切削刀具及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種切削刀具，此切削刀具包括一件與刀桿連接的毛坯，在毛坯中成形了切削面以露出ＰＣＤ或ＰＣＢＮ組分的材料，此組分成形在毛坯的凹穴中，并在成形期間應(yīng)用過渡元素組中的材料使其與毛坯熔合。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及毛坯和切削刀具的制作方法。凹穴由側(cè)壁、底壁及端壁限定，并由此限定了一個模具，ＰＣＤ或ＰＣＢＮ材料在其中成形成一個與毛坯相熔合的組分。這樣，為加入ＰＣＤ或ＰＣＢＮ材料不需裝配過程，從而通常過程中確實要求進行裝配以將其加入的問題得以避免。（*該技術(shù)在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
此申請主題的專利技術(shù)涉及一種切削刀具的構(gòu)造以及用于加工此種切削刀具的毛坯的制作方法和措施，所述刀具設(shè)置有切削尖端和/或切削面，它們至少部分由一種包含耐磨多晶體金剛石或立方體氮化硼、下文將分別稱作PCD和PCBN的適當(dāng)材料構(gòu)成。已知曾花了很大力量試圖將PCD或PCBN材料結(jié)合至切削刀具的切削面或邊緣上，目的在于提高切削刀具的性能和使用壽命。一種為人們特別熟知的方法是設(shè)法將多片PCD或PCBN材料釬焊至刀體上，以制備包含PCD或PCBN材料的刀具切削面。通常，這些片釬焊至一定位置以形成切削刀具的切削面和/或切削尖端，但是，假如要獲得足夠深度的材料以便使切削刀具更為經(jīng)濟實用，則要求有附加的材料覆蓋在刀具的尖端和出屑槽上。已知制備方法的共同問題是，在刀具的刀體和PCD或PCBN材料之間會有存在間隙的風(fēng)險，即使間隙的尺寸很窄。在刀具使用期間，這些間隙很易受到影響，因為使用時產(chǎn)生的切削力的作用總是試圖加寬間隙，有時，會使PCD或PCBN材料脫離刀具。不管間隙被加寬或材料完全脫離，刀具的切削效果總是大為下降，因而得到的加工容差和質(zhì)量也降低，在很多情況下，刀具就不能再利用，這樣，PCD或PCBN材料所擁有的硬度和長使用壽命的優(yōu)越性也無法實現(xiàn)。另一問題是，刀體與PCD或PCBN片之間的間隙對諸如加工下來的物品的材料、冷卻劑和一般的碎屑等外來物體起收集器的作用。其作用也降低刀具的切削性能和使用壽命。再另一問題是由可以進行的復(fù)雜性的制造的制約所引起的。例如，要將PCD或PCBN片裝配至切削刀具的螺旋型出屑槽上的位置中是十分困難的，一般，這些困難致使切削面完全由PCD或PCBN材料制成，但由于上述的刀體和片之間產(chǎn)生的間隙，造成刀體對所述片提供的支承減弱。雖然有些問題已克服，但由于性能和適用性受制約的問題，所生產(chǎn)的刀具取得的成功仍很有限。還已知，碳化物材料和PCD或PCBN材料之間的化學(xué)反應(yīng)會引起所述材料能熔合在一起，因為已知存在于碳化物中的元素會滲透進入PCD或PCBN材料，從而在一定條件下，將所述材料有效地熔合在一起。在美國專利4,713,286中公開了一種已知的鉆頭，它涉及將PCD或PCBN材料直接應(yīng)用至碳化物上，其中一塊單獨的嵌入物設(shè)置在毛坯的圓錐形尖端上，由此可生產(chǎn)一種印刷電路板加工中使用的鉆頭，因而目前能制造直徑達3.2mm的小尺寸鉆頭。此專利中公開的方法認為不適于生產(chǎn)同一所有人的美國專利4,762,445中討論的直徑較大的鉆頭，此專利聲稱，對直徑較大的鉆頭，至少要求有兩條分離的、PCD或PCBN材料的紋理以抵擋直徑較大鉆頭中單個紋理嵌入物的破裂，因而具有通過制備將成形的嵌入物加入至毛坯中的因有問題。本專利技術(shù)的目的是對諸如鉆孔、鉸孔、銑削和成形攻絲等的一系列切削功能中任一切削刀具都能將PCD或PCBN材料設(shè)置為切削刀具的一個整體部分，當(dāng)制備切削刀具時，能使PCD或PCBN材料設(shè)置在刀具的切削面上，從而獲得使用PCD或PCBN材料能提供的切削性能的改進，且所述毛坯起模具作用，使PCD或PCBN材料在毛坯中成形成毛坯的一個組分。根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面提出一種切削刀具，此切削刀具包含一個部分，它具有成形于其中的切削面，所述部分包括一個PCD或PCBN材料的組分，此組分放置在該部分中的凹穴內(nèi)，其特征在于，當(dāng)此部分處于圓柱形狀的毛坯時，凹穴布置成，從毛坯頂面的中心依靠著向外、向下伸展，且由端壁、側(cè)壁和底面限定，同時，所述組分與所述毛坯的材料熔合，如部分刀具般地運作。通常，組分由粉末狀的PCD或PCBN材料制成，此粉末狀PCD或PCBN材料填充毛坯中的凹穴，然后加壓、加熱至足夠溫度，使制成毛坯的材料滲透進入組分，有效地將PCD或PCBN材料熔合至毛坯上。繼而毛坯固定至刀桿上以制成切削刀具，其切削面至少包含一些組分材料。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面提出了一種毛坯，此毛坯用于在其中制備切削面以形成切削刀具的一個整體部分，所述毛坯呈具有第一和第二端面的圓柱形，其特征在于，所述端面之一包含一個成形于其中的凹穴，用于接收和放置PCD或PCBN材料，所述凹穴具有一條縱向軸線，此縱向軸線基本上沿著面、端壁、底面和側(cè)壁的直徑而布置。通常，凹穴的側(cè)壁從端面的中心點向外成扇形展開，在一個實施例中，凹穴的一些側(cè)壁對從毛坯面的中心點依靠著向外伸展，且在每一對中，壁成形成，每一對中的一面壁相對垂直平面的角大于所述對中另一面壁的角。在一個實施例中，當(dāng)毛坯具有制成于其中的切削面時，每一對中具有較大角的那面壁被去除，用以露出PCD或PCBN組分以形成切削面，從而省略了對硬質(zhì)材料組分的任一種加工。在一個實施例中，所述壁與垂線的夾角位于30°角的范圍內(nèi)。通常，每對中較大角的那些壁相反地安置在毛坯面中心點的各側(cè)，從而使每一側(cè)上的切削面得以按照自然順序排列。在一個實施例中設(shè)置了兩對側(cè)壁，第一對從所述凹穴的一個狹窄部分依靠著徑向地沿第一方向向外伸展，而第二對則從狹窄部分依靠著徑向地沿第二方向向外伸展。在一個替代性實施例中，設(shè)置了第三對側(cè)壁以形成一個具有三個部分的凹穴，每一部分通常相隔120°。在還有一些實施例中，根據(jù)制備的刀具不同，可以設(shè)置四、五、或更多對的側(cè)壁。不管在哪個實施例中，凹穴都要用足夠的PCD或PCBN材料粉末壓實、填充至毛坯端面的表面，或代之，填充至由壓實限制器預(yù)定的水平。通常，凹穴底面從毛坯面的中心出發(fā)，向著凹穴的端壁向下傾斜，且凹穴成形成，在中心是凹穴的最淺點，而端壁處是凹穴的最深點。在一種形式中，一系列凹穴可成形在毛坯的相對于要在其中形成切削面的指定位置上，每一凹穴都具有形成于其中的PCD或PCBN材料的組分。通常，凹穴的端壁位于毛坯刀體側(cè)壁的緊鄰處，但沒有突破毛坯刀體的側(cè)壁，這樣，除構(gòu)成一個凹穴，其形狀用以形成PCD或PCBN組分外，凹穴還起模具的作用，得以使PCD或PCBN粉末受壓、受熱，形成一個形狀為凹穴形狀的組分，并使其與毛坯材料熔合。這樣，就不需要將PCD或PCBN材料裝配在毛坯上。根據(jù)專利技術(shù)的又一方面，不管毛坯凹穴的形狀是什么樣的，PCD或PCBN材料總是壓成凹穴限定的形狀，而具有組分面的毛坯頂面所具的形狀和角度結(jié)構(gòu)則要適合隨后由此毛坯制成的刀具的具體要求。另外，當(dāng)在毛坯凹穴中成形組分時，可不將凹穴完全充填，而只充填至由壓緊裝置限定的水平，雖然這可能是不切實際或不是較好的選擇。由于所設(shè)置的組分面的形狀在隨后就可應(yīng)用，因而消除了隨后對組分進行任何程度的加工，這節(jié)省了加工時間、節(jié)約了貴重材料的損耗，還避免了對較硬材料組分進行加工時通常遇到的困難。這樣，由于將毛坯成形成具有切削面，則在將所述毛坯連接至刀桿時，通常只需對毛坯的碳化物材料進行加工，因為PCD或PCBN組分已成形成要求的形狀，而這正是勝過通常裝配切削刀具的顯著優(yōu)點。在一個實施例中，凹穴成形成，其側(cè)壁具有非直線形的形狀。通常，凹穴和組分成形成，其側(cè)壁從一個狹窄段向外成扇形展開，當(dāng)從平面視圖察看時，所述狹窄段基本位于毛坯面的中心。在一個實施例中，至少凹穴的某些側(cè)壁的部分設(shè)置有形成于其中的臺階部分。通常，臺階是這樣地形成和布置在毛坯中的，即，由臺階部分形成的組分的較寬部分位于凹穴中以構(gòu)成刀具的切削面。通常，凹穴側(cè)壁的具有形成于其中的臺階部分的這些部分在使用時將被去除以露出組分，以便形成切削本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種切削刀具，此切削刀具包含一個部分，它具有成形于其中的切削面，所述部分包括一個ＰＣＤ或ＰＣＢＮ材料的組分，此組分放置在部分中的凹穴內(nèi)，并且其特征在于，當(dāng)此部分處于毛坯形式時，呈圓柱形狀，凹穴布置成，從毛坯的頂面的中心依靠著向外、向下伸展，且凹穴由端壁、側(cè)壁和底面限定，同時，所述組分和所述毛坯的材料進行熔合，如刀具的一個整體部分似地運作。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：米歇爾弗雷德里克辛普森，
申請(專利權(quán))人：研磨技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：GB[英國]