切削工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有由高硬度材料構(gòu)成的區(qū)域的切削工具，所述切削工具具有如下結(jié)構(gòu)：在所述區(qū)域中，設(shè)置有前刀面(4)、后刀面(5)和切削刃(6)。將前刀面(4)的沿著切削刃(6)的區(qū)域表示為區(qū)域A，將前刀面的除了區(qū)域A之外的區(qū)域表示為區(qū)域B，區(qū)域A的表面粗糙度小于區(qū)域B的表面粗糙度，并且區(qū)域B從區(qū)域A的位置下凹。
【專利說(shuō)明】
切削工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種切削工具，該切削工具包括參與切削的部分一至少該部分由例如金剛石等高硬度材料制成，本發(fā)明還涉及一種制造該切削工具的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]精密切削用切削工具包括參與切削的部分，該部分由例如金剛石等具有高硬度和高耐磨性的材料制成。
[0003]在通用的切削工具的情況下，這種精密切削用切削工具還包括:前刀面、后刀面以及由前刀面與后刀面相交的位置處的棱形成的切削刃。
[0004]由于參與切削的部分由例如金剛石等具有高硬度的材料制成，所以在制造這種精密切削用切削工具的過(guò)程中，利用激光加工來(lái)執(zhí)行例如切削該材料或者加深前刀面等操作。例如，專利文獻(xiàn)(PTL) I至3中公開了利用激光加工機(jī)床來(lái)制造這種工具的方案。
[0005]〈引用文獻(xiàn)列表〉
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]PTL 1:JP 2003-25118 A
[0008]PTL 2:JP 2004-344957 A
[0009]PTL 3:JP 2008-229810 A


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]〈技術(shù)問(wèn)題〉
[0011]利用激光加工機(jī)床進(jìn)行處理而在高硬度材料上形成的表面難以具有平滑的表面粗糙度。因此，具有由激光束處理而成的前刀面或后刀面的切削工具不能穩(wěn)定地工作。作為解決該問(wèn)題的一種措施，對(duì)切削工具的表面(特別是前刀面)進(jìn)行機(jī)械拋光或研磨，以提高表面平滑度。然而，由于所要處理的材料硬，現(xiàn)有的將整個(gè)前刀面拋光的方法的缺點(diǎn)在于需要耗費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行拋光或研磨。
[0012]這種拋光或研磨對(duì)拋光機(jī)或研磨機(jī)造成負(fù)擔(dān)，并且導(dǎo)致了成本上升的問(wèn)題。
[0013]為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，在制造這種精密切削用切削工具的過(guò)程中，使得經(jīng)受拋光或研磨的區(qū)域減小，以穩(wěn)定該切削工具的切削性能。
[0014]〈技術(shù)方案〉
[0015]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明以如下方式提供一種切削工具，所述切削工具包括由高硬度材料制成的部分。
[0016]具體地說(shuō)，所述部分包括:前刀面、后刀面以及由所述前刀面與所述后刀面相交的位置處的棱形成的切削刃，并且所述前刀面分成區(qū)域A和區(qū)域B，所述區(qū)域A沿著所述切削刃，所述區(qū)域B是所述前刀面的除了所述區(qū)域A之外的區(qū)域，所述區(qū)域A的表面粗糙度小于所述區(qū)域B的表面粗糙度，所述區(qū)域B比所述區(qū)域A的位置更深。
[0017]在這種結(jié)構(gòu)中，所述前刀面的區(qū)域A可以是利用機(jī)械加工而平滑化的表面(經(jīng)拋光或研磨的表面)，所述區(qū)域B是利用激光束處理而成的未平滑化的表面。
[0018]本發(fā)明還可以應(yīng)用于如下切削工具:在該切削工具中，將立方氮化硼(CBN)燒結(jié)體用作高硬度材料。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于采用了金剛石的切削工具且由于金剛石過(guò)硬以致于前刀面的粗糙度不可避免地依賴于激光加工時(shí)，本發(fā)明的效果表現(xiàn)得尤為顯著。
[0019]用于本發(fā)明的切削工具的金剛石可以是單晶金剛石、燒結(jié)金剛石以及利用汽相沉積形成法制成的多晶金剛石中的任意一者。在本發(fā)明的切削工具中，所述前刀面的區(qū)域A優(yōu)選地由單個(gè)表面構(gòu)成。
[0020]可以利用如下方法制造所述切削工具:首先，使用激光加工機(jī)床在高硬度材料上處理而形成所述前刀面，并且在該激光加工步驟中，使所述前刀面的區(qū)域B比所述區(qū)域A更深；然后，利用機(jī)械拋光或研磨而將所述前刀面的區(qū)域A平滑化，從而在所述前刀面和所述后刀面之間形成切削刃。本發(fā)明還提供這種制造方法。
[0021]當(dāng)利用這種方法來(lái)加深區(qū)域B的一部分時(shí)，也能獲得本發(fā)明的效果。
[0022]在這種方法中，優(yōu)選的是對(duì)后刀面也進(jìn)行拋光或研磨?？梢栽趯?duì)前刀面進(jìn)行平滑化之前或之后對(duì)后刀面進(jìn)行拋光或研磨。
[0023]<本發(fā)明的有益效果>
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的切削工具中，前刀面分成區(qū)域A和除了前刀面的區(qū)域A之外的區(qū)域B，區(qū)域A沿著切削刃，區(qū)域B相對(duì)于區(qū)域A的位置加深。因此，可以利用如下方法制造該切削工具:利用激光加工機(jī)床來(lái)處理前刀面的區(qū)域A和區(qū)域B，然后利用機(jī)械拋光或研磨使區(qū)域A平滑化。
[0025]這種方法能使要被平滑化的區(qū)域A的面積最小，并顯著地縮短用于進(jìn)行拋光或研磨的時(shí)間。
[0026]此外，減小要被平滑化的區(qū)域A的面積使得拋光機(jī)或研磨機(jī)進(jìn)行處理期間的工作量減少，因而降低了處理成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的切削工具(球形端銑刀)的實(shí)例的透視圖。
[0028]圖2是以放大的方式示出的圖1所示的切削工具的主體部分的透視圖。
[0029]圖3是以放大的方式示出的沿著線II1-1II截取的圖2所示的部分的剖視圖。
[0030]圖4(a)示出利用根據(jù)本發(fā)明的制造方法處理前刀面的工序。
[0031]圖4(b)示出利用根據(jù)本發(fā)明的制造方法處理前刀面的工序。
[0032]圖4(c)示出利用根據(jù)本發(fā)明的制造方法處理前刀面的工序。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面參考圖1至圖4(c)來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的切削工具。
[0034]圖1和圖2示出如下實(shí)例:本發(fā)明被應(yīng)用于單槽球形端銑刀，該銑刀的端部的半徑為0.5mm(直徑為Imm)。圖中所示的切削工具(球形端統(tǒng)刀)I包括:主體部分2,其包括刀柄2a ;以及切削頭3，其與主體部分2的端部相連并且由高硬度材料制成。切削頭3包括前刀面4、后刀面5和切削刃6，切削刃6由前刀面和后刀面相交的位置處的棱形成。
[0035]圖中的附圖標(biāo)記7表示切除面，切削頭3的超出切除面7的部分被切除且該部分不包括切削刃6。
[0036]主體部分2由例如高速鋼等工具鋼或者硬質(zhì)合金制成。切削頭3由例如無(wú)粘合劑的金剛石燒結(jié)體制成；在該金剛石燒結(jié)體中，在不使用粘合劑的情況下納米級(jí)尺寸的多晶金剛石被結(jié)合起來(lái)。
[0037]形成在切削頭3中的前刀面4分成兩個(gè)區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域包括區(qū)域A和區(qū)域B，區(qū)域A沿著切削刃6設(shè)置，區(qū)域B是除了區(qū)域A之外的區(qū)域。區(qū)域B相對(duì)于區(qū)域A的位置稍微加深，區(qū)域B的表面粗糙度大于區(qū)域A的表面粗糙度。
[0038]區(qū)域A是經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的表面，區(qū)域B是經(jīng)過(guò)激光束處理的表面。通過(guò)以下步驟形成包括這些區(qū)域A和區(qū)域B的前刀面4。
[0039]具體地說(shuō)，首先，利用激光加工機(jī)床處理整個(gè)前刀面4，如圖4(a)所示。上述處理可以通過(guò)用激光束沿著激光束與前刀面4相交的方向或者沿著激光束與前刀面4平行的方向照射前刀面4來(lái)執(zhí)行。
[0040]然后，利用激光加工機(jī)床進(jìn)一步加深前刀面4的除了區(qū)域A之外的部分(S卩，區(qū)域B)。用激光束從前刀面4的區(qū)域B的正上方照射區(qū)域B，以加深圖中所示的切削工具(球形端銑刀)。
[0041]這里，如果使得激光束在區(qū)域B上方經(jīng)過(guò)，從而形成如圖4(b)所示的半圓形的處理部分，則可以使得區(qū)域A的寬度均一。
[0042]在整個(gè)區(qū)域B經(jīng)過(guò)加深之后，要處理的前刀面的面積得到減小的效果最為顯著。另外，可以通過(guò)使得在激光束從要研磨的前刀面的區(qū)域上方經(jīng)過(guò)而產(chǎn)生的凹槽之間保留有頂點(diǎn)水平與區(qū)域A水平相同的凸部，使得要研磨的前刀面的面積減小一盡管減小的程度不如整個(gè)表面經(jīng)過(guò)加深的情況。
[0043]圖4(c)示出如下狀態(tài):在使得激光束所經(jīng)過(guò)的位置沿著端銑刀的徑向移動(dòng)的同時(shí)，對(duì)整個(gè)區(qū)域B進(jìn)行加深。
[0044]這里，區(qū)域B相對(duì)于區(qū)域A的深度(從區(qū)域B的最深點(diǎn)到區(qū)域A處的高度H，如圖3所示)優(yōu)選的是100 μ m以下，從而能夠避免利用激光束進(jìn)行不必要的加深。該深度的下限甚至可以是I μ m。圖4(c)所示的區(qū)域A的寬度W優(yōu)選的是切削刃6的直徑的50%以下。在進(jìn)行精密切削時(shí)，切削深度一般被設(shè)置成小于或等于10 μ m的精細(xì)值，因而寬度W的值不必為大的值。在減小區(qū)域A的面積方面，寬度越小越好，下限可以是I μ m。
[0045]在區(qū)域B加深完成之后，利用機(jī)械拋光或研磨對(duì)區(qū)域A進(jìn)行精加工。由于區(qū)域A的面積小并且僅占整個(gè)前刀面4的很小一部分，所以顯著地減少了機(jī)械拋光或研磨占用的時(shí)間和工作量。
[0046]利用激光加工機(jī)床處理后刀面5和切除面7。在對(duì)前刀面4進(jìn)行平滑化之前或之后，通過(guò)拋光或研磨對(duì)后刀面5進(jìn)行精加工。
[0047]可以僅利用激光加工機(jī)床處理后刀面5。然而，如上所述，如果對(duì)前刀面4的區(qū)域A和后刀面5都進(jìn)行拋光或研磨，則能夠獲得高精度的穩(wěn)定的切削刃。
[0048]本發(fā)明所適用的對(duì)象不限于上述球形端銑刀。本發(fā)明可以應(yīng)用于其它端銑刀，例如方形端纟先刀或半徑端纟先刀(radius end mill)。本發(fā)明也適用于除了端統(tǒng)刀之外的切削工具，例如精密車刀、用于工具的切削刀具、或鉆孔工具(例如鉆頭)。
[0049]以上示出的切削工具包括整個(gè)都由高硬度材料制成的切削頭3。作為替代選擇，可以將高硬度材料與切削頭3的一部分相連，并且可以只有參與切削的部分(切削刃附近的部分)由高硬度材料制成。
[0050]可選地，參與切削的部分的高硬度材料可以由單晶金剛石、燒結(jié)金剛石、或者利用汽相沉積形成法制成的多晶金剛石制成。另外，在采用立方氮化硼(CBN)燒結(jié)體的情況下，也能夠預(yù)見本發(fā)明的效果，盡管這種效果不如采用金剛石的情況下的效果。
[0051]〈附圖標(biāo)記列表〉
[0052]I 切削工具
[0053]2 主體部分
[0054]2a 刀柄
[0055]3 切削頭
[0056]4 前刀面
[0057]A 前刀面的沿著切削刃的區(qū)域
[0058]B 前刀面的除了區(qū)域A之外的區(qū)域
[0059]5 后刀面
[0060]6 切削刃
[0061]7 切除面
【權(quán)利要求】
1.一種切削工具，其包括由高硬度材料制成的部分，其中， 所述部分包括:前刀面(4)、后刀面(5)以及由所述前刀面與所述后刀面相交的位置處的棱形成的切削刃(6)，并且 所述前刀面(4)分成區(qū)域A和區(qū)域B，所述區(qū)域A沿著所述切削刃￠)，所述區(qū)域B是所述前刀面(4)的除了所述區(qū)域A之外的區(qū)域，所述區(qū)域A的表面粗糙度小于所述區(qū)域B的表面粗糙度，所述區(qū)域B比所述區(qū)域A的位置更深。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削工具，其中， 所述前刀面(4)的區(qū)域A是利用機(jī)械拋光或研磨而平滑化的表面，所述區(qū)域B是經(jīng)激光加工而成的未平滑化的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的切削工具，其中， 所述高硬度材料是單晶金剛石、燒結(jié)金剛石和多晶金剛石中的任意一者。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的切削工具，其中， 所述前刀面(4)的區(qū)域A由單個(gè)表面構(gòu)成。
5.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的切削工具的方法，包括:使用激光束在高硬度材料上形成所述前刀面(4)的激光加工步驟，在該步驟中，使所述前刀面(4)的區(qū)域B比所述區(qū)域A更深，然后，對(duì)所述前刀面(4)的區(qū)域A進(jìn)行拋光或研磨，從而在所述前刀面(4)和所述后刀面(5)之間形成切削刃(6)。
【文檔編號(hào)】B23P15/28GK104411430SQ201380032705
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】矢野和也, 谷川義則, 山下義和, 島田浩之, 仲前一男 申請(qǐng)人:住友電工硬質(zhì)合金株式會(huì)社, 住友電氣工業(yè)株式會(huì)社