切削刀具及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种切削刀具，此切削刀具包括一件与刀杆连接的毛坯，在毛坯中成形了切削面以露出ＰＣＤ或ＰＣＢＮ组分的材料，此组分成形在毛坯的凹穴中，并在成形期间应用过渡元素组中的材料使其与毛坯熔合。本发明专利技术还涉及毛坯和切削刀具的制作方法。凹穴由侧壁、底壁及端壁限定，并由此限定了一个模具，ＰＣＤ或ＰＣＢＮ材料在其中成形成一个与毛坯相熔合的组分。这样，为加入ＰＣＤ或ＰＣＢＮ材料不需装配过程，从而通常过程中确实要求进行装配以将其加入的问题得以避免。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
此申请主题的专利技术涉及一种切削刀具的构造以及用于加工此种切削刀具的毛坯的制作方法和措施，所述刀具设置有切削尖端和/或切削面，它们至少部分由一种包含耐磨多晶体金刚石或立方体氮化硼、下文将分别称作PCD和PCBN的适当材料构成。已知曾花了很大力量试图将PCD或PCBN材料结合至切削刀具的切削面或边缘上，目的在于提高切削刀具的性能和使用寿命。一种为人们特别熟知的方法是设法将多片PCD或PCBN材料钎焊至刀体上，以制备包含PCD或PCBN材料的刀具切削面。通常，这些片钎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，假如要获得足够深度的材料以便使切削刀具更为经济实用，则要求有附加的材料覆盖在刀具的尖端和出屑槽上。已知制备方法的共同问题是，在刀具的刀体和PCD或PCBN材料之间会有存在间隙的风险，即使间隙的尺寸很窄。在刀具使用期间，这些间隙很易受到影响，因为使用时产生的切削力的作用总是试图加宽间隙，有时，会使PCD或PCBN材料脱离刀具。不管间隙被加宽或材料完全脱离，刀具的切削效果总是大为下降，因而得到的加工容差和质量也降低，在很多情况下，刀具就不能再利用，这样，PCD或PCBN材料所拥有的硬度和长使用寿命的优越性也无法实现。另一问题是，刀体与PCD或PCBN片之间的间隙对诸如加工下来的物品的材料、冷却剂和一般的碎屑等外来物体起收集器的作用。其作用也降低刀具的切削性能和使用寿命。再另一问题是由可以进行的复杂性的制造的制约所引起的。例如，要将PCD或PCBN片装配至切削刀具的螺旋型出屑槽上的位置中是十分困难的，一般，这些困难致使切削面完全由PCD或PCBN材料制成，但由于上述的刀体和片之间产生的间隙，造成刀体对所述片提供的支承减弱。虽然有些问题已克服，但由于性能和适用性受制约的问题，所生产的刀具取得的成功仍很有限。还已知，碳化物材料和PCD或PCBN材料之间的化学反应会引起所述材料能熔合在一起，因为已知存在于碳化物中的元素会渗透进入PCD或PCBN材料，从而在一定条件下，将所述材料有效地熔合在一起。在美国专利4,713,286中公开了一种已知的钻头，它涉及将PCD或PCBN材料直接应用至碳化物上，其中一块单独的嵌入物设置在毛坯的圆锥形尖端上，由此可生产一种印刷电路板加工中使用的钻头，因而目前能制造直径达3.2mm的小尺寸钻头。此专利中公开的方法认为不适于生产同一所有人的美国专利4,762,445中讨论的直径较大的钻头，此专利声称，对直径较大的钻头，至少要求有两条分离的、PCD或PCBN材料的纹理以抵挡直径较大钻头中单个纹理嵌入物的破裂，因而具有通过制备将成形的嵌入物加入至毛坯中的因有问题。本专利技术的目的是对诸如钻孔、铰孔、铣削和成形攻丝等的一系列切削功能中任一切削刀具都能将PCD或PCBN材料设置为切削刀具的一个整体部分，当制备切削刀具时，能使PCD或PCBN材料设置在刀具的切削面上，从而获得使用PCD或PCBN材料能提供的切削性能的改进，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个组分。根据本专利技术的第一方面提出一种切削刀具，此切削刀具包含一个部分，它具有成形于其中的切削面，所述部分包括一个PCD或PCBN材料的组分，此组分放置在该部分中的凹穴内，其特征在于，当此部分处于圆柱形状的毛坯时，凹穴布置成，从毛坯顶面的中心依靠着向外、向下伸展，且由端壁、侧壁和底面限定，同时，所述组分与所述毛坯的材料熔合，如部分刀具般地运作。通常，组分由粉末状的PCD或PCBN材料制成，此粉末状PCD或PCBN材料填充毛坯中的凹穴，然后加压、加热至足够温度，使制成毛坯的材料渗透进入组分，有效地将PCD或PCBN材料熔合至毛坯上。继而毛坯固定至刀杆上以制成切削刀具，其切削面至少包含一些组分材料。根据本专利技术的又一方面提出了一种毛坯，此毛坯用于在其中制备切削面以形成切削刀具的一个整体部分，所述毛坯呈具有第一和第二端面的圆柱形，其特征在于，所述端面之一包含一个成形于其中的凹穴，用于接收和放置PCD或PCBN材料，所述凹穴具有一条纵向轴线，此纵向轴线基本上沿着面、端壁、底面和侧壁的直径而布置。通常，凹穴的侧壁从端面的中心点向外成扇形展开，在一个实施例中，凹穴的一些侧壁对从毛坯面的中心点依靠着向外伸展，且在每一对中，壁成形成，每一对中的一面壁相对垂直平面的角大于所述对中另一面壁的角。在一个实施例中，当毛坯具有制成于其中的切削面时，每一对中具有较大角的那面壁被去除，用以露出PCD或PCBN组分以形成切削面，从而省略了对硬质材料组分的任一种加工。在一个实施例中，所述壁与垂线的夹角位于30°角的范围内。通常，每对中较大角的那些壁相反地安置在毛坯面中心点的各侧，从而使每一侧上的切削面得以按照自然顺序排列。在一个实施例中设置了两对侧壁，第一对从所述凹穴的一个狭窄部分依靠着径向地沿第一方向向外伸展，而第二对则从狭窄部分依靠着径向地沿第二方向向外伸展。在一个替代性实施例中，设置了第三对侧壁以形成一个具有三个部分的凹穴，每一部分通常相隔120°。在还有一些实施例中，根据制备的刀具不同，可以设置四、五、或更多对的侧壁。不管在哪个实施例中，凹穴都要用足够的PCD或PCBN材料粉末压实、填充至毛坯端面的表面，或代之，填充至由压实限制器预定的水平。通常，凹穴底面从毛坯面的中心出发，向着凹穴的端壁向下倾斜，且凹穴成形成，在中心是凹穴的最浅点，而端壁处是凹穴的最深点。在一种形式中，一系列凹穴可成形在毛坯的相对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材料的组分。通常，凹穴的端壁位于毛坯刀体侧壁的紧邻处，但没有突破毛坯刀体的侧壁，这样，除构成一个凹穴，其形状用以形成PCD或PCBN组分外，凹穴还起模具的作用，得以使PCD或PCBN粉末受压、受热，形成一个形状为凹穴形状的组分，并使其与毛坯材料熔合。这样，就不需要将PCD或PCBN材料装配在毛坯上。根据专利技术的又一方面，不管毛坯凹穴的形状是什么样的，PCD或PCBN材料总是压成凹穴限定的形状，而具有组分面的毛坯顶面所具的形状和角度结构则要适合随后由此毛坯制成的刀具的具体要求。另外，当在毛坯凹穴中成形组分时，可不将凹穴完全充填，而只充填至由压紧装置限定的水平，虽然这可能是不切实际或不是较好的选择。由于所设置的组分面的形状在随后就可应用，因而消除了随后对组分进行任何程度的加工，这节省了加工时间、节约了贵重材料的损耗，还避免了对较硬材料组分进行加工时通常遇到的困难。这样，由于将毛坯成形成具有切削面，则在将所述毛坯连接至刀杆时，通常只需对毛坯的碳化物材料进行加工，因为PCD或PCBN组分已成形成要求的形状，而这正是胜过通常装配切削刀具的显著优点。在一个实施例中，凹穴成形成，其侧壁具有非直线形的形状。通常，凹穴和组分成形成，其侧壁从一个狭窄段向外成扇形展开，当从平面视图察看时，所述狭窄段基本位于毛坯面的中心。在一个实施例中，至少凹穴的某些侧壁的部分设置有形成于其中的台阶部分。通常，台阶是这样地形成和布置在毛坯中的，即，由台阶部分形成的组分的较宽部分位于凹穴中以构成刀具的切削面。通常，凹穴侧壁的具有形成于其中的台阶部分的这些部分在使用时将被去除以露出组分，以便形成切削本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切削刀具，此切削刀具包含一个部分，它具有成形于其中的切削面，所述部分包括一个ＰＣＤ或ＰＣＢＮ材料的组分，此组分放置在部分中的凹穴内，并且其特征在于，当此部分处于毛坯形式时，呈圆柱形状，凹穴布置成，从毛坯的顶面的中心依靠着向外、向下伸展，且凹穴由端壁、侧壁和底面限定，同时，所述组分和所述毛坯的材料进行熔合，如刀具的一个整体部分似地运作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔弗雷德里克辛普森，
申请(专利权)人：研磨技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]