专利名称：：机用铰刀的制作方法
技术领域：
：本发明涉及钻孔才几钻孔后的4交刀加工中所采用的机用铰刀。技术背景一般，在铰刀加工中，为了使已通过钻孔机钻孔的被切削件的孔的尺寸准确，或使孔内周的面均匀，通过在头周围突设有多个(多为6个或8个)细长的刃部的切削工具的铰刀，以小切削量对孔内周进行切削。另外，作为安装于机床的旋转主轴上的机用铰刀(chuckingreamer),代替工具整体或头部整体由高速钢等的单一工具材料形成的类型，近年来，广泛地采用在钢制等的铰刀头主体上，对应于被切削件种类和加工条件等，固定由超硬合金、陶瓷、金属陶瓷等的硬质工具材料形成的刃部的类型，特别是多采用具有超硬合金和金属陶瓷的刃部的类型。但是，在最近，在所有切削加工中，人们希望进一步提高精度和效率，在铰刀加工的场合，人们也希望提高加工效率，但是，在过去的机用铰刀中，由于刃部的材质良莠不齐，故无法充分地满足上述要求。比如，由于设置超硬合金的刃部的机用铰刀的刃尖韧性大，故也可适用于深切削，但是，如果提高圆周速度，则被切削件容易熔接于刃部上，故不但难以进行高速加工，并且刃尖的磨耗快，寿命短。另一方面，由于设置陶瓷的刃部的机用铰刀的刃尖硬度大，故可使圓周速度提高，但是，由于刃尖易缺乏脆性，故难以适用于深切削。另外，在具有金属陶瓷的刃部的机用铰刀中，金属陶瓷在韧性和硬度方面，处于超硬度合金和陶瓷之间的性质，因此在加工速度、耐久性、耐切削负荷的性质方面也都只介于两者之间。
发明内容本发明针对上述情况，目的在于提供一种机用铰刀，其中，即使提高切削速度，被切削件仍难以熔接于刃部上，由此，获得高的加工效率，并且即使为深切削，刃尖的损耗少，耐久性优良，寿命延长。为了实现上述目的，在通过附图参考标号表示的场合，本发明的权利要求1的机用铰刀为下述的方案，其中，在铰刀头主体(头部ll)的外周部，突设多个细长的刃部5A-5F，作为这些多个刃部5A-5F,混合有不同材质的类型。权利要求2的发明涉及上述权利要求1的机用铰刀，其中，作为多个刃部5A5F,混合有从超硬合金、烧结陶瓷、金属陶瓷、微晶体金刚石烧结体中选择的至少两种材质的类型。权利要求3的发明涉及上述权利要求1或2的机用铰刀，其中，在钢制的铰刀头主体(头部ll)的外周部，固定有不同于该铰刀头主体1的多种材质的刃部5A~5F。权利要求4的发明涉及上述权利要求1~3中任何一项的机用铰刀，其中，在铰刀头主体(头部ll)的外周部，沿周向等间距地突设大于或等于4个的偶数个刃部5A~5F,沿径向面对的各对刃部为相互不同的材质。权利要求5的发明涉及上述权利要求4的机用铰刀，其中，上述各对中的一个刃部5A,5C,5E由超硬合金形成，并且另一个刃部5B,5D,5F由从烧结陶瓷、金属陶瓷、微晶体金刚石烧结体中选择出的一种形成。权利要求6的发明涉及上述权利要求4的机用铰刀，其中，上述各对中的一个刃部5A,5C,5E由金属陶瓷形成，并且另一个刃部5B,5D,5F由从烧结陶资和微晶体金刚石烧结体中选择出的一种形成。按照权利要求1的发明的机用铰刀，由于在突设于铰刀头主体的外周部的多个刃部中混合有不同材质的类型，在刃部之间具有基于材质不同的硬度和韧性等的物理性质的差别，故在不同材质的刃部之间，相互弥补各自的弱点，并且通过协同效果而进一步发挥优点，使作为机用铰刀整体的加工性能和耐久性均良好。按照权利要求2的发明，由于在上述机用铰刀的多个刃部中，混合有从特定的工具材料中选择的至少两种的材质的类型，故不同材质的刃部之间，相互弥补各自弱点的作用和发挥优点的作用更加有'效地体现出来，使作为机用铰刀整体的加工性能和耐久性更加良好。按照权利要求3的发明，在钢制的铰刀头主体的外周部，通过焊接或金属喷镀固定多种不同材质的刃部，由此，可以容易地制作上述机用铰刀。按照权利要求4的发明，由于沿铰刀头主体的径向面对的各对刃部为相互不同的材质，故在加工中两刃部的材质特性相互影响明显，相互弥补弱点的作用更加有效地发挥，j吏作为才几用铰刀整体的加工性能和耐久性进一步提高。按照权利要求5的发明，沿铰刀头主体的径向面对的各对中的一个刃部由韧性高，耐缺损性优良，但是硬度和耐磨耗性不佳的超硬合金形成，对此，另一个刃部由高硬度，耐磨耗性优良，但是缺乏韧性，耐缺损性差的材质形成。与具有由各自同一材质形成的刃部的铰刀头相比，可以获得更高的加工效率，并且使刃尖的耐磨耗性和耐缺损性均良好，刃尖寿命也大幅度延长。按照权利要求6的发明，沿铰刀头主体的径向面对的各对中的一个刃部由韧性高，耐缺损性优良，但是硬度和耐磨耗性稍差的金属陶瓷形成，对此，另一个刃部由高硬度，耐磨耗性优良，但是缺乏韧性，耐缺损性差的材质形成。与具有由各自同一材质形成的刃部的铰刀头相比，可以获得更高的加工效率，并且使刃尖的耐磨耗性和耐缺损性均良好，刃尖寿命也大幅度延长。图1为本发明的一个实施方式的机用铰刀的主视图；图2为上述机用铰刀的侧视图。具体实施方式下面参照附图，对本发明的机用铰刀的实施方式进行具体说明。在图1和图2所示的机用铰刀中，钢制的主体1的一端侧为直径较大的头部11,另一端侧为嵌合安装于机床的旋转主轴(图示省略)上的锥柄部12，沿轴心O贯通设置的冷却剂供给孔2,作为冷却剂排出口2a,在头部11的前端面lla的中心开口，并且在该冷却剂供给孔2的基端侧内周面上，车有内螺紋IO,另外，在中间的颈部13的径向两侧，突设有传递旋转主轴的旋转驱动力的驱动销3,3。在该主体1的头部11的外周面lib上，沿周向等间距地形成沿相对轴心0倾4+的方向的6个凹槽部4......,面对这些凹槽部4……的一侧侧面，固定有由基本方轴状的单独部件形成的细长刃部5A-5F。另外，这些刃部5A~5F按照角度60°的相位差设置于头周围，以各自的一端侧51稍稍突出于头部11的前端面lla,并且外面部52也稍稍突出于的头部11的外周面llb的方式设置。在这里，6个刃部5A~5F为下述的类型，它们的全部不是相同的材质，混合有至少两种的材质。作为其材质，列举有如WC-Co系那样的以碳化鴒为主体的超硬合金、如氧化铝系、氮化硅系、氮化硼系那样的烧结陶乾、如TiC/N系那样的金属陶瓷、微晶体金刚石烧结体等作为优选的材质。并且，特别优选的形式为在6个刃部5A~5F中，沿头的径向面对的各对由不同的材质构成，即刃部5A-5D对、刃部5B-5E对、刃部5C-5F对中的一个和另一个由不同的材质构成。进而，最优选的方式为这些各对中的一个刃部由超硬合金或金属陶瓷形成的方案。即，具体来说，采用比如，沿周向设置1个的刃部5A,5C，5E由超硬合金制成，另一个刃部5B,5D,5F为烧结陶瓷、金属陶瓷、微晶体金刚石烧结体中的任意者的方案；上述刃部5A,5C,5E由金属陶瓷制成，另一个刃部5B,5D,5F为烧结陶瓷或微晶体金刚石烧结体的方案。此外，相对主体1的钢制的头部11,由金属陶瓷或超硬合金形成的刃部可以焊接，但是，由烧结陶瓷形成的刃部难以焊接。然而，在烧结陶瓷的场合，通过金属喷镀法也可以确实地固定。对于该金属喷镀法，作为公知技术，其对陶瓷表面进行金属化处理，焊接于对象金属件上，由此，将不能焊接的陶瓷和金属件接合。另外，微晶体金刚石烧结体一般作为在超硬合金的基材表面，通过超高压高温技术，致密地烧结有微晶体金刚石的多晶体人造金刚石层而获得。于是，作为釆用它的刃部，可采用在由超硬合金形成的基材表面上设置微晶体金刚石烧结体的烧结层的类型，与由超硬合金形成的刃部相同，通过焊接而固定于钢制的头部11上。如果采用这样的方案的机用铰刀，混合有与突设于头部11的外周部的刃部5A~5F不同材质的类型，在刃部之间具有硬度和韧性等的物理性质的差异，由此，在不同材质的刃部之间，相互弥补各自的弱点，并且通过协同效果发挥优点，特别是沿头部ll的径向面对的各对刃部为相互不同的材质，则在加工中，两刃部的材质特性相互影响明显，相互弥补弱点的作用和发挥优点的作用更加有效地体现出来，使作为机用铰刀整体的加工性能和耐久性均大大提高。对于刃部的材质在物理性质上的差异，每种对比的具体的材质种类具有差异，但是，作为有代表性的工具材料的大致倾向，可以如下所举例。比如，在硬度和耐磨耗性方面，为纟鼓晶体金刚石烧结体、立方晶体氮化硼烧结体>氧化铝系烧结陶瓷>氮化硅系烧结陶瓷〉TiC/N系金属陶瓷>超硬合金的顺序。另一方面，在韧性和耐缺损性的方面，超硬合金〉TiC/N系金属陶资>氮化硅系烧结陶瓷>氧化铝系烧结陶瓷〉微晶体金刚石烧结体、立方晶体氮化硼烧结体，为与前者的场合基本相反的顺序。另外，对于被切削件的熔接性，在金属陶瓷和烧结陶瓷的场合，该性质一般较小，但在超硬合金的场合，该性质增大。从上述代表性的工具材料的特性对比可知，优选沿头部11的径向面对的各对刃部的材质为有效地发挥相互弥补的作用，并且两者之间的特性差异增大的组合。在这样的观点上结合来自材料成本方面的优先性，则对于上述工具材料的选择，从可显著地提高加工速度和刃尖的耐久性的方面来说，可推荐将位于各特性一端的超硬合金用于各对中的一个刃部的组合。对于该场合的另一个刃部，也可为微晶体金刚石烧结体、烧结陶瓷、金属陶瓷中的任意者，但是，由于特性差和材料成本特别优选烧结陶瓷。另夕卜，在这里所说的超硬合金还包括较高硬度的涂敷超硬合金、韧性大的超微颗粒超硬合金。进而，作为沿头部11的径向面对的各对的刃部的材质，还推荐将金属陶瓷作为一个刃部，将另一个作为烧结陶瓷或微晶体金刚石烧结体的组合。即，根据这样的组合，如后述的实施例和比较例的对比所示可知，相对刃部采用金属陶瓷的现有的机用铰刀，可进一步提高加工速度，并且刃尖寿命也大大延长。通过图1和图2列举的机用铰刀具有6个刃部，但是，本发明的机用铰刀包括具有大于或等于2个的刃部的全部类型。其中，根据作为机用铰刀的平衡和上述作用效果，优选大于或等于4个的偶数个刃部'沿周向等间距地突设，并且，沿头的径向面对的各对的刃部由不同材质形成。另外，在列举的机用铰刀中，多个刃部沿相对轴心倾斜的方向，^f旦是，这些刃部的纵向与轴心平行的类型的机用铰刀也为本发明的适用对象。实施例按照图1和图2所示的形式和尺寸比，采用工具切削直径为20.0mm,轴向长度为13.5mm的6个刃部5A~5F为下述表1中所述的材质的才几用4交刀Ml~M7,—边分别按照5kg/cm2的压力供给油性冷却剂，一边在上述记载的条件下，进行在由S50C形成的被切削件中预先穿孔的直径为19.5mm的底孔的铰刀加工，调查切削速度、孔内周的表面粗糙度、被切削件熔接性。其结果表示于表1。另外，用于刃部的工具材料的简称和详细内容如下所述。超硬WC系超硬合金(ISO-P20);陶瓷氧化铝系烧结陶瓷(85%八1203、3.5°/oTiC、10%ZrO3);金属陶瓷TiC/N系金属陶瓷[89W(Ti，W)(C,N)、0.6%(Ti,Mo，W)C、10.4%Ni/Co];DIA:微晶体金刚石烧结体(金刚石含量88体积％、粒径4.5pm,硬度Hv9000、抗弯强度1.8GPa)表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如上表可知，相对6个刃部5A~5F的全部由超-更合金形成的现有方案的机用铰刀M4，在上述刃部5A~5F按照交替配置的方式采用超硬合金和其它的硬质工具材料(烧结陶资、金属陶瓷、微晶体金刚石烧结体)的本发明的机用铰刀Ml~M3的场合，获得约6-10倍的加工速度(工作台传送速度F),并且刃尖寿命也延长了约2.7~3.3倍。另外，相对上述刃部5A~5F的全部由金属陶瓷形成的现有方案的机用铰刀M7,在上述刃部5A~5F按照交替配置的方式釆用金属陶瓷和烧结陶瓷或微晶体金刚烧结体的机用铰刀M5、M6的场合，获得约5.3~6.4倍的加工速度，并且刃尖寿命也延长到约1.3~1.5倍。根据该结果可判明，作为机用铰刀中的多个刃部，通过将不同的硬质工具材料组合，可以相互弥补各自的弱点，产生明显发挥良好的特性的协同效果。标号说明标号1表示主体；标号11表示头部(铰刀头主体);标号12表示锥柄部；标号2表示冷却剂供给孔；标号4表示凹槽部；标号5A~5F表示刃部。权利要求1.一种机用铰刀，其中，在铰刀头主体的外周部，突设多个细长的刃部，作为这些多个刃部，混合有不同材质的类型。2.根据权利要求1所述的机用铰刀，其中，作为上述多个刃部，混合有从超硬合金、烧结陶瓷、金属陶瓷、微晶体金刚石烧结体中选择的至少两种材质的类型。3.根据权利要求1所述的机用铰刀，其中，在钢制的铰刀头主体的外周部，固定有不同于该铰刀头主体的多种材质的刃部。4.根据权利要求1所述的机用铰刀，其中，在铰刀头主体的外周部，沿周向等间距地突设大于或等于4个的偶数个刃部，沿径向面对的各对刃部为相互不同的材质。5.根据权利要求4所述的机用铰刀，其中，上述各对中的一个刃部由超硬合金形成，并且另一个刃部由从烧结陶瓷、金属陶瓷、微晶体金刚石烧结体中选择出的一种形成。6.根据权利要求4所述的机用铰刀，其中，上述各对中的一个刃部由金属陶瓷形成，并且另一个刃部由从烧结陶瓷和微晶体金刚石烧结体中选择出的一种形成。全文摘要本发明涉及一种机用铰刀，其中，即使提高切削速度，被切削件仍难以熔接于刃部上，可获得高的加工效率，并且即使为深切削，刃尖的损耗少，耐久性优良，寿命延长。在铰刀头主体(11)的外周部，突设多个细长的刃部(5A～5F)，作为这些多个刃部(5A～5F)，混合有不同材质的类型。文档编号B23D77/02GK101227995SQ200680026948公开日2008年7月23日申请日期2006年7月4日优先权日2005年7月25日发明者野村倬司申请人:犹尼达克株式会社