刀架及其制造方法技术

一种刀架，包括以首尾相连的方式设置的并且通过摩擦焊接而互连从而形成一体组件的多个部分，所述一体组件被进行热处理。该些部分分别由具有不同质量特性和／或不同化学组成的不同材料构成。这些部分中的最前部构成刀头部，这些部分的最后部构成安装部。刀头部可以是未精加工的坯料形式，该坯料在这之后被加工。第三部分，例如铝制的，可以设置成使刀架的重量最小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于将切削刀具连接至机床上的刀架，并涉及一种用于制造该刀架的未精加工的多金属坯料。
技术介绍
进行金属切削操作的刀架一般包括后安装部，例如可与机床相连的柄部，和支承刀刃的前刀头部。可将刀刃直接形成于刀头部上，或者可将刀刃设置在可转位切削刀片上，该可转位切削刀片直接安装在刀头部上或通过一筒间接地安装在该刀头上。根据所涉及的具体切削操作，刀架可以是静止类型或可旋转类型的，例如，用于车削操作的是静止类型、以及用于铣削和打钻操作的是可旋转类型。已经使用的刀架是由单一主体构成，也即其中的前部和后部由相同的诸如钢之类的材料构成，并因此具有相同的质量特性和化学组成。这种结构的缺点在于，因为它们的不同功能，前部要是比后部具有不同质量特性和/或化学组成会更理想些。这个问题的一个解决方案就是使前部和后部的材料不同(具有不同质量特性和/或化学组成)，然后通常使用螺纹连结将前部和后部结合在一起。然而，这种结构没有所希望的那样坚固。此外，如果刀架沿着与螺纹相反的方向旋转，前部和后部将会被拧松，因此给定的刀架被设计成应用右旋转矩或者应用左旋转矩，但无法二者兼备。所以，理想的是提供这样一种强度增加的刀架，它既可应用右旋转矩又可应用左旋转矩。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及一种刀架，其包括以首尾相连的方式设置的并且通过摩擦焊接而互连从而形成一体组件的多个部分，该一体组件被进行热处理。该些部分分别由具有不同质量特性和/或不同化学组成的不同材料构成。这些部分中的最前部构成刀头部，这些部分的最后部构成安装部。在本专利技术的其中一个实施例中，仅具有两个部分，在本专利技术的另一实施例中，具有两个以上的部分，优选为三个部分，其中中间部由铝构成以减少刀架的总重量。本专利技术的另一方面涉及一种制造刀架的方法，其包括以下步骤A)提供多个部分，该多个部分分别由具有不同质量特性和/或不同化学组成的材料构成；B)将多个部分沿着中心轴线以首尾互连的方式设置；C)将多个部分摩擦焊接在一起以形成一体组件，其中这些部分中的最后部构成安装部，这些部分中的最前部构成刀头；和D)热处理该一体组件。附图的简要描述参照附图，根据下面对本专利技术的优选实施例的详细描述，本专利技术的目的和优点将会很清楚，其中相同的标号表示相同的元件，这里附图说明图1是本专利技术的刀架的第一实施例的分解的侧视图，其中刀架由两部分构成。图2为图1所述部分被摩擦焊接在一起后的侧视图；图3为第二实施例的类似于图1的视图，其中刀架由三个部分构成。图4是图3所述部分被摩擦焊接之后的类似于图3的视图。图5是本专利技术第三实施例的侧视图。图6是本专利技术第四实施例的侧视图。图7是本专利技术第五实施例的侧视图。具体实施例方式图1所示的是后部10和未精加工的前部12，它们连接在一起以形成半精加工的刀架，其中后部10可构成安装部，前部可构成刀头部。后部10一般为传统形状，并可包括用于接收机床(未示出)的传动凸榫(drive tongue)的中心凹部14以便安装刀架。所述前部和后部分别由适于其特定功能的具有不同质量特性和/或不同化学组成的材料构成。例如，后部可由用于这种安装部的诸如H13钢之类的传统材料构成。前部12是未精加工的，并且在被紧固于后部10之后，将会被加工成所想要的形状。例如，前部12由用于这种刀头的诸如4340钢或硬质合金之类的传统材料构成。为了使前部和后部10、12互连，将这些部分沿着中心直线A以首尾相连的方式连在一起并进行传统的摩擦焊接操作，所述前部和后部10、12在该摩擦焊接操作中围绕中心线A产生相对旋转(也即前部12保持静止不动而后部10旋转)，同时这些部分彼此邻接的表面10a、12a被挤压在一起。这样促使该表面10a、12a摩擦生热以及塑性变形，在停止旋转后所述前部和后部继续压在一起，最终使该前部和后部产生聚结从而形成具有较高完整性的一体组件20(图2)。熔融材料会合的熔合线22在图2中示意性地示出。产生摩擦焊接的旋转在焊接工艺中可以是恒速旋转的。作为另一种选择，可以进行惯性类型的摩擦焊接，其中前部和后部10、12中的一个是固定的而另一个与被加速至高速的飞轮相连，由此存储所需的能量。然后将飞轮的驱动器分离，于是前部和后部被压在一起。当飞轮逐渐减速时，所接合的表面以上文所述的方式摩擦生热和塑性变形。由摩擦焊接产生的一体组件显示出比先前的通过螺纹互连的组件更高的完整性。此外，经焊接的组件20可沿着任一方向旋转，而不会有前部和后部被分离的危险。一旦一体组件20已经产生，将对其进行热处理，例如在1850°F时奥氏体化处理15-40分钟(根据横截面的大小)，或在1025-1100°F时每英尺厚度回火处理一小时。这样，前部和后部被同时进行相同的热处理，从而产生对每种材料都是最佳的机械性能。一体组件20构成半精加工的多金属刀架坯料，其前刀头部可精加工形成所想要的刀头结构。要理解的是，两个以上的部分可按首尾相连的方式摩擦焊接以形成一体组件。在那一点上，要注意的是图3和4所示的本专利技术第二实施例。该实施例采用三个部分，也即后部30、前部32，和中间部34。这三个部分分别由具有不同质量特性和/或不同化学组成的材料构成。例如，后部30，像前面所描述的后部10一样，可由H13钢组成。前部32可由硬质合金组成，而中间部可由铝组成。三个部分30，32，34以先前所描述的首尾相连的方式相继或可能同时地被摩擦焊接，以形成一体组件40。后部和中间部30，34之间的熔合线36，以及前部和中间部32，34之间的熔合线38都示意性地在图2中示出。在已经将一体组件40如此形成后，对其进行热处理，例如与前面所描述的奥氏体化处理或回火处理类似。这样，所有的三个部分30，32，34都被进行相同的热处理从而产生对每种材料而言都是最佳的机械性能。半精加工多金属刀架坯料的前刀头部32将最后加工(精加工)，以便构成一个合适的刀头结构。经精加工的刀头的实例如图5-7所示。图5示出了被加工成钻尖的硬质合金刀头132A。图6示出了被加工成孔型头的硬质合金刀头132B。图7示出了被加工形成筒140的载体的钢型刀头12A，该筒140支承可转位切削刀片142。图7还示出了中间部34，其可包括填有合适防振材料150例如泡沫塑料的中空部148。要理解的是构成多个部分10，12，30，32，34的材料是任意选择的；可采用除了上述材料以外的材料。虽然本专利技术已经按照优选实施例进行了描述，但本领域技术人员要理解的是，在不违背所限定的本专利技术的宗旨和范围的情况下，可对本专利技术进行未特别描述的添加、删除、修改和置换。权利要求1.一种刀架，包括以首尾相连的方式设置的并且通过摩擦焊接而互连从而形成一体组件的多个部分，对该一体组件进行热处理；这些部分分别由至少具有不同质量特性和不同化学组成之一的不同材料构成；这些部分中的最前部构成刀头部，这些部分的最后部构成安装部。2.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于后部是精加工的。3.根据权利要求2所述的刀架，其特征在于前部是未精加工的。4.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述多个部分包括两个以上的部分。5.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，所述多个部分由三个部分构成。6.根据权利要求5所述的刀架，其特征在于，三个部分包括钢制的后部，硬质合金制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刀架，包括以首尾相连的方式设置的并且通过摩擦焊接而互连从而形成一体组件的多个部分，对该一体组件进行热处理；这些部分分别由至少具有不同质量特性和不同化学组成之一的不同材料构成；这些部分中的最前部构成刀头部，这些部分的最后部构成安装部。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶夫根尼科切罗夫斯基，
申请(专利权)人：瓦莱尼特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]