有凹口或槽口的超高压烧结切削工具及其制造方法和保持机构的制作方法

文档序号:3169397
专利名称:有凹口或槽口的超高压烧结切削工具及其制造方法和保持机构的制作方法
技术领域
本发明提供一种由具有凹处或槽口的烧结物材料如烧结金刚石和烧结立方氮化硼(下文称作“cBN”)制造的切削工具以及制造此种切削工具的方法。
背景技术
如果从广泛意义上进行分类,切削刃为高压烧结材料的切削工具可以被分成下述三组。如图7(a)所示,第一类切削工具整体由高压烧结材料1构成,其尤其在小规格切削工具上采用。如图7(b)所示,第二类切削工具中高压烧结材料1由硬质合金制成的支撑金属2进行强化。如图7所示,第三类切削工具中硬质合金作为基体且其被切削掉数个部分以留下凹口,而具有连接支撑金属的高压烧结材料通过钎焊方式焊接到此凹口中。在图7(c)所示的例子中,在切削工具的中心设置有夹紧孔。
虽然高压烧结材料具高硬度且具有优良的抗磨损性能,但是考虑到其昂贵的成本,往往采取各种努力以缩小切削工具中所采用的此种材料的量。在需要内切圆等于或大于3.97mm的大几何尺寸的切削工具中,主要采用上述第三种结构。(在绝大多数情况下,切削工具的尺寸主要取决于内切圆的大小)。另一方面,切削工具中采用的上述第一和第二种结构提供小几何尺寸。其原因在于,不是采用第三种结构以削减使用材料的量,而是采用上述切削出的高压烧结材料作为工具,从而不需要将其焊接到碳化物基体上,这样使得制造过程比较经济。同样地,近来越来越需要在切削操作中提高操作效率,在一些情况下,需要在广泛的切削深度和进给速率的情况下进行切削操作;但是在此种需要高功效的切削操作例子中,即便在用于具有相对大几何尺寸的工具中,也需要选择第一和第二切削工具结构,其原因在于当采用第三种结构的切削工具时,切削齿的长度可能不够或者由于切削操作时产生的大量热量使切削刃的温度上升,从而使钎焊焊接出现松动。
为了固定切削工具,公知的系统是借助于螺钉或类似部件通过前述孔将在中心部分具有孔的切削工具夹紧到工具固定器上。另一种通常采用的系统是所谓的“上夹”(clamp-on)系统。在“上夹”系统中,无中心孔的切削工具通过夹具夹紧到固定器上,其中夹具通过工具的顶部将工具压紧在固定器上。切削工具上设置固定孔的系统的问题在于,在小规格工具中,贯通中心部分的位置钻孔使工具本身的机械强度降低。同样地,“上夹”系统的问题在于,由于切削工具的夹紧仅仅依靠工具和固定器之间的摩擦,与采用固定孔的系统相比,其固定作用力相对较弱。
需要着重指出的是,高压烧结材料在非常高的高压/高温下进行烧结成直径为等于或大于25mm的型坯。然后,为了使用型坯作为原材料来制造切削工具,此型坯将经过多种加工步骤。高压烧结材料的硬度非常高,其可加工性不强,从而对此材料进行加工的方法受到限制。
切削刃为高压烧结材料的常规切削工具采用下述形式,其被钎焊焊接到基体烧结致密物上,其中致密物被加工以将其切削成大多数部件为如图7(c)所示的预定形状。关于在高压烧结材料上进行切削操作,其公知的方法包括层切、线切削、激光加工和放电加工。在上述方法中,放电加工仅仅适用于导电的加工对象。
日本专利申请公开第H07-299577号公开了在通过将激光照射到其上以加工cBN烧结致密物的方法中,在氮气或者惰性气体环境中进行上述操作的技术方案。本发明涉及烧结的cBN致密物的切削,与在空气中进行上述操作的传统方案相比,其能够在低激光输出功率下在致密物上进行切削和其他加工操作,从而使其能够产生不具有碎屑的切削表面,且具有较小的由于热导致的偏差。同时,日本专利申请公开第H04-2402号公开了一种由设置有连接孔的线体加强陶瓷构成的切削工具。
前述第一或第二结构中的高压烧结致密物已经在由高压烧结材料构成的传统小规格切削工具中采用。在此情况中的夹紧系统为“上夹”系统。主要借助于前角(rake)表面(切削表面)和夹紧部件之间的摩擦力形成的“上夹”系统方式的固定通常不是很稳固。
在采用螺钉夹紧系统的例子中需要在切削工具的中心部分周围形成通孔。由于在通孔部件中工具作用力降低,其缺点在于此工具不能在恶劣环境下使用。
如前所述,由于硬度的原因,高压烧结材料难于进行加工,而激光加工是一种解决方案。但是,利用激光对高压烧结材料进行加工的关键点传统上是激光能量穿透烧结的cBN致密物的切削操作,比较强调加工的速度,从而采用高功率激光。此种情况的问题在于难于聚焦激光光束、经常产生由于热量引起的疵瑕,从而导致大量的切槽损耗。

发明内容
本发明涉及一种加压烧结切削工具,其特征在于其整个前角表面由高压烧结材料构成,其在前角表面的中心部分具有凹口或槽口,以将所述工具夹紧到工具固定器上。由于整个前角表面由高压烧结材料构成,所以在切削刃附近没有钎焊,从而消除了钎焊导致的失效,而且其使制造过程简化,并且使制造成本降低。另外,通过在前角表面的中心部分具有凹口或槽口,切削工具能够被压紧作用在工具固定器凹口上,同时被侧向拉入作用于固定器上,这样不会出现工具在固定器上产生移动或从固定器上滑落。
在上述加压烧结体中,在一些情况下,整个工具由高压烧结材料构成,在另外一些情况下,所述高压烧结材料的切削表面的相对侧通过硬质合金进行强化,本发明对上述任何一种情况都适用。在工具在产生大量热负载的切削条件下运用时,其整体可以由热传导率高的高压烧结材料组成,从而减轻热负载。另一方面,采用通过硬质合金强化的工具,其总体硬度由于硬质合金的硬度而得到增强,而且由于使用的比较昂贵的高压烧结材料的量减少,工具的成本得以降低。
另外,上述高压烧结材料可以采用烧结cBN致密物或者烧结金刚石致密物。根据工件的类型,通过采用烧结金刚石致密物对铝合金,采用烧结cBN致密物对铸铁、钢和铁合金可以获得最佳的工具性能。
上述设置在前角表面中的凹口或槽口能够被设置成由凹口或槽口和切削表面相交构成的线具有直线部分。采用本发明中的结构,凹口或槽口设置成在工具表面中具有直线部分,其中通过对夹紧部件的夹紧到工具固定器上的部分进行精加工,夹具和工具之间形成线性或平面接触,从而使保持力增强。
同样,前述凹口也可以形成为圆锥体或平截头体。在此例中,使夹紧部件的夹紧到工具固定器上的部分形成球体或类球体,在工具上形成稳定的点接触,从而消除由于偏向一边的装配导致的紧固作用力不稳定。
本发明中的凹口或槽口的形状可以采用上述以外的其它各种形状,例如从前角表面看的榫状或榫眼形状。通过夹紧部件的端部的装配,当进行紧固时,在凹口或类似物的倾斜表面上,产生使切削工具向内作用于工具固定表面上的作用。然后,此作用力紧密作用到凹口或类似物的倾斜表面上。此斜面越陡,则向内作用力越大。在实际运用中,凹口或类似物的形状根据上述向内作用力和作用到工具固定器上的夹紧作用力之间的平衡来予以确定。
在凹口形状为上述圆锥体时,作用于工具固定表面的向内作用力和将切削工具夹紧到固定器的作用一起应当大体上固定,从而形成稳定的连接。为了形成作用力的平衡,圆锥体的顶端角度为100到140度之间。特别优选110到130度之间,因为这样平衡更为令人满意。在采用榫状形式的例子中,切削工具将被更加稳固地固定到工具固定表面上。
根据发明设置在前角表面中的凹口或槽口优选通过激光加工形成。本发明中采用的激光加工既可适用于烧结cBN材料,也可以适用于烧结金刚石材料。由于这些高压烧结材料的硬度高,通过采用研磨轮或者类似物进行研磨操作不能够获得足够的加工速度,从而不能够经济地制造工具。
通过此种方式加工的凹口的特征在于当精细地观察时,在工具的内表面上是如图10中所示实施例中的凹陷激光条痕(凹陷结构)。在通过旋转磨石加工凹口时,将不可避免地存在研磨条纹为圆形并且相对于凹口中心轴线为离心结构或者规则地沿预定方向分布。本发明本例中的凹口或槽口的另一特征在于,如果从总体上看,穿过凹口的平面中的截面由连续的直线构成。采用本发明中的方法加工的凹口或槽口的截面形状理论上将呈如图8中所示的形状。具体地说,由于在每次使激光束沿不同方向进行扫描的同时进行加工,并且在加工阶段中逐渐降低扫描区域,其截面呈阶梯形状。在实际运用中,截面的形状最终证明如图9中倾斜的倾斜表面以各种不同的角度相连。然而,与传统加工方法明显不同的是,可以观察到在加工进程同步呈现不断加大的像环形的形状。
同时,在采用放电加工的操作中,通常加工电阻率为1mΩ.cm或之上的高压烧结材料一电传导率较低或者不具有电传导率的材料是不可能的,但是本发明中方法可以加工即使电阻率为1mΩ.cm或之上的高压烧结材料。
本发明的另一方面是提供一种用于加压烧结切削工具的夹紧机构,夹紧机构形成为纳入切削工具,所述切削工具的整个前角表面由高压烧结材料构成,其在前角表面的中心部分具有凹口或槽口,以将所述工具夹紧到工具固定器上,其中连接到固定器的夹紧部件的向内部分装配在凹口或槽口中,作用于固定器的工具固定表面上。与传统夹紧机构相比,其中前角表面为平面的切削工具通过简单地将其压紧在固定器上以连接到工具固定器上,这样可以形成更加坚固和稳定的保持力。
另外,由合成树脂、铜、铜合金或铅中选择的材料作为缓冲物间隔在凹口或槽口与夹紧部件之间。由于存在缓冲物,夹紧部件和工具之间接触的点或线接触变成面接触,从而增强了夹紧作用力,并且防止在切削工具中出现破裂。
本发明还提供一种其整个前角表面由高压烧结材料制成加压烧结切削工具的制造方法, 其中采用脉冲传输的输出功率为50至100瓦的YAG激光器以在切削工具的前角表面中形成凹口或槽口。通过采用此种方法,在加工过程中由于热作用导致的损坏得以控制,从而能够获得满意的加工表面。


图1(a)是与本发明相关的按钮型刀片的斜视图。
图1(b)是从图1(a)中间截取的截面图。
图2(a)是根据本发明所制造的加压烧结切削工具的另一独立实施例的视图,其中加压烧结切削工具为整体由烧结金刚石材料构成的三角形刀片。
图2(b)是图1(a)中A-A′线的截面图。
图3是根据本发明所制造的加压烧结切削工具的斜视图。
图4是根据本发明所制造的切削工具的一个实施例。
图5(a)示出了根据本发明所制造的切削工具的一个实施例。
图5(b)是图5(a)中B-B′线的截面图。
图6是显示根据本发明所制造的加压烧结切削工具连接到固定器的示意图。
图7(a)是传统加压烧结切削工具的视图,其中此加压烧结切削工具整体由烧结的氮化硼构成。
图7(b)是传统加压烧结切削工具的视图,其中此加压烧结切削工具被层压有高压烧结材料和硬质合金。
图7(c)是传统加压烧结切削工具的视图,高压烧结致密物被焊接到碳化物基体上被切削出的部分上。
图8是高压烧结致密物的凹口部分的理论上的截面图,其中此高压烧结致密物通过根据本发明的激光加工形成有凹口。
图9是高压烧结致密物的凹口部分实际的截面图,其中此高压烧结致密物通过根据本发明的激光加工形成有凹口。
图10根据本发明所制造的加压烧结切削工具的凹口表面的扫描电子显微图。
具体实施例方式
下面将对根据本发明的实施方式进行说明。
本发明中的切削工具具有如图1、2和3所示的位于高压烧结材料(加压烧结致密物)的前角表面的凹口3。图1所示的工具通常称作按钮刀片,其围绕其中心部分的位置具有凹口。此实施例中的凹口形成于加压烧结部分中,但是根据刀具使用的条件,凹口可以形成贯穿到碳化物支撑金属部件上。图2中的切削工具通常采用三角形状,而凹口大致形成于其中中心部分。在图3中,凹口形成于平行六边形的各个表面围绕中心部分的位置。为了防止出现例如裂缝和破碎的重大缺陷,也可以采用24个前端和12个刀刃。
在由前角表面和凹口相交形成的线具有曲率的情况下,由于切削工具的拉入(draw-in)部分和凹口被弯曲,从而其接触表面积降低。接触表面积的增加进一步增强其保持力。如果由凹口和前角表面构成的线具有直线部分,则与夹紧部件接触的表面积能够增加,如图4和图5所示,从沿B-B′线的截面可以清楚地看出,在切削工具中形成有槽口形式的凹口。这样,由于在切削操作中采用的前端相对的槽口被用于固定切削工具,保持接触的表面积增加。
由于加压烧结切削工具具有如上所述的凹口或槽口,所以可以如图6中所示进行固定,从而可以提高定位精度,进而可以增强夹紧作用力和可靠性。在图6中,加压烧结切削工具1置于工具固定器4上面,并通过利用夹紧紧固螺钉将夹紧部件5的前端上的切削工具拉入部分7紧固到工具凹口3中被夹紧。如图中所示,使夹紧紧固螺钉从远离垂直于切削工具的底座的方向倾斜一使夹紧紧固螺钉前进方向沿工具相对的方向倾斜,从而使反作用于工具的拉入的作用力进一步增强。通过使高压烧结致密物提供此种结构,即使是小尺寸的工具也可以被稳固地固定在固定器上。
关于凹口或槽口的激光加工对烧结cBN和烧结金刚石致密物,如果根据传统方法激光加工在空气中进行,由于伴随加工产生的热量,在致密物进行加工的地方附近温度升高。对烧结cBN,在其粘合部分将产生热变形,且对烧结金刚石致密物,金刚石晶体也将产生热变形,从而使机械作用力降低。其降低的程度能够达到200um。然而,对根据本发明的方法,由于激光输出功率小,加工过程中产生的热量通过高压烧结材料的相对较高热传导的作用迅速地消除掉,由此经过热传输的面积可以控制在20-40um的水平。
采用通常用作工业用微加工激光器的1064nm波长的YAG激光器作为激光源是非常有效的。同样地,也可以采用靠近相同波长的具有发射光线的半导体激光器。利用高功率脉冲YAG激光器执行设置在切削工具的中心部分的凹口的加工,在高功率脉冲YAG激光器中,输出功率被调节同时通过使用检流计镜使光线的获得增强,与此同时通过控制输出功率、振荡频率和滚花节距以固定加工量将工具切削出轮廓线。通过采用激光切削方法,抑制激光束的总输出功率并且增强其光获获得水平,减轻了加工表面上的热作用影响。此外,直接传递到激光加工装置,悬挂起来以能够接受点子数据和通过三维CAD系统预先准备的形状成型数据,并且配置激光加工装置使其具有CAD-CAM系统以从接受的形状成型数据中自动地产生加工步骤,使加工不仅限于通常的直线切削操作,而且延伸到具有不规则表面的复杂形状。本发明的上述方面可以通过采用例如由Deckel Mano GmbH制造的DML-40来实现。
下面,将通过具体实施例对本发明进行进一步地详细说明。
实施例1制成盘状cBN烧结坯料,其具有烧结cBN致密物1,其由60%的cBN、20%的TiN、10%的AIN、余下组分为金属互化物TiB-其在超高压/高温条件下致密并烧结,和硬质合金支撑金属2。采用现今公知的切削方法以使其形成盘状切削工具,如图1所示,其直径为10mm、厚度为3.18mm。
接下来,如图1所示,利用脉冲60瓦YAG激光器在切削工具的顶部形成深度为1.6mm的凹口。在形成凹口之后,对其表面光洁度进行检验,其中表面粗糙度为Rz 10um。同样,采用连续波长100瓦YAG激光器,在切削工具的顶部形成同样形状的凹口。在此例中凹口的表面粗糙度为Rz 100um。上述获得的切削工具如图6所示装配到工具固定器上,并接受切削测试。加工工件为SKD-11调质钢(硬度为HRC55-58);测试条件为圆周速度为150m/min;切削深度为0.2mm,进给量为0.1mm/rev。采用与上述相同的烧结致密物作为对比。利用“上夹”夹紧系统将没有形成凹口的切削工具固定到固定器上,并在相同的条件下进行切削测试。
不具有凹口的切削工具在加工表面上产生颤振。相反,在通过脉冲激光器形成有凹口的切削工具中,由于不仅在推力方向上产生紧固作用力,而且产生朝向工具固定器凹口的拉入力,从而可以获得更加稳定的保持力。相应地,可以实现在加工表面上不产生颤振的情况下进行加工。而且,使夹紧件的尖端部分与硬质合金相接触,所述硬质合金的横向断裂强度比cBN的横向断裂强度要高,从而获得具有更强的紧固扭矩的夹紧操作,这样,即使切削深度增加到0.35mm,也可以获得稳定的加工操作而不会出现颤振。
对通过连续波长激光器形成有凹口的切削工具,在加工过程中工具通过凹口产生裂纹,而超过此点,将不能进行操作。
实施例2首先,将占总体积90%的金刚石成分、余量组分为钴和钨的组合物在超高压/高温条件下进行致密和烧结以制备烧结致密物。在此烧结致密物上不具有硬质合金的强化作用。此致密物利用金属线放电加工以切削成预定的形状,如图2所示,形成代码为TNMN-120404可转位刀片。接下来,使用70瓦激光器以在烧结致密物中心部分设置凹口。凹口的深度为2.1mm、直径为4.2mm。
采用此切削工具进行切削测试。工件为SKD-61调质钢(硬度为HRC60-62);测试条件为圆周速度为200m/min;切削深度为0.2mm,进给量为0.15mm/rev。采用与上述相同的烧结致密物作为对比。利用“上夹”夹紧系统将没有形成凹口的切削工具固定到固定器上,并在相同的条件下进行切削测试。
不具有凹口的切削工具在加工表面上产生颤振。相反,在通过脉冲激光器形成有凹口的切削工具中,由于不仅在推力方向上产生紧固作用力,而且产生朝向工具固定器凹口的拉入力,从而可以获得更加稳定的保持力。相应地,可以实现在加工表面上不产生颤振的情况下进行加工。
而且,在夹紧件的尖端部分和凹口的接触部分之间间隔由铜合金组成、厚度为0.3mm的板件作为缓冲物,从而可以在更大紧固扭矩的条件下进行夹紧,由此可以实现稳定的加工,即使在切削深度增加到0.3mm的情况下也不会出现颤振。
实施例3首先,将占总体积92%的cBN、余量组分为钴和钨的组合物在超高压/高温条件下进行致密和烧结以制备盘状烧结cBN坯料。此烧结坯料通过硬质合金支撑金属进行强化。此坯料形成代码为SNGN-120404如图4所示的切削工具,并经过切削测试。
由于采用此工具,与实施例1和2相比,其切削载荷高,与切削工具的拉入部分接触的凹口的表面区域应该延伸,其中工具形成下述结构即其结构设置成使由与切削刃互补的前角表面和凹口部分的相交形成的线将构成直线,从而增加了切削工具的拉入部分装配在凹口中的表面积。
工件为SUJ2(硬度为HRC 62-64);测试条件为圆周速度为180m/min;切削深度为0.2mm,进给量为0.2m/rev。采用与上述相同的烧结致密物作为对比。利用“上夹”夹紧系统将没有形成凹口的切削工具固定到固定器上,并在相同的条件下进行切削测试。
不具有凹口的切削工具在加工表面上产生颤振。相反,在形成有凹口的切削工具中,由于不仅在推力方向上产生紧固作用力,而且产生朝向工具固定器凹口的拉入力,从而可以获得更加稳定的保持力。相应地,可以实现在加工表面上不产生颤振的情况下进行加工。
实施例4首先,将占总体积85%的金刚石成分、余量组分为钴和钨的组合物在超高压/高温条件下进行致密和烧结以制备烧结致密物。在此烧结致密物上不具有硬质合金的强化作用。从此烧结致密物中切削出代码为TBGN-06102的切削工具,如图5所示,在与切削刃相对的部分中设置有槽口。通过增加切削工具的向内部分装配在凹口中的表面积,保持作用力得到增强。
此实施例在高速、高压条件下进行评估。工件为ADC-12;测试条件为圆周速度为280m/min;切削深度为2.5mm,进给量为0.5mm/rev。采用与上述相同的烧结致密物作为对比。利用“上夹”夹紧系统将没有形成凹口的切削工具固定到固定器上,并在相同的条件下进行切削测试。
在不具有凹口的切削工具中,由于保持力不足,在下降过程中于切削前端中出现破裂。相反,在形成有凹口的切削工具中,由于不仅在推力方向上产生紧固作用力,而且产生朝向工具固定器凹口的拉入力,从而可以获得更加稳定的保持力,其结果是不会出现切削尖端的破裂。
实施例5首先,将占总体积85%、粒子平均直径为10um的cBN、余量组分为主要成分为AlN和AlB2的铝化合物的组合物在4Gpa和1200摄氏度的超高压/高温条件下进行致密和烧结以制备烧结cBN致密物。利用YAG激光器切削此烧结致密物以形成ISO代码SNGN-120416的切削工具,此工具整体由cBN烧结物质(下面称之为“固体cBN烧结工具”)构成。接着,采用脉冲60瓦YAG激光器以在工具中形成深度1.6mm、直径为Φ8.4mm至Φ3.0mm的平截体凹口,从而获得代码为SNGN-120416的cBN烧结切削工具。
获得的切削工具装配到工具固定器上并经过切削测试。FC 250的圆形条工具在湿的条件下进行加工,其中切削速度为1500m/min;切削深度为5mm,进给量为0.4mm/rev。作为对比,采用下述切削工具作为切削评价不具有凹口的ISO代码SNGN-120416和具有孔的ISO代码SNGN-120416的工具,其均由相同的固体cBN烧结材料构成;由工业可获得Si3N4烧结材料构成并具有椭圆凹口的ISO代码SNGN-120416的工具。
采用由固体cBN烧结材料制成且不具有凹口的ISO代码SNGN-120416切削工具,在切削开始后44秒之后,在工具中没有出现诸如破裂的不正常损坏,但是切削工具在进给分量作用力方向出现偏离,在加工表面上留下阶梯破裂,从而使后续工作无法进行。
采用由工业可获得Si3N4烧结材料构成并具有椭圆凹口的ISO代码SNGX-120416的切削工具,虽然在切削开始后30秒后形成200um VB宽度的侧面磨损以及30um的碎裂,但是仍然可以继续操作;在之后38秒的时点,由于破裂的原因,切削工具完全地损坏。对此例中的切削工具,从损坏的工具的损毁表面,可以推断夹紧件偏向一边地装配作用在椭圆形凹口上,从该区域,工具破裂并失效。
采用由固体cBN烧结材料制成且具有孔的ISO代码SNGA-120416的切削工具,在切削开始之后,当在圆形条工件上加工315秒之后,在切削工具的侧表面上出现破裂,从而使后续切削不能进行。
采用根据本发明一个方面的其中形成有平截头体的SNGX-120416切削工具,即使在600秒之后,磨损正常且侧向磨损的宽度VB较小为100um,从而可以继续进行加工操作。
实施例6利用本发明中的激光加工方法以及研磨轮的研磨操作,将实施例5中形成的烧结金刚石材料形成如图1所示的深度为1.6mm的凹口。
激光加工在60瓦输出功率的条件下进行。对放电加工,首先预备与空心形式相互补的电极,而电极设置成横过烧结材料的前角表面,当电极的可延伸寿命由于电火花耗尽,从而使预定形状的凹口取代电极,由此完成加工。
采用激光加工形成单一凹口耗时5分钟30秒,但是采用放电加工,需要5个电极,同时需要45分钟的加工时间。
实施例7利用本发明中的激光加工方法以及电弧加工方法在实施例2中形成的cBN烧结致密物中形成深度为1.6mm、直径为Φ8.4mm至Φ3.0mm的截头体凹口。在此,尝试采用相同的烧结材料以采用电弧加工以形成如上所述的凹口,但是此操作不能进行,从而被中止。通过测量发现烧结材料的电阻系数为5mΩ.cm。
在60瓦输出功率条件下进行激光加工。对研磨操作,首先预备与空心形式互补的旋转磨石,当磨石的可延伸寿命由于磨损耗尽,从而使预定形状的凹口取代磨石,由此完成研磨加工。
采用激光加工形成单一凹口耗时7分钟,但是采用研磨加工,需要20个磨石,同时需要80小时的加工时间。
如上所述,在本发明中,具有凹口的加压烧结切削工具能够被容易地固定且具有高尺寸精度。此种优点在小规格切削工具中特别重要。同时,根据本发明的制造方法使在高速下加工各种形状的凹口成为可能,而且由于加工导致的对切削工具的前角表面的毁损被降低到最小。
权利要求
1.一种加压烧结切削工具,其特征在于其整个切削表面由高压烧结材料构成,其在切削表面的中心部分具有凹口或槽口,以将所述工具夹紧到工具固定器上。
2.根据权利要求1所述的加压烧结切削工具,其特征在于所述高压烧结材料的切削表面的相对侧通过硬质合金进行强化。
3.根据权利要求1或2所述的加压烧结切削工具,其特征在于所述高压烧结材料为烧结cBN材料或者烧结金刚石材料。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的加压烧结切削工具,其特征在于由凹口或槽口与切削表面相交构成的线具有直线部分。
5.根据权利要求1至3中任何一项所述的加压烧结切削工具,其特征在于所述凹口为圆锥体或平截头体。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的加压烧结切削工具,其特征在于所述凹口或槽口通过激光方式形成。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的加压烧结切削工具,其特征在于具有凹口的工具区域的电阻系数为1mΩ.cm或以上。
8.一种用于加压烧结切削工具的夹紧机构,其特征在于夹紧机构形成为拉入切削工具,所述切削工具的整个切削表面由高压烧结材料构成,其在切削表面的大约中心部分具有凹口或槽口,以将所述工具夹紧到工具固定器上,其中连接到固定器的夹紧部件的拉入部分装配在凹口或槽口中,作用于固定器的工具固定表面上。
9.根据权利要求8所述的用于加压烧结切削工具的夹紧机构,其特征在于由合成树脂、铜、铜合金或铅中选择的材料作为缓冲物间隔在凹口或槽口与夹紧部件之间。
10.一种加压烧结切削工具的制造方法,其特征在于采用脉冲传输的输出功率为50至100瓦的YAG激光器以在切削工具的切削表面中形成凹口或槽口,其中切削工具的整个切削表面由高压烧结材料制成。
全文摘要
在由高压烧结材料制成的传统小规格可转位刀片中,其不具有用于将刀片连接到工具固定器上的螺钉孔或凹口,从而将刀片夹紧到固定器上比较复杂且紧固作用力比较弱。其原因在于高压烧结材料的硬度比较大,表面加工非常困难。在本发明中,采用利用检流计镜使其光获得增强的激光器,通过调节输出功率同时高度精确地控制光线的位置进行加工,以在高压烧结材料组成的可转位刀片的前角表面中设置工具固定器连接凹口。这样,小规格高压烧结材料构成的可转位刀片可以方便、稳定地通过夹具固定到固定器上,从而降低了预备时间,提高了加工精度,并且使装配的可靠性增强。
文档编号B23B27/16GK1538890SQ0281533
公开日2004年10月20日 申请日期2002年7月31日 优先权日2001年8月10日
发明者植田丞司, 马场良介, 佐桥稔之, 久木野晓, 之, 介, 晓 申请人:住友电气工业株式社
再多了解一些
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1