微细热管冷却与润滑的脉动式银管辅助切削刀具，通过降低切削过程中切削区域温度，减小切削过程中的切削力，以提高刀具的使用寿命与被加工工件的表面质量，同时实现切削液的高效使用。
简化切削机床或夹持装置结构，提高更换刀具效率：切削分割零件的智能制造装置，通过新型且简化后三个结构配合同时提高了更换刀具的效率，并能储存更多的刀具，便于使用。
设置可转动刀套，便于调节刀具角度：将切槽刀固定安装在一个可转动刀套上，通过手动旋转刀套与保护套之间的角度，大大提高合金加工效率，且结构简单，便于安装使用。
推介总结
以上专利皆是应用于车床切削过程中的必备装置或辅助性装置相关先进成果，对株洲硬质合金后段生产加工企业（如：株硬、精钻硬质合金、精威硬质合金、新陶新材料等企业）具有较强的参考价值。
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