專利名稱：用于除屑機加工的切割刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如獨立權(quán)利要求的前序部分所述的用于除屑機加工的切削刀片。
背景技術(shù)：
在硬質(zhì)合金中的最常見硬質(zhì)材料為碳化鎢，WC。許多硬質(zhì)金屬種類只包含WC和粘接劑金屬。在其它種類中還包括金屬鈦(TiC)、鉭(TaC)和鈮(NbC)的碳化物。最常見的粘接劑金屬為鈷Co，但是也可以有Ni。硬質(zhì)合金為由粒徑為0.5-10μm的碳化物顆粒和通常為鈷的粘接劑金屬構(gòu)成的粉末混合物。粘接劑金屬的體積百分比為5-40％，并且碳化物的體積百分比為95-60％。硬質(zhì)合金產(chǎn)品的制造可以分成以下幾個步驟制備出硬質(zhì)合金粉末、壓制、燒結(jié)、最終加工并且還可能有涂覆。在壓制步驟，將硬質(zhì)合金粉末壓制成固體，由此獲得其形狀。但是，它沒有獲得正確的尺寸直到在隨后的燒結(jié)步驟。硬質(zhì)合金粉末的壓制體具有較低的強度，大致與粉筆相同。為了獲得期望的性能、硬度、耐磨性等，必須對該材料進行燒結(jié)。在燒結(jié)期間，該硬質(zhì)合金體的長度、寬度和高度尺寸減小。不同的硬質(zhì)金屬種類具有不同的收縮率。目前，將大多數(shù)可轉(zhuǎn)位刀片直接壓制成復(fù)雜的形狀，這樣提供了良好的夾緊可能性，以及良好的切屑斷裂或切屑成形。
目前，已知的壓制技術(shù)包括1)陰模，它提供了沒有余隙的坯料，參見

圖1，2)陽模，它提供了具有余隙的坯料和在邊緣處具有均勻?qū)挾鹊钠矫妫⑶宜笸ㄟ^磨削進行后處理，并且3)正剪切刀具，它提供了具有余隙的坯料和尖銳的邊緣。對于“剪切”，這里指的是在壓制部分之間的大約為10微米的標(biāo)稱間隙。該已知技術(shù)的缺點在于，在幾何形狀方面的選擇自由度有限，并且每個坯料形狀在壓制工具中是預(yù)定的。
在這方面的一些感興趣的參考文獻為SE502541(等同于EP0555192)、SE508665(US6341924)、SE9802718-8(EP0985476)和SE9903302-9(US6447219)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種直接壓制的切削刀片。
本發(fā)明的另一個目的在于提供具有平面的切削刀片。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種可以在切削體的幾何形狀和在壓制工具中的切削斷裂器方面具有很大選擇自由度的情況下直接壓制出的切削刀片。
通過例如已經(jīng)在所附權(quán)利要求中所限定的切削刀片來實現(xiàn)這些和其它目的，參照這些附圖。
附圖的簡要說明圖1以分解視圖的方式顯示出傳統(tǒng)壓制工具和傳統(tǒng)坯料。
圖2以透視圖的方式顯示出傳統(tǒng)切削刀片。
圖3A以透視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片。
圖3B以頂視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片。
圖3C以側(cè)視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片。
圖3D以底視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片。
圖3E和3F以相對端視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片。
圖3G顯示出來自圖3A的詳細視圖。
圖3H顯示出根據(jù)在圖3B中的III-III線剖開的剖視圖。
圖4A以透視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片的可選實施方案。
圖4B以頂視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片。
圖4C和4D以側(cè)視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片。
圖4E以底視圖的方式顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片。
圖4F顯示出來自圖4A的詳細視圖。
圖4G顯示出根據(jù)在圖4B中的IV-IV線剖開的剖視圖。
具體實施例方式
在圖1中，顯示出傳統(tǒng)壓制工具1和傳統(tǒng)負坯料2。壓制工具1包括上沖頭3、沖模4、下沖頭5并且在出現(xiàn)的情況中還有柱塞6。模具4的空腔7用來填充粉末，該粉末在上沖頭3和下沖頭5之間壓制，從而形成具有類似粉筆的堅松度的坯料2，沖模4由此形成坯料2的邊緣幾何形狀，同時上沖頭形成頂面的幾何形狀，而下沖頭形成底面的幾何形狀。柱塞6用來在坯料中形成一中心孔。壓制工具1具有一陰模4，它只可以提供沒有余隙的坯料，即使該坯料的邊緣表面在壓制期間與上沖頭3的相對運動方向F平行。
如果用陽模來代替模具4，則坯料獲得余隙，即使邊緣表面至少部分沿著上沖頭的運動方向F匯集，如在圖2中所看到的一樣。在US4778311中披露了該切削刀片的切屑形成特性，并且在US6244790中披露了其支撐面。該已知的切削刀片包括位于每個端部區(qū)域處的磨削刃。
參照圖3A-3H，顯示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片10。該切削刀片為單面的，并且用來進行狹槽車削或溝槽車削。該切削刀片用來緊固在這樣一種刀夾中，其中臂包括切削刀片底座的頂面。該臂可以通過螺桿或通過合成的彈簧力運動。該切削刀片的頂面11具有大體上為V形的形狀，具有朝著切削刀片向內(nèi)會聚的側(cè)面11A、11B。這些側(cè)面相互成120°至160°的一鈍內(nèi)角。臂用來將切削刀片的支撐面12向上夾在該切削刀片底座的下面上。支撐面形成有多個相同的彼此分開的溝槽13，它們在橫截面中形成基本為彎曲狀的通道。每個溝槽13為細長的，并且具有沿著一條直線沿著整個支撐面12的延伸部，其中所述直線例如與溝槽的底部基本上一致。所述直線與上沖頭的運動方向F基本上垂直。
該切削刀片10包括使頂面與支撐面連接的邊緣表面14、15、16、17。在這些邊緣表面16、17和頂面11之間的相交線形成切削刃18、19。這些切削刃比支撐面稍寬，并且為了余隙的緣故在這些切削刃之間的長度大于支撐面的長度。這些切削刃18、19的長度小于在頂面和支撐面之間的切削刀片的高度。
該切削刀片10的切屑形成端部區(qū)域在該情況中是相同的，因此下面只對一個端部區(qū)域進行說明。切削刃18的端部通過位于切削角部20處的圓化部分或鼻部邊緣20A、20B與副切削刃21A、21B連接。每個鼻部邊緣可以由一個或多個半徑限定。切削刃18、21A、21B與布置在切削刀片的頂面11中的前刀面22連接。該前刀面22包括一中央凹槽23，它與切削刃連接以便在后者形成缺口。用于相應(yīng)圓化部分的區(qū)域包括相對于凹槽23升高的部分或臂24A、24B。臂24A、24B沿著朝向切削刀片的第二端部區(qū)域的方向從一直線100或一點101基本上向上升起。這些臂24A、24B在切削刃18的水平面上方會聚在凹槽后面，并且構(gòu)成切屑斷開器。
在每個切削刃下面有一余隙面，并且在圖3C和3G中可以看到，數(shù)字25A、25B表示副切削刃的余隙面。余隙面的其中一個側(cè)邊與鼻部邊緣20A的余隙面26A、26B連接，并且其另一個側(cè)邊與凹形部分27A、27B連接。該凹形部分通過凸形部分29與另外的余隙面28A、28B連接。所述表面和部分中的每一個與上沖頭的運動方向構(gòu)成一銳角。
在上面的這種情況中，筆直部分或平面30A、30B布置在凹形部分27A附近，并且余隙面28A和凸形部分29布置在切削角部區(qū)域處。平面30A、30B沿著基本上S形曲線或沿著基本上為倒S形曲線從基本上位于副切削刃21A、21B附近的直線沿著切削刀片的厚度方向逐漸加寬。這意味著凹形部分27A、27B的上限直線只是部分到達副切削刃的延伸線L。該直線L相對于相鄰邊緣表面14沿著切削刀片的縱向方向向外分散以便獲得余隙。通過在直接壓制之前只改變上沖頭使臂24A、24B的上升在一個相同模具中變化，并且這樣獲得不需要磨削的直接壓制切削刀片。
在圖5A-5F中，顯示出根據(jù)本發(fā)明的直接壓制切削刀片50的可選實施方案。該切削刀片50為單面的，并且具有三角形基本形狀。該切削刀片可選具有另一種多邊形狀，例如三角形形狀、矩形、菱形、六邊形或八邊形。該切削刀片用于進行細微縱向車削。該切削刀片的頂面51包括基本上平坦的表面51A，它與切削刀片的支撐面52平行。所述部分51A、52與上沖頭的運動方向F基本上垂直。該切削刀片50包括使頂面51與支撐面52連接的邊緣部分54、55、56。該切削刀片包括切削角部或角部57A、57B、57C，它們相對于頂面51下沉。該切削刀片50的切削角部在該情況中是相同的，因此下面只對一個切削角部進行說明。在前刀面53和余隙面65A、65B、66之間的每個角部57A處的相交線每個都形成切削刃60、61A、61B。切削刃60由形式為鼻緣的圓化部分構(gòu)成。該鼻緣可以由一個或多個半徑限定。該鼻緣的端部與短筆直切削刃61A、61B連接。切削刃60、61A、61B的整個長度優(yōu)選短于在頂面和支撐面之間的切削刀片的高度。
前刀面53基本上為平面但是可選包括一個或多個凹槽或凸起。切削刃61A、61B的內(nèi)端的區(qū)域包括相對于前刀面53升高的部分64。該部分64基本上形成為部分錐形，并且在某些情況中構(gòu)成切屑斷開器。部分64沿著朝著切削刀片的中央?yún)^(qū)域的方向從直線100或點101基本上向上升起。該部分64在前刀面上方的高度為該切削刀片的厚度的10-50％。
在每個切削刃61A、61B下面具有一余隙面，并且在圖4F中可以最清楚地看出，數(shù)字65A、65B表示切削刃的余隙面。該余隙面65A的一個側(cè)面與鼻緣60的余隙面66連接，并且其另一個側(cè)面與凹形部分67A、67B連接。該凹形部分通過凸形部分69與另一個余隙面68A、68B連接，并且各個所述表面和部分與上沖頭的運動方向F形成一銳角。
為邊緣表面54的平面平行部分的平面70A、70B在上面這種情況中布置在凹形部分67A、余隙面68A和凸形部分69附近。平面70A沿著基本上S形的曲線或者沿著基本上倒S形曲線從基本上靠近切削刃61A、61B的直線逐漸加寬。這意味著，凹形部分67A、67B的上限直線只是部分到達切削刃61A、61B的延伸線L。該直線L與切削刀片的相鄰邊緣表面54一致。直線L與上沖頭的運動方向F垂直。由此，通過只改變上沖頭使切屑斷開器64的上升在一個相同模具中變化，并且這樣獲得不需要磨削的直接壓制切削刀片。這個負性切削刀片50局部沒有余隙但是例如在切削角部處具有余隙更大的部分，并且同時與已知的負性切削刀片一樣裝配在相同刀夾中。
至少如下所述為根據(jù)本發(fā)明的切削刀片所共有的。切削刀片10；50被直接壓制出，并且包括一頂面11，51、一支撐面12；52、以及連接它們的邊緣表面14-17 54-56。頂面包括一前刀面24A、24B、53。切削角部9A、9B；57A-57C形成在包括第一切削刃21A；61A的兩個邊緣表面的相交區(qū)域中。所述邊緣表面的第一個包括具有第一余隙角α的第一余隙面30A；70A。第一邊緣表面包括具有大于第一余隙角α的第二余隙角β的第二余隙面25A；65A。第一和第二余隙面中的每一個與相同一個第一切削刃21A；61A連接。第一余隙面30A；70A與切削刀片的壓制方向F平行，這意味著夾角α為0度。第一余隙面30A；70A具有延伸至在銳利第一切削刃21A；61A上的位置的延伸部。第一余隙面30A；70A與切屑斷開器24A；64連接。第一余隙面30A；70A的下限制直線Y布置在離切屑斷開器24A；64距離X的位置處，其中所述距離X沿著朝著相鄰切削角部的方向從切削角部基本上增加。第一切削刃21A；61A與第二切削刃20A；60連接，其中第二切削刃是凸形的。第一切削刃21A；61A是筆直的。邊緣表面14、15、54、55、56的至少一些的主要部分具有負性幾何形狀，即每個邊緣表面垂直于與頂面或底面一致的平面，并且那些邊緣表面與切削刀片的壓制方向F平行。
本發(fā)明可以應(yīng)用于所有類型的直接壓制除切屑切削刀片。這些切削刀片優(yōu)選涂覆有例如Al2O3、TiN和/或TiCN層。
要理解的是，在本發(fā)明的大體精神范圍內(nèi)這些切削刀片的幾何形狀可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)變化。該切削刀片是在沒有隨后磨削的情況下生產(chǎn)出的直接壓制切削刀片。該切削刀片具有寬度變化的逐漸增大并且受控的平面，該平面在沿著銳利切削刃的位置處開始。這是通過新設(shè)計的壓制工具的模具來獲得的。該平面在寬度上可以是變化，或者沿著邊緣的有限距離存在，以便可以模仿初始階段磨損。這沿著具有多個尖銳邊緣部分的切削刀片的圓周和平面當(dāng)然可以重復(fù)。該平面其寬度可以在從接近零到等于切削刀片的整個厚度的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于去除切屑機加工的直接壓制的切削刀片(10；50)，包括頂面(11，51)、支撐面(12；52)以及連接它們的邊緣表面(14-17；54-56)，所述頂面包括前刀面(24A、24B；53)，其中切削角部(9A、9B；57A-57C)形成在包括第一切削刃(21A；61A)的兩個邊緣表面的相交區(qū)域中。所述邊緣表面的第一個包括具有第一余隙角(α)的第一余隙面(30A；70A)，其特征在于，所述第一邊緣表面包括具有大于第一余隙角(α)的第二余隙角(β)的第二余隙面(25A；65A)，并且第一和第二余隙面中的每一個均與同一個第一切削刃(21A；61A)連接，并且該切削刀片具有負性的基本形狀，其中所述邊緣表面(14，15；54，55，56)的至少一些的主要部分與切削刀片的壓制方向(F)平行。
2.如權(quán)利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一余隙面(30A；70A)與切削刀片的壓制方向(F)平行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述第一余隙面(30A；70A)具有延伸至在銳利的第一切削刃(21A；61A)上的尖端處的延伸部。
4.如前面權(quán)利要求中任一項所述的切削刀片，其特征在于，所述第一余隙面(30A；70A)與切屑斷開器(24A；64)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的切削刀片，其特征在于，所述第一余隙面(30A；70A)的下限制直線(Y)布置在離切屑斷開器(24A；64)一定距離(X)的位置處，其中所述距離(X)沿著相鄰切屑形成端區(qū)域的方向基本上從切屑形成端區(qū)域增加。
6.如前面權(quán)利要求中任一項所述的切削刀片，其特征在于，所述第一切削刃(21A；61A)與第二切削刃(20A；60)連接，其中第二切削刃是凸形的。
7.如前面權(quán)利要求中任一項所述的切削刀片，其特征在于，所述第一切削刃(21A；61A)是筆直的。
8.如前面權(quán)利要求中任一項所述的切削刀片，其特征在于，所述切削刀片(10)為溝槽車削刀片或狹槽車削刀片。
9.如前面權(quán)利要求中任一項所述的切削刀片，其特征在于，所述切削刀片(10′)為三角形切削刀片。
10.如前面權(quán)利要求中任一項所述的切削刀片，其特征在于，所述切削角部(20；57A，57B，57C)具有大于邊緣表面(14，15；54，55，56)的余隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于除切削機加工的直接壓制切削刀片(10)，它包括一頂面、一支撐面以及連接它們的邊緣表面(14，15，17)，所述頂面包括一排屑面。切削角部形成在包括第一切削刃的兩個邊緣表面的相交區(qū)域中。所述邊緣表面的第一個包括具有第一余隙角(α)的第一余隙面。第一邊緣表面包括具有大于第一余隙角(α)的第二余隙角(β)的第二余隙面。第一和第二余隙面中的每一個與相同一個第一切削刃連接。該切削刀片具有一負性基本形狀，其中所述邊緣表面(14，15；54，55，56)的至少一些的主要部分與切削刀片的壓制方向(F)平行。
文檔編號B23B27/14GK1662370SQ03814813
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者克里斯特·艾德克林特 申請人:山高刀具公司