本發明涉及陶瓷刀具加工領域技術，具體涉及一種鋰電分切陶瓷環刀的加工工藝。

背景技術：

目前，在鋰電池行業連續自動分切機通用刀具以硬質合金刀具為主。硬質合金是碳化鎢顆粒與金屬鈷在高溫高壓下燒結而成的，所以俗稱鎢鋼，具有硬度高、高強度、韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，在如今的切削加工中得到廣泛應用。在鋰電池生產中，鎢鋼刀具在分切銅、鋁箔的過程中，由于金屬材料自身的特性，不可避免的產生摩擦靜電效應，使得分切的銅、鋁箔容易出現褶皺、毛邊、毛刺等現象，一般情況下需要盡塊更換新刀或通過鎢鋼刀具刃口表面修磨處理才能滿足使用要求。由此造成了生產成本的增加，也降低了生產的連續性。陶瓷刀具由于其不具有金屬的特性，以及陶瓷本身自有的自潤性，在分切銅、鋁箔的過程中不會產生靜電，可以長時間保持銅、鋁箔材料的分切質量，因此陶瓷刀具在鋰電材料分切行業中應得到了廣泛應用。然而，由于陶瓷材料本身硬度高、易碎等特性，在加工生產中容易出現破碎以及開刃不鋒利的情況，造成生產成本的增加。

技術實現要素：

本發明針對現有技術存在之缺失，提供一種鋰電分切陶瓷環刀的加工工藝，其可提高陶瓷環刀的加工精度以及加工質量，避免陶瓷環刀在加工生產過程中出現破碎及開刃不鋒利的情況，降低企業的生產成本。

為實現上述目的，本發明采用如下之技術方案：

一種鋰電分切陶瓷環刀的加工工藝，包括以下步驟：

1)將陶瓷材料磁共振模壓成具有中孔的環形坯體；

2)對坯體進行連續的電熱燒結，降溫后得到陶瓷刀坯；

3)第一次平磨A面：將陶瓷刀坯緊固于平磨工裝的底平面上，平磨陶瓷刀坯兩側A面，留余量0.5～0.6mm；

4)粗磨中孔B面：將陶瓷刀坯裝于磨中孔柔性工裝上，找正陶瓷刀坯A面，當A面端面跳動不大于0.05mm時，粗磨陶瓷刀坯的中孔B面，留余量0.1～0.2mm；

5)精磨、拋光中孔B面：采用金剛石砂輪磨中孔B面，使中孔孔徑達到規定尺寸，然后空刀往復進給5-10次，拋光中孔B面，使B面表面粗糙度小于0.4μm；

6)第二次平磨A面：將陶瓷刀坯緊固于平磨工裝的底平面上，分別平磨陶瓷刀坯兩側A面，保證兩側A面的平行度不大于0.005mm；

7)拋光A面：將陶瓷刀坯緊固于平磨工裝的底平面上，采用雙面數控研磨機拋光A面，使A面粗糙度小于0.2μm，平行度與平面度不大于0.001mm。

8)磨外圓：將陶瓷刀坯緊固于外磨工裝上，打磨陶瓷刀坯外圓，使陶瓷刀坯獲得所需外徑，外圓表面粗糙度小于0.8μm；所述外磨工裝包括芯軸和鎖緊螺母，所述芯軸具有一圓形底座和自底座中部一體延伸出的軸桿，所述底座的外徑小于所述陶瓷刀坯的外徑，所述軸桿上設有與鎖緊螺母的內螺紋對應的外螺紋，工作時，陶瓷刀坯套于軸桿外側，并由鎖緊螺母鎖緊于芯軸上；

9)開刃口：采用金剛石成型砂輪在陶瓷刀坯的單側打磨刀刃，使刀刃表面粗糙度達到0.2μm，得到陶瓷環刀；所述刀刃包括刃口和與刃口連接的連接部，所述刃口與陶瓷環刀的一個側面呈45°±0.1°相交，所述連接部與陶瓷環刀的另一個側面呈150°±0.1°相交；為確保刃口位置的精確而達到刃口鋒利無崩口，采用千分表讀數輔助金剛石成型砂輪進給，從而確保刃口鋒利度、無崩口，提高和確保分切質量；

其中，所述A面為陶瓷刀坯的兩側側面，所述B面為陶瓷刀坯中孔的內壁面。

作為一種優選方案，平磨、拋光A面時，加熱平磨工裝，使陶瓷刀坯通過松香粘接在平磨工裝的底平面上。

作為一種優選方案，在采用松香粘接陶瓷刀坯前，為防止松香雜質影響零件加工的平行度，采用無紡布過濾松香雜質。

作為一種優選方案，在第二次平磨A面時，為保證B面的光潔度，先采用膠帶覆蓋B面。

作為一種優選方案，在進行步驟8)前進行中孔倒角：將陶瓷刀坯裝于磨中孔柔性工裝上，在陶瓷刀坯中孔的邊緣打磨45°倒角。

作為一種優選方案，所述外磨工裝還包括用于與鎖緊螺母配合鎖緊陶瓷刀坯的墊圈，所述墊圈外徑小于陶瓷刀坯的外徑，工作時，陶瓷刀坯和墊圈均套于軸桿外側，并且陶瓷刀坯夾于底座與墊圈之間，所述鎖緊螺母的一端抵于墊圈上。

作為一種優選方案，步驟5)中，所述金剛石砂輪的目數為1200目。

作為一種優選方案，步驟10)中，所述金剛石成型砂輪的目數為300-1200目。

本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，1、通過采用陶瓷材料直接沖壓成環形坯體后燒結成陶瓷刀坯，而不是燒成陶瓷后再打磨成環形，省去了大量的打磨工序，提高了環刀的加工效率，避免了由陶瓷加工成環狀過程中造成陶瓷破碎的情況，降低了生產成本；2、先通過預留余量的粗磨再進行精確到位的細磨，提高了陶瓷環刀的加工精度，使陶瓷環刀的內外圓一致性更好，刀刃打磨得更加精確到位，提高了刃口的鋒利度和完整性，從而提高了環刀的分切質量；3、通過采用簡易的工裝對陶瓷環刀進行打磨加工，降低了加工成本；4、通過采用陶瓷刀具代替傳統的硬質合金刀具，杜絕了長時間分切銅、鋁箔的過程中的靜電效應，使得長時間不間斷分切的銅、鋁箔材料始終保持切口整齊光潔，無毛邊毛刺，從而提高了分切質量。

為了更清楚地闡述本發明的結構特征、技術手段及其所達到的具體目的和功能，下面結合附圖與具體實施例來對本發明作進一步詳細說明：

附圖說明

圖1是本發明之實施例的平磨工裝截面示意圖；

圖2是本發明之實施例的平磨工裝使用狀態圖；

圖3是本發明之實施例的磨中孔柔性工裝結構圖；

圖4是本發明之實施例的磨中孔柔性工裝截面示意圖；

圖5是本發明之實施例的外磨工裝磨外圓時的組裝結構示意圖；

圖6是本發明之實施例的外磨工裝開刃口時的組裝結構示意圖；

圖7是本發明之實施例的外磨工裝打磨45°刃口時的示意圖；

圖8是本發明之實施例的外磨工裝打磨30°刃口連接部時的示意圖；

圖9是本發明之實施例的陶瓷環刀的截面示意圖；

圖10是圖9中A處的放大示意圖。

具體實施方式

一種鋰電分切陶瓷環刀的加工工藝，包括以下步驟：

1)將陶瓷材料磁共振模壓成具有中孔的環形坯體；

2)對坯體進行連續的電熱燒結，降溫后得到陶瓷刀坯；所述連續電熱燒結過程包括第一階段的升溫預燒結、第二階段的高溫燒結和第三階段的降溫燒結，所述升溫預燒結升溫速率控制在0.3～0.5℃/Min，當溫度提高到900～980℃時，保溫1.8～2.4小時；所述高溫燒結在升溫預燒結的前提下進行，升溫速率控制在1.5～2.5℃/Min，當溫度提高到1570～1650℃時，保溫3.8～5.6小時；所述降溫燒結在高溫燒結前提下進行，降溫速率控制在1.5～2.5℃/Min，當溫度降到860～940℃時，保溫1～2小時。

3)第一次平磨A面：將陶瓷刀坯緊固于平磨工裝的底平面上，平磨陶瓷刀坯兩側A面，留余量0.5～0.6mm；

4)粗磨中孔B面：將陶瓷刀坯裝于磨中孔柔性工裝上，找正陶瓷刀坯A面，當A面端面跳動不大于0.05mm時，粗磨陶瓷刀坯的中孔B面，留余量0.1～0.2mm；

5)精磨、拋光中孔B面：采用目數為1200目的金剛石砂輪磨中孔B面，使中孔孔徑達到規定尺寸，然后空刀往復進給5-10次，拋光中孔B面，使B面表面粗糙度小于0.4μm；

6)第二次平磨A面：將陶瓷刀坯緊固于平磨工裝的底平面上，分別平磨陶瓷刀坯兩側A面，保證兩側A面的平行度不大于0.005mm；為保證B面的光潔度，先采用膠帶覆蓋B面。

7)拋光A面：將陶瓷刀坯緊固于平磨工裝的底平面上，采用雙面數控研磨機拋光A面，使A面粗糙度小于0.2μm，平行度與平面度不大于0.001mm。

8)磨外圓：將陶瓷刀坯緊固于外磨工裝上，打磨陶瓷刀坯外圓，使陶瓷刀坯獲得所需外徑，外圓表面粗糙度小于0.8μm；所述外磨工裝包括芯軸和鎖緊螺母，所述芯軸具有一圓形底座和自底座中部一體延伸出的軸桿，所述底座的外徑小于所述陶瓷刀坯的外徑，所述軸桿上設有與鎖緊螺母的內螺紋對應的外螺紋，工作時，陶瓷刀坯套于軸桿外側，并由鎖緊螺母鎖緊于芯軸上；

9)開刃口：采用金剛石成型砂輪在陶瓷刀坯的單側打磨刀刃，使刀刃表面粗糙度達到0.2μm，得到陶瓷環刀。開刃口時，先采用300目的金剛石成型砂輪粗磨，然后采用1200目的金剛石砂輪精磨，以保證刃口的表面粗糙度達到0.2μm。所述刀刃包括刃口和與刃口連接的連接部，所述刃口與陶瓷環刀的一個側面呈45°±0.1°相交，所述連接部與陶瓷環刀的另一個側面呈150°±0.1°相交；為確保刃口位置的精確而達到刃口鋒利無崩口，采用千分表讀數輔助金剛石成型砂輪進給，從而確保刃口鋒利度、無崩口，提高和確保分切質量；

其中，所述A面為陶瓷刀坯的兩側側面，所述B面為陶瓷刀坯中孔的內壁面。

在步驟3)至9)中，為確保加工過程不因摩擦而使溫度升高，確保得到鋰電分切陶瓷環刀無崩刃、缺口，在加工過程中使用瞬間冷卻液進行潤滑冷卻。

作為一種優選方案，平磨、拋光A面時，加熱平磨工裝，使陶瓷刀坯通過松香粘接在平磨工裝的底平面上。為防止松香雜質影響零件加工的平行度，采用無紡布過濾松香雜質。

作為一種優選方案，在進行步驟8)前進行中孔倒角：將陶瓷刀坯裝于磨中孔柔性工裝上，在陶瓷刀坯中孔的邊緣打磨45°倒角。

作為一種優選方案，所述外磨工裝還包括用于與鎖緊螺母配合鎖緊陶瓷刀坯的墊圈，所述墊圈外徑小于陶瓷刀坯的外徑，工作時，陶瓷刀坯和墊圈均套于軸桿外側，并且陶瓷刀坯夾于底座與墊圈之間，所述鎖緊螺母的一端抵于墊圈上。

如圖1和圖2所示，所述平磨工裝包括一底板10，所述底板10具有一底平面11，所述底平面11的中心設有與陶瓷刀坯的中孔適配的凸臺12，所述凸臺12的高度小于陶瓷刀坯的厚度，工作時，所述陶瓷刀坯20的一側側面通過松香粘貼緊固于底平面11，凸臺12卡于陶瓷刀坯20的中孔中。

如圖3和圖4所示，所述磨中孔柔性工裝30上設有與陶瓷刀坯20的外徑相適配的夾槽31，工作時，所述陶瓷刀坯20夾緊固定于夾槽31內。

如圖5所示，所述外磨工裝包括芯軸40、墊圈44和鎖緊螺母43，所述芯軸40具有一圓形底座41和自底座41中部一體延伸出的軸桿42，所述底座41的外徑小于所述陶瓷刀坯20的外徑，所述軸桿42上設有與鎖緊螺母43的內螺紋對應的軸桿45，打磨陶瓷刀坯的外圓時，陶瓷刀坯20套于軸桿42外側，并由鎖緊螺母43鎖緊于墊圈44與底座41之間。為保證同時加工的環刀外圓的同心度，可以多個陶瓷刀坯20同時套裝于外磨工裝上，同時對多個陶瓷刀坯20的外圓進行打磨。

如圖6-8所示，開刃口時，陶瓷刀坯20和墊圈44均套于軸桿42外側，并且陶瓷刀坯20夾于底座41與墊圈44之間，所述鎖緊螺母43的一端抵于墊圈44上，所述墊圈44為一長墊圈，所述長墊圈的外徑小于陶瓷刀坯20的外徑，由此使得陶瓷刀坯20的外圓邊緣的一側可以露出，方便在陶瓷刀坯20的外圓邊緣處打磨出刀刃。開刃口時，先采用具有45°斜面的金剛石成型砂輪60在陶瓷刀坯20面向墊圈44的一側邊緣打磨出刃口，并使該刃口與陶瓷刀坯的另一側呈45°±0.1°相交，然后采用具有30°斜面的金剛石成型砂輪70在陶瓷刀坯20面向墊圈44的一側打磨出與刃口相交的刀刃連接部，并使該刀刃連接部的延伸線與陶瓷刀坯的另一側呈30°±0.1°相交。

如圖9和圖10所示，由以上加工工藝得到的陶瓷環刀包括切刀主體50，所述切刀主體50的中心通孔13的邊緣處設有45°倒角，所述切刀主體50的厚度為0.8～3.2mm。所述切刀主體50的外圓邊緣設有刀片刃口52和與刀片刃口52連接的刀刃連接部51；所述刀片刃口52為單側刃口，所述刀片刃口52與切刀主體50的一個側面相交，形成一個銳角，所述銳角的角度為45°±0.1°；所述刀刃連接部51與切刀主體50的另一個側面相交，形成一個鈍角，所述鈍角的角度為為150°±0.1°。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，故凡是依據本發明的技術實際對以上實施例所作的任何修改、等同替換、改進等，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。