具有传感器布置的切削刀片和制造切削刀片的方法技术

一种用于金属的切削、铣削或钻削的切削刀片(100、200)，所述切削刀片包括：主体，所述主体具有沿着所述主体的至少一部分延伸的伸长的凹部(111、1111)；第一层(120、1120)，所述第一层覆盖所述凹部的内部侧壁(112、113)；以及传感器布置。所述主体包括基底(110)。所述传感器布置包括沿着所述凹部延伸的引线(130、230、240)。所述引线包括导电材料，所述导电材料被布置在所述凹部中，使得所述第一层位于所述导电材料和所述基底之间。对于至少深度(D1、D2、D5)，其中所述导电材料的至少一部分在该深度之下布置在所述凹部内，在该深度上在所述第一层的覆盖所述凹部的相对的内部侧壁(112、113)的部分之间测量得到的所述凹部的宽度(W2、W3、W4)小于或等于80微米。

Cutting blade with sensor arrangement and method of manufacturing cutting blade

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有传感器布置的切削刀片和制造切削刀片的方法
本公开总的涉及用于金属的车削、铣削或钻削的切削刀片的领域。本公开还涉及制造这种切削刀片的方法。
技术介绍
切削刀片可以例如用在诸如金属的切削、铣削或钻削的机械加工操作中。已经提出了不同几何形状、材料和涂层以改善切削刀片的性能(例如，提高切削刀片的整体耐久性，或者提高切削刀片的耐热能力)。除了提供具有良好性能的切削刀片之外，还期望能够以成本有效的方式来制造切削刀片(例如，使用不需要太多时间和/或不涉及很多复杂步骤的制造方法)。在使用可更换的切削刀片进行机械加工(诸如金属的切削、铣削或钻削)时，人们越来越关注在操作过程中以不同方式监测或测量切削刀片所处的状况，因为这些状况可能会影响机械加工的性能。能够基于切削刀片本身的状况的测量结果和/或基于切削刀片在操作期间正在经受的状况，作出关于改变操作参数、更换切削刀片或将切削刀片重新定位在其刀夹内的决定。由于这些测量结果，可以避免费时地手动检查切削刀片的状况，由此可以提高效率和/或可以获得更加自动化的操作。精确测量/监测切削刀片的状况，并因此在正确的时间执行正确的动作，可能有助于防止由于使用过度磨损的切削刀片或切削刀片在不利的操作状况(诸如振动较大或温度过高的操作)下操作而损坏工件。对于响应于测量结果而执行以实现期望效果的动作，重要的是测量结果是可靠的。JP2003191105A中公开的现有技术描述了一种切削刀具，其设有用于检测切削刃的磨损的传感器电路。该传感器电路被设计成很稳定，因为它不会轻易脱落或断开。传感器电路的导体被布置在形成于基材的表面上的凹部中。凹部的宽度可以为0.1至5毫米。导体传导电流的能力被监测，以检测切削刃的磨损。基材可以由导电材料制成，并且绝缘膜可以介于基材和导体之间。可以在传感器电路的表面上布置硬涂层，以保护传感器电路。然而，期望提供一种新型的切削刀片，以解决上述问题中的至少一个问题。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供切削刀片，以及制造这种切削刀片的方法，以解决至少一种上述问题。因此，根据第一方面，提供了一种用于金属的切削、铣削或钻削的切削刀片。该切削刀片包括主体、第一层以及传感器布置。主体包括基底(或基材)。主体具有沿着主体的至少一部分延伸的伸长的凹部(或空腔)。第一层覆盖凹部的内部侧壁。传感器布置包括沿着凹部延伸的引线。引线包括导电材料，该导电材料被布置在凹部中，使得第一层位于导电材料和基底之间。对于至少一个深度，其中导电材料的至少一部分在该深度之下布置在凹部内的，在该深度上在覆盖凹部的相对的内部侧壁的第一层的多个部分之间测量得到的凹部的宽度小于或等于80微米。换句话说，该宽度是在第一层的覆盖凹部的第一侧壁的一部分与第一层的覆盖凹部的与第一侧壁相对的侧壁的另一部分之间横跨凹部限定的(测量得到的)，并且该宽度是在如下深度上限定的(或测量得到的)，其中导电材料的至少一部分布置在该深度之下(因此，至少一些导电材料与限定/测量宽度所在的位置相比更深地布置到凹部中)。该宽度例如可以小于或等于75微米，或小于或等于70微米，或小于或等于65微米，或小于或等于60微米，或小于或等于50微米。例如可以采用切削刀片处的测量结果以作出关于操作参数、切削刀片的更换或者切削刀片的重新定位的决定。这些测量例如可以通过传感器布置执行。放置在(或靠近)切削刀片的表面的引线可能易于损坏，而将引线放置在凹部中可以为引线提供至少一定程度的保护，以免损坏。由于该凹部，可以降低在机械加工的初始阶段引线掉落或折断的风险，因此与被放置在切削刀片的表面上的情况相比，可以在更长时间上使用引线进行测量。换句话说，将引线放置在凹部中可以提高传感器布置的寿命/或经由传感器布置执行的测量的可靠性。放置在(或靠近)切削刀片的表面的引线可能容易受到由切削刀片与工件相互作用期间产生的切屑或碎屑引起的意外短路(或意外的电连接)的影响，而将引线放置在凹部中可以为引线提供至少一定程度的保护，使其免受可能会影响测量结果的这些短路或其它干扰的影响。这可以提高经由传感器装置执行的测量的可靠性。切削刀片可以使用喷砂进行后处理，以提供所需的表面光滑度，并且/或者通过因喷砂处理产生的残余压缩应力而使刃线性能(tougheredgelineperformance)更强。喷砂处理可能涉及用颗粒轰击表面。由于大颗粒的动能可能会损坏切削刀片的切削刃，因此在喷砂处理过程中使用的颗粒尺寸通常受到限制(例如，颗粒的平均直径可能低于特定值/阈值)。例如，与使用大的喷砂处理颗粒相比，使用小的喷砂处理颗粒可以更好地控制喷砂处理工艺。将引线放置在太广/太宽的凹部中可能允许喷砂处理颗粒进入凹部并损坏引线(甚至完全去除引线)，而足够狭窄的凹部可以在喷砂处理过程中保护引线。作为示例，现有技术文献JP2003191105A描述了使用可以为几毫米宽的凹部。如果要对这种宽度的凹部进行喷砂处理，则除非喷砂处理颗粒的直径为几毫米，或者除非在喷砂处理之前用某种保护涂层覆盖了引线，否则凹部中的引线将会受损(或被去除)。使用比JP2003191105A中的更窄的凹部允许引线在喷砂处理过程中得到更好的保护，因此，与用于JP2003191105A中的切削刀片的喷砂处理颗粒相比，可以使用更小的喷砂处理颗粒。在根据第一方面的切削刀片中，第一层例如可以比引线的导电材料更耐受喷砂处理。如果切削刀片经受喷砂处理，则由于第一层抵抗喷砂处理的能力，凹部经受喷砂处理颗粒作用的宽度例如可以小于或等于80微米。在切削刀片的制造期间，位于凹部之外的多个导电材料部分例如可以通过喷砂处理而被去除，而位于凹部之外的第一层的多个部分可以抵挡喷砂处理(或者保持不受喷砂处理损环)。该传感器布置可以例如被布置(或适合)用于执行测量。经由该传感器布置执行的测量可以例如包括测量包括引线的电路的电阻。经由该传感器布置执行的测量例如可以适于(或适合于)检测切削刀片的磨损。换句话说，该传感器布置可以例如被布置(或适合)用于检测切削刀片的磨损。应明白，切削刀片不需要必需包括执行测量所需的所有电路。例如，外部电路可以是能够连接至传感器布置，以使用该传感器布置执行测量。凹部可以例如沿着主体的一个或多个外部表面延伸，例如沿着基底的一个或多个外部表面延伸。主体可以例如包括一层或多层。凹部可以例如形成在一个或多个这样的层中。凹部的宽度可以例如在横向于(或正交于)凹部的延伸的方向上测量(或限定)。换句话说，凹部可以例如在纵向方向上延伸，并且宽度可以例如在横向于(或正交于)纵向方向的方向上测量。凹部的宽度可以例如在基本上平行于形成有凹部所在的主体的面(或表面)的方向上测量(或限定)。应明白，凹部能够例如在靠近主体的表面水平高度的顶部处相对较宽(例如，大于80微米)，但是可以在主体的该表面水平高度之下向下越深入到凹部中越窄。应明白，切削刀片可以可选地是包括一个或多个附加层，例如被布置在基底与第一层之间和/或被布置在第一层与引线之间。根据一些实施例，可以在基底中形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于金属的切削、铣削或钻削的切削刀片(100、200)，所述切削刀片包括：/n主体，所述主体具有沿着所述主体的至少一部分延伸的伸长的凹部(111、1111)，其中所述主体包括基底(110)；/n第一层(120、1120)，所述第一层覆盖所述凹部的内部侧壁(112、113)；以及/n传感器布置，所述传感器布置包括沿着所述凹部延伸的引线(130、230、240)，所述引线包括导电材料，所述导电材料被布置在所述凹部中，使得所述第一层位于所述导电材料和所述基底之间，/n其中，对于至少深度(D1、D2、D5)，其中所述导电材料的至少一部分在该深度之下布置在所述凹部内，在所述深度上在所述第一层的覆盖所述凹部的相对的内部侧壁(112、113)的部分之间测量得到的所述凹部的宽度(W2、W3、W4)小于或等于80微米。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171006 EP 17195198.11.一种用于金属的切削、铣削或钻削的切削刀片(100、200)，所述切削刀片包括：
主体，所述主体具有沿着所述主体的至少一部分延伸的伸长的凹部(111、1111)，其中所述主体包括基底(110)；
第一层(120、1120)，所述第一层覆盖所述凹部的内部侧壁(112、113)；以及
传感器布置，所述传感器布置包括沿着所述凹部延伸的引线(130、230、240)，所述引线包括导电材料，所述导电材料被布置在所述凹部中，使得所述第一层位于所述导电材料和所述基底之间，
其中，对于至少深度(D1、D2、D5)，其中所述导电材料的至少一部分在该深度之下布置在所述凹部内，在所述深度上在所述第一层的覆盖所述凹部的相对的内部侧壁(112、113)的部分之间测量得到的所述凹部的宽度(W2、W3、W4)小于或等于80微米。


2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中所述凹部在所述基底中形成。


3.根据权利要求1所述的切削刀片，其中所述主体包括所述第一层，并且其中所述凹部在所述第一层中形成。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片，其中对于每一个深度，其中所述导电材料的至少一部分在该深度上被布置在所述凹部中，在所述深度上在所述第一层的覆盖所述凹部的相对的内部侧壁的部分之间测量得到的所述凹部的宽度均小于或等于80微米。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片，其中所述宽度小于或等于75微米，优选地是小于或等于70微米。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片，其中所述第一层是电绝缘层。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片，其中所述引线的至少一部分被布置在所述凹部的这样的深度(D4)上，即，使得在所述凹部内在所述引线上方存在空间。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片，包括：
第二层(690)，所述第二层(690)被布置在所述凹部内，以便所述引线位于所述第一层和所述第二层之间，其中所述第二层为电绝缘层。


9.根据权利要求8所述的切削刀片，其中所述第一层比所述第二层更耐喷砂处理。


10.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片，其中所述引线的至少一部分被布置在深入所述凹部至少5微米的深度(D4)上，例如深入所述凹部至少10或20微米的深度上。


11.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片，其中所述引线的横截面具有至少5微米的宽度。


12.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片，其中所述引线包括覆盖所述凹部的所述内部侧壁的至少部...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·比约尔曼德，康尼·隆格伦，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE