切削元件及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种切削元件(1)，其设计用于切削由基质和通过基质结合在一起的颗粒组成的非金属复合材料，并且具有后刀面(4)、前刀面(5)和涂覆有刀刃涂层(2)的切削刃(6)，后刀面(4)和前刀面(5)通过切削刃(6)彼此连接，利用切削元件可以以改进方式机加工非金属复合材料，使得切削刃(6)在切削刃区段(8)内呈弧形并且从其远离，从而使得切削刃(2)在垂直于切削刃(6)的截面平面的截面中在刀刃涂层(2)正下方的切削刃区段(8)的任何点处具有局部曲率半径(9)，其大于或等于10μm且小于或等于80μm、优选地大于或等于15μm且小于或等于60μm、更优选地大于或等于20μm且小于或等于40μm。优选地大于或等于20μm且小于或等于40μm。优选地大于或等于20μm且小于或等于40μm。

Cutting elements and their applications

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切削元件及其用途


[0001]本专利技术涉及一种切削元件，其被配置用于机加工由基质和通过基质结合在一起的颗粒组成的非金属复合材料，并且其具有后刀面、前刀面和涂覆有刀刃涂层的切削刃，后刀面和前刀面通过该切削刃彼此连接。
[0002]此外，本专利技术涉及该切削元件的用途。

技术介绍

[0003]在非金属复合材料中，颗粒例如由木材例如以木屑或木纤维的形式形成；或者由碳例如以碳纤维的形式形成；或者由玻璃例如以玻璃纤维的形式形成；或者由天然或合成来源的矿物例如以矿物纤维的形式形成。基质例如基于一种或多种有机化合物，尤其是塑料形式的有机化合物。
[0004]在木屑和木纤维的情况下，基质由特定塑料形成，即粘合剂，例如胶水，木屑和/或木纤维在其中浸泡并随后压制。例如，如果使用木屑，则会产生刨花板；相反，如果使用木纤维，则会产生中密度纤维板(MDF)或高密度纤维板(HDF)。此外，MDF板和HDF板通常配有塑料涂层、清漆或饰面薄板，因为这在视觉上很有吸引力，但这使得加工更具挑战性。
[0005]对于碳纤维和玻璃纤维的情况，根据其长度可分为短纤维或长纤维(同样适用于木纤维)，基质由塑料形成。根据这些颗粒，由此形成的非金属复合材料被称为碳纤维增强塑料(CFRP)或玻璃纤维增强塑料(GFRP)。
[0006]机加工非金属复合材料与金属及其合金的机加工有根本上的不同，并且当机加工非金属复合材料时，磨损通常主要发生在切削刃处，但也发生在后刀面和前刀面的相邻区域。如果磨损过大，所加工的非金属复合材料的质量将不再合格。
[0007]因此，先前从WO 2012/162849 A1中已知的通用切削元件被涂覆。与未涂覆的切削元件相比，其使用寿命相应地增加。
[0008]然而，在先前已知的切削元件的情况下，涂层在高切削刃载荷下有剥落的趋势。这降低了刀刃涂层实际可达到的使用寿命。

技术实现思路

[0009]因此，本专利技术的目的是指定具有相对较长使用寿命的切削元件及其用途，由此可以改进非金属复合材料的加工方式，尤其是刨花板、MDF、HDF、GFRP或CFRP形式的非金属复合材料。
[0010]该目的通过根据权利要求1所述的切削元件实现。并在从属权利要求中给出了有利的改进。
[0011]一种切削元件，其被配置用于由基质和通过基质结合在一起的颗粒组成的非金属复合材料的机加工，并且其具有后刀面、前刀面和涂覆有刀刃涂层的切削刃，后刀面和前刀面通过该切削刃彼此连接，其中，切削刃在其切削刃区段内呈弧形，使得切削刃在垂直于切削刃的截面平面中的截面中在刀刃涂层正下方在切削刃区段上每一点处具有大于或等于
10μm且小于或等于80μm、优选地大于或等于15μm且小于或等于60μm、更优选地大于或等于20μm且小于或等于40μm的局部曲率半径。这提供了一种圆形切削刃，使切削元件具有足够锋利的切口(在加工过程中与非金属复合材料接合的刀刃涂层可以沿着刀刃涂层配置，例如因为它已经沉积在其上)，同时具有足够低的曲率，这是由于切削刃区段上每个点的曲率半径在截面平面中的截面中，从而确保刀刃涂层的附着力得到改善。相应地，切削刃可以是圆形或椭圆形，或者在截面平面中的截面中的切削刃区段内呈圆形。
[0012]切削刃区段可以在截面平面中的截面中对称或不对称。
[0013]后刀面和/或前刀面通过切削刃连接在一起之前可各自包括一个或多个倒角。后刀面和/或前刀面可以是平面结构、多面结构、弧形结构或其组合。
[0014]切削元件的两个外角之间的切削刃可以是直的或弧形的，或者根据其组合延伸；在这种情况下，垂直截面的法向量平行于在一点处应用于切削刃的切线。
[0015]根据该切削元件的一种改进，切削刃区段在截面平面中的截面中在切削刃的至少50％、优选地至少70％、更优选地至少90％上延伸。这提高了该区段内刀刃涂层的附着力，因为该区段具有与曲率半径相应的低曲率。在曲率半径在所有点处都是恒定的情况下，如果切削刃区段在截面平面中的截面中在切削刃的100％、即整个切削刃上延伸，则尤其有利。
[0016]刀刃涂层优选地遵循切削刃的形状，即以下述方式呈弧形：在垂直于切削刃的截面平面中的截面中，其在每个点处具有局部不同的曲率半径，该曲率半径大于在刀刃涂层正下方的切削刃的相对点的曲率半径。
[0017]刀刃涂层可以包括多个单独的层或仅一层，并且刀刃涂层的成分不同于切削刃的成分，即形成切削刃、后刀面和前刀面的基体的相应成分。因此，刀刃涂层形成切削元件的外切削刃并且与切削刃区段相对，该外切削刃具有足够锋利的切口，并且同时由于弧形切削刃，对基体具有足够的附着力。
[0018]根据该切削元件的一种改进，在截面平面中的截面中切削刃区段的至少两个不同的点处、优选地所有点处的曲率半径的大小相等。如果切削刃在所有点处的大小都相等，则切削刃在截面平面中的截面中是圆形的，这在刀刃涂层的附着力方面特别有利。
[0019]根据该切削元件的一种改进，后刀面和前刀面在截面平面中的截面中限定楔角，曲率半径的最小曲率半径在截面平面中的截面中限定圆的位置及其半径，圆心限定由该楔角限定的角平分线上的点。结果，切削刃在其外部点达到其最大切削锋利度，同时在此提供足够的刀刃涂层附着力。当刀刃涂层遵循切削刃的形状时，这种形状特别适合加工非金属复合材料。此处楔角顶点位于切削刃区段之外(可能位于刀刃涂层内)，其一个角边与前刀面相切，并且另一个角边与后刀面相切。顶点是角平分线上的一个点，通过该角平分线，内部楔角(即面向切削刃的楔角)被平分。因此，在保持刀刃涂层的足够附着力的同时，切削刃获得特别锋利的切口。
[0020]根据该切削元件的一种改进，切削刃至少在切削刃区段的区域内由硬质合金或金属陶瓷形成。因为切削刃和因此形成切削刃的切削元件的相应基体在切削刃的区域中由这些材料中的一种形成，切削元件的使用寿命进一步提高，因为它们特别坚硬且耐磨。
[0021]本专利技术公开内容的上下文中，硬质合金(烧结碳化物)和金属陶瓷都是复合材料，其中构成复合材料主要成分的硬质材料颗粒构成骨架或框架结构，其空隙由相比之下更具
延展性的金属粘合剂填充。硬质材料颗粒可以尤其至少主要由碳化钨、碳化钛和/或碳氮化钛构成，其中例如较少量的其他硬质材料颗粒、特别是元素周期表IV至VI族元素的碳化物,也可能存在。可延展的金属粘合剂通常至少主要由钴、镍、铁或这些元素中的至少一种的基础合金组成。然而，较少量的其他元素也可以溶解在金属粘合剂中。基础合金应理解为意指该元素构成合金的主要成分。硬质合金最常用的用途是硬质材料颗粒至少主要由碳化钨形成，并且金属粘合剂是钴或钴镍基合金；在这种情况下，相应碳化钨颗粒的重量比例尤其是至少70％、优选地大于80％、更优选地大于90％，其中该重量比例可优选地在包括70重量％至包括99重量％的范围内、更优选地80重量％至99重量％、最优选地90重量％至99重量％、或94重量％至98重量％。
[0022]本专利技术公开内容的上下文中，骨架结构应理解为是指硬质材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种切削元件(1)，其被配置用于机加工由基质和通过基质结合在一起的颗粒组成的非金属复合材料，并且其具有后刀面(4)、前刀面(5)和涂覆有刀刃涂层(2)的切削刃(6)，所述后刀面(4)和所述前刀面(5)通过所述切削刃(6)彼此连接，其特征在于，所述切削刃(6)在其切削刃区段(8)内呈弧形，使得所述切削刃(6)在垂直于所述切削刃(6)的截面平面的截面中在刀刃涂层(2)的正下方在所述切削刃区段(8)的每一点处具有局部曲率半径(9)，所述曲率半径(9)大于或等于10μm且小于或等于80μm、优选地大于或等于15μm且小于或等于60μm、更优选地大于或等于20μm且小于或等于40μm。2.如权利要求1所述的切削元件(1)，其特征在于，所述切削刃(6)至少在所述切削刃区段(8)的区域内由硬质合金或金属陶瓷形成。3.如权利要求2所述的切削元件(1)，其特征在于，所述切削刃(6)至少在所述切削刃区段(8)的区域内由硬质合金形成，其中，所述硬质合金具有硬质材料颗粒，其中所述硬质材料颗粒形成所述硬质合金的骨架结构，并且其中所述硬质材料颗粒的粒度在0.1μm至1.5μm之间、优选地在0.15μm至0.8μm之间、更优选地在0.2μm至0.5μm之间。4.如权利要求1所述的切削元件(1)，其特征在于，所述切削刃区段(8)在所述截面平面的截面中在所述切削刃(6)的至少50％、优选地至少70％、更优选地至少90％上延伸。5.如权利要求1或2所述的切削元件(1)，其特征在于，所述后刀面(4)和所述前刀面(5)在所述截面平面中的截面中限定楔角(7)，所述曲率半径(9)的最小曲率半径(9)在所述截面平面中...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：森拉天时卢森堡有限公司，
类型：发明
国别省市：