具有传感器布置的切削刀片和制造切削刀片的方法与流程

本公开总的涉及用于金属的车削、铣削或钻削的切削刀片的领域。本公开还涉及制造这种切削刀片的方法。

背景技术：

切削刀片可以例如用在诸如金属的切削、铣削或钻削的机械加工操作中。已经提出了不同几何形状、材料和涂层以改善切削刀片的性能(例如，提高切削刀片的整体耐久性，或者提高切削刀片的耐热能力)。除了提供具有良好性能的切削刀片之外，还期望能够以成本有效的方式来制造切削刀片(例如，使用不需要太多时间和/或不涉及很多复杂步骤的制造方法)。

在使用可更换的切削刀片进行机械加工(诸如金属的切削、铣削或钻削)时，人们越来越关注在操作过程中以不同方式监测或测量切削刀片所处的状况，因为这些状况可能会影响机械加工的性能。能够基于切削刀片本身的状况的测量结果和/或基于切削刀片在操作期间正在经受的状况，作出关于改变操作参数、更换切削刀片或将切削刀片重新定位在其刀夹内的决定。由于这些测量结果，可以避免费时地手动检查切削刀片的状况，由此可以提高效率和/或可以获得更加自动化的操作。精确测量/监测切削刀片的状况，并因此在正确的时间执行正确的动作，可能有助于防止由于使用过度磨损的切削刀片或切削刀片在不利的操作状况(诸如振动较大或温度过高的操作)下操作而损坏工件。对于响应于测量结果而执行以实现期望效果的动作，重要的是测量结果是可靠的。

jp2003191105a中公开的现有技术描述了一种切削刀具，其设有用于检测切削刃的磨损的传感器电路。该传感器电路被设计成很稳定，因为它不会轻易脱落或断开。传感器电路的导体被布置在形成于基材的表面上的凹部中。凹部的宽度可以为0.1至5毫米。导体传导电流的能力被监测，以检测切削刃的磨损。基材可以由导电材料制成，并且绝缘膜可以介于基材和导体之间。可以在传感器电路的表面上布置硬涂层，以保护传感器电路。

然而，期望提供一种新型的切削刀片，以解决上述问题中的至少一个问题。

技术实现要素：

本发明的目标在于提供切削刀片，以及制造这种切削刀片的方法，以解决至少一种上述问题。

因此，根据第一方面，提供了一种用于金属的切削、铣削或钻削的切削刀片。该切削刀片包括主体、第一层以及传感器布置。主体包括基底(或基材)。主体具有沿着主体的至少一部分延伸的伸长的凹部(或空腔)。第一层覆盖凹部的内部侧壁。传感器布置包括沿着凹部延伸的引线。引线包括导电材料，该导电材料被布置在凹部中，使得第一层位于导电材料和基底之间。对于至少一个深度，其中导电材料的至少一部分在该深度之下布置在凹部内的，在该深度上在覆盖凹部的相对的内部侧壁的第一层的多个部分之间测量得到的凹部的宽度小于或等于80微米。换句话说，该宽度是在第一层的覆盖凹部的第一侧壁的一部分与第一层的覆盖凹部的与第一侧壁相对的侧壁的另一部分之间横跨凹部限定的(测量得到的)，并且该宽度是在如下深度上限定的(或测量得到的)，其中导电材料的至少一部分布置在该深度之下(因此，至少一些导电材料与限定/测量宽度所在的位置相比更深地布置到凹部中)。

该宽度例如可以小于或等于75微米，或小于或等于70微米，或小于或等于65微米，或小于或等于60微米，或小于或等于50微米。

例如可以采用切削刀片处的测量结果以作出关于操作参数、切削刀片的更换或者切削刀片的重新定位的决定。这些测量例如可以通过传感器布置执行。

放置在(或靠近)切削刀片的表面的引线可能易于损坏，而将引线放置在凹部中可以为引线提供至少一定程度的保护，以免损坏。由于该凹部，可以降低在机械加工的初始阶段引线掉落或折断的风险，因此与被放置在切削刀片的表面上的情况相比，可以在更长时间上使用引线进行测量。换句话说，将引线放置在凹部中可以提高传感器布置的寿命/或经由传感器布置执行的测量的可靠性。

放置在(或靠近)切削刀片的表面的引线可能容易受到由切削刀片与工件相互作用期间产生的切屑或碎屑引起的意外短路(或意外的电连接)的影响，而将引线放置在凹部中可以为引线提供至少一定程度的保护，使其免受可能会影响测量结果的这些短路或其它干扰的影响。这可以提高经由传感器装置执行的测量的可靠性。

切削刀片可以使用喷砂进行后处理，以提供所需的表面光滑度，并且/或者通过因喷砂处理产生的残余压缩应力而使刃线性能(tougheredgelineperformance)更强。喷砂处理可能涉及用颗粒轰击表面。由于大颗粒的动能可能会损坏切削刀片的切削刃，因此在喷砂处理过程中使用的颗粒尺寸通常受到限制(例如，颗粒的平均直径可能低于特定值/阈值)。例如，与使用大的喷砂处理颗粒相比，使用小的喷砂处理颗粒可以更好地控制喷砂处理工艺。将引线放置在太广/太宽的凹部中可能允许喷砂处理颗粒进入凹部并损坏引线(甚至完全去除引线)，而足够狭窄的凹部可以在喷砂处理过程中保护引线。作为示例，现有技术文献jp2003191105a描述了使用可以为几毫米宽的凹部。如果要对这种宽度的凹部进行喷砂处理，则除非喷砂处理颗粒的直径为几毫米，或者除非在喷砂处理之前用某种保护涂层覆盖了引线，否则凹部中的引线将会受损(或被去除)。使用比jp2003191105a中的更窄的凹部允许引线在喷砂处理过程中得到更好的保护，因此，与用于jp2003191105a中的切削刀片的喷砂处理颗粒相比，可以使用更小的喷砂处理颗粒。

在根据第一方面的切削刀片中，第一层例如可以比引线的导电材料更耐受喷砂处理。如果切削刀片经受喷砂处理，则由于第一层抵抗喷砂处理的能力，凹部经受喷砂处理颗粒作用的宽度例如可以小于或等于80微米。在切削刀片的制造期间，位于凹部之外的多个导电材料部分例如可以通过喷砂处理而被去除，而位于凹部之外的第一层的多个部分可以抵挡喷砂处理(或者保持不受喷砂处理损环)。

该传感器布置可以例如被布置(或适合)用于执行测量。经由该传感器布置执行的测量可以例如包括测量包括引线的电路的电阻。经由该传感器布置执行的测量例如可以适于(或适合于)检测切削刀片的磨损。换句话说，该传感器布置可以例如被布置(或适合)用于检测切削刀片的磨损。

应明白，切削刀片不需要必需包括执行测量所需的所有电路。例如，外部电路可以是能够连接至传感器布置，以使用该传感器布置执行测量。

凹部可以例如沿着主体的一个或多个外部表面延伸，例如沿着基底的一个或多个外部表面延伸。

主体可以例如包括一层或多层。凹部可以例如形成在一个或多个这样的层中。

凹部的宽度可以例如在横向于(或正交于)凹部的延伸的方向上测量(或限定)。换句话说，凹部可以例如在纵向方向上延伸，并且宽度可以例如在横向于(或正交于)纵向方向的方向上测量。凹部的宽度可以例如在基本上平行于形成有凹部所在的主体的面(或表面)的方向上测量(或限定)。

应明白，凹部能够例如在靠近主体的表面水平高度的顶部处相对较宽(例如，大于80微米)，但是可以在主体的该表面水平高度之下向下越深入到凹部中越窄。

应明白，切削刀片可以可选地是包括一个或多个附加层，例如被布置在基底与第一层之间和/或被布置在第一层与引线之间。

根据一些实施例，可以在基底中形成凹部。基部和基底可以例如重合。第一层可以例如覆盖基底的至少一部分。

根据一些实施例，主体可以包括第一层，并且凹部可以形成在第一层中。第一层的材料可以例如比基底的材料更均匀，因此与在基底中相比，在第一层中形成凹部可以更容易。

根据一些实施例，对于每一个深度，其中导电材料的至少一部分在该深度上布置在凹部中，在该深度上在第一层的覆盖凹部的相对的内部侧壁的部分之间测量得到的凹部的宽度都可以小于或等于80微米。换句话说，该宽度可以在将导电材料的至少一部分布置在凹部中所处的深度上限定(或测量)。该宽度可以例如小于或等于75微米，或小于或等于70微米，或小于或等于65微米，或小于或等于60微米，或小于或等于50微米。

根据一些实施例，第一层可以是电绝缘层。

如果基底是导电的，则第一层可以例如在基底和引线之间提供电绝缘。如果在基底和第一层之间存在导电层，则第一层可以例如在该导电层和引线之间提供电绝缘。

根据一些实施例，引线的至少一部分可以被布置在凹部的如下深度上，即，使得在凹部内在引线上方具有空间。

在凹部内在引线上方的空间可以例如减少引线因来自工件的切屑或因在切削刀片与工件之间的相互作用期间产生的碎屑而与其它引线或导电层意外电接触的风险。这可以增加经由传感器布置执行的测量的可靠性。

在凹部内在引线上方的空间可以例如是开放空间(例如该开放空间可以被来自周围环境的空气填充/占据)，或者可以例如至少部分地被一个或多个附加层占据。

根据一些实施例，切削刀片可以包括第二层，该第二层被布置在凹部中，使得引线位于第一层和第二层之间。第二层可以是电绝缘层。

由第二层提供的电绝缘可以降低引线经由来自工件的切屑或经由在切削刀片与工件之间的相互作用期间产生的碎屑而意外地与其它引线或导电层电接触的风险。这可以增加经由传感器布置执行的测量的可靠性。

第二层可以防止(或减少)引线的氧化，否则该氧化会影响到引线的电阻。引线的氧化减少例如可以增加经由传感器布置执行的测量的可靠性。

根据一些实施例，第一层可以比第二层更耐喷砂处理。喷砂处理可以例如包括通过颗粒轰击表面。

第一层可以例如包括可以耐受喷砂处理(或保持不受喷砂处理破坏)的材料。在切削刀片的制造期间，第二层的位于凹部之外的多个部分可以例如通过喷砂处理去除，而第一层的位于凹部之外的多个部分可以例如耐受这种喷砂处理(或保持不受喷砂处理破坏)。较高耐受性的第一层可以例如保留在凹部之外，以在机械加工期间用作硬(或耐用)层，而较低耐受性的第二层的剩余部分可以由凹部保护并且可以为引线提供电绝缘。

根据一些实施例，引线的至少一部分可以以至少5微米的深度布置到凹部中。引线的至少一部分可以例如以至少10微米的深度布置在凹部中，或者以至少20微米的深度布置在凹部中。

深入凹部中布置的引线的部分可以受到凹部的更好保护，并且/或者与不太深入凹部中布置的引线(或引线的部分)相比可以在切削刀片的磨损期间保持更长时间。使引线的至少一部分深入地布置在凹部中可以例如即使在切削刀片已经经受相当大的磨损之后也仍然允许执行可靠的测量。例如，如果传感器布置有意用于检测一定程度的磨损，则例如一旦布置在凹部中一定深度处的引线受到切削刀片和工件之间的相互作用的影响(或被损伤，或被磨损)，就可以检测到这种磨损程度。

根据一些实施例，凹部的深度可以不超过50微米。凹部的深度可以例如不超过40微米。如果凹部太深，则可能会影响切削刀片的耐用性，或者影响切削刀片的切削刃的耐用性。

根据一些实施例，凹部的至少一部分可以位于切削刀片的前刀面上，处于如下区域中，该区域易于受到由切削刀片在金属工件上的操作期间从金属工件上去除的切屑引起的月牙洼磨损的影响。凹部的该至少一部分例如可以位于距切削刃最多0.3毫米或至少0.45毫米的位置，该切削刃是由切削刀片的前刀面和余隙面(clearanceface)之间的相交部限定的。

根据一些实施例，引线的横截面可以具有至少5微米的宽度。换句话说，通过截取引线的横截面而获得的物体可以包括彼此相距至少5微米的至少两个来自引线的点。该横截面例如可以沿与引线延伸的主方向成横向(或正交)的方向截取。如果引线的宽度太小，则引线可能例如在制造切削刀片的过程中较容易断裂。引线太小，则生产引线而不会因引线材料缺陷造成断裂也是要求更高的。

引线可以例如沿着凹部在纵向方向上延伸，并且引线的横截面例如可以在与纵向方向横向(或正交)的平面上截取(或形成)。

根据一些实施例，引线可以包括覆盖凹部的内部侧壁的至少一部分的导电层。导电层的厚度可以为至多4微米。导电层的厚度例如可以为至多3微米。

使用比必要更厚的引线可能例如需要比必要更多的材料，并且/或者可能增加切削刀片的生产时间。

例如，如果采用细的引线而不是较粗的引线，则可能更容易检测到磨损，因为与较粗引线相比，细引线的磨损可能对引线的电阻产生更显著的影响。

导电层的厚度可以例如为至少0.2、0.3或0.5微米。如果引线太细，则可能例如在切削刀片的制造过程中太容易断裂，。

根据一些实施例，传感器布置可以包括第一和第二接触区域，传感器布置能够通过第一和第二接触区域连接到外部测量电路。引线可以连接到第一和第二接触区域。

外部测量电路可以例如测量第一和第二接触区域之间的电阻。电阻增大可能例如表示尽管位于凹部中，但切削刀片和工件(或来自工件的切屑)的相互作用已影响(或损坏)了引线。因此，电阻增大可能表示切削刀片已达到一定程度的磨损。金属切削过程中电阻降低可能例如表示尽管引线位于凹部内，但导电的工件(或来自工件的切屑)与引线接触。因此，金属切削过程中的电阻降低可能表示切削刀片已达到一定程度的磨损。

根据一些实施例，主体可以具有至少沿主体的相应的部分延伸的多个伸长的凹部。该第一层可以覆盖该凹部的内部侧壁。传感器布置可以包括第一和第二接触区域，传感器布置可通过第一和第二接触区域连接到外部测量电路。传感器布置可以包括沿着基底的相应的凹部延伸的第一和第二引线。第一和第二引线中的每一个引线都可以包括相应的导电材料，其被布置在相应的凹部中，使得第一层位于相应的导电材料和基底之间。第一引线可以连接到第一接触区域，第二引线可以连接到第二接触区域。对于至少深度，其中第一或第二引线的导电材料的至少一部分在该深度之下布置在所述多个伸长的凹部中的凹部内，在该深度上在第一层的覆盖该凹部的相对的内部侧壁的部分之间测量得到的该凹部的宽度可以小于或等于80微米。第一和第二引线中的每一个引线都可以呈现自由端，该自由端被定位成使得在切削刀片的预定磨损时，自由端将通过金属工件或通过切削刀片在金属工件上操作所产生的切屑而彼此连接。换句话说，如果切削刀片已经达到预定的磨损，那么在切削刀片在金属工件上的操作期间，自由端将彼此连接，这是因为金属工件或由切削刀片在金属工件上操作所产生的切屑将使自由端彼此连接。

外部测量电路可以例如测量第一和第二接触区域之间的电阻。电阻减小可以表示已经获得了切削刀片的预定磨损。

根据第二方面，提供了一种制造用于金属的切削、铣削或钻削的切削刀片的方法。该方法包括：提供主体，所述主体具有沿着主体的至少一部分延伸的伸长的凹部。主体包括基底。第一层覆盖凹部的内部侧壁。该方法包括形成覆盖主体的至少一部分的导电材料层，以便将导电材料设置在凹部内，其中第一层位于该凹部内的导电材料与基底之间，并且使主体的至少一部分经受喷砂处理，以便位于凹部之外的导电材料被从主体移除，而保留在凹部中的导电材料形成沿凹部延伸的引线。对于至少深度，其中导电材料的至少一部分在该深度之下布置在凹部内，在该深度上在第一层的覆盖凹部的相对的内部侧壁的部分之间测量得到的凹部的宽度小于或等于80微米(或小于或等于75微米，或小于或等于70微米，或小于或等于65微米，或小于或等于60微米，或小于或等于50微米)。

主体可以例如与基底重合，或者可以例如包括除基底之外的一个或多个层。凹部可以例如设置在基底中，并且/或者设置在这样的层中的一个或多个层中。

可以例如通过烧结或热等静压来提供基底。

伸长的凹部可以例如使用激光来成型/形成。如果凹部形成在基底中，则伸长的凹部例如可以在提供(或生产)基底时，通过使用适当形状的压制工具来成型/形成。

第一层和/或导电层可以例如使用化学汽相沉积(cvd)或物理汽相沉积(pvd)形成。

应明白，尽管位于凹部之外的一些导电材料因喷砂处理而被去除掉，但例如在喷砂处理之后也可以保留位于凹部之外的一些导电材料(例如，如果有保护涂层保护该导电材料以免受喷砂处理的影响)。还应明白，尽管位于凹部中的至少一些导电材料在喷砂处理之后得以保留，但可以通过喷砂处理去除凹部中的一些导电材料(例如，如果凹部的顶部较宽，使得凹部中的最上方的导电材料在喷砂处理期间被去除，而同时向下深入到凹部的较窄部分中的导电材料在喷砂处理之后得以保留)。

喷砂处理可包括通过颗粒轰击基底。喷砂处理中使用的颗粒的平均直径可以例如至少与凹部的上述宽度(在凹部的一定深度上在第一层的覆盖凹部相对的内部侧壁的部分之间测量得到的)一样大。喷砂处理中使用的颗粒的平均直径可以例如为至少50微米、60微米、65微米、70微米、75微米或80微米，或者可以在40-80微米的范围内，或在50-70微米的范围内。

第一层可以例如是α-al2o3、κ-al2o3、zro2、hfo2或aln层，优选地是通过cvd产生的。

引线的导电材料可以例如包括金属、碳化物、硼化物、氮化硼或碳氮化物，诸如tin、tic、zrc、zrn、hfn、hfc、crc、crn、ticn、zrcn、tib2、tibn、altin、au、pt、pd、cu、cr和ni中的一个或多个。

根据一些实施例，该方法可以包括在对主体的至少一部分进行喷砂处理之前，形成覆盖主体的至少一部分的第二层，使得第二层的至少一部分设置在凹部中，并覆盖位于凹部中的导电材料。

第二层可以例如是电绝缘的。

第一层例如可以比第二层更耐喷砂处理。在喷砂处理期间，例如，可以去除第二层的位于凹部之外的一部分，而在喷砂处理之前设置在凹部中的第二层的至少一部分也可以在喷砂处理之后保留在凹部中。

应注意，本公开的实施例涉及权利要求书中记载的特征的所有可能的组合。此外，应明白，根据第一方面的针对切削刀片描述的各种实施例都可以与根据第二方面的方法的实施例结合，并且反之亦然。

附图说明

下面，将更详细地并参考附图描述示例实施例，其中：

图1是根据实施例的具有传感器布置的切削刀片的顶视图；

图2是图1的切削刀片的一部分的横截面图，其示出了在其中设置有传感器布置的引线的凹部；

图3是其中可以采用图1的切削刀片的示例切削刀具的一部分的透视图；

图4是在经受喷砂处理之前的图1至图3的切削刀片的一部分的横截面图；

图5是根据实施例的切削刀片的一部分的横截面图，其中与图2的切削刀片相比，引线被定位成向下更深入到凹部中；

图6是根据实施例的切削刀片的一部分的横截面图，其中与图2的切削刀片相比具有额外的绝缘层；

图7是在经受喷砂处理之前的图6的切削刀片的一部分的横截面图；

图8是根据实施例的切削刀片的一部分的横截面图，其中与图7中的切削刀片类似地是具有额外的绝缘层，但其中已经去除了该额外的绝缘层的一些部分；

图9是在经受喷砂处理之后的图8的切削刀片的一部分的横截面图；

图10是根据实施例的切削刀片的顶视图，具有与图1中的切削刀片不同的传感器布置；以及

图11是根据实施例的切削刀片的一部分的横截面图，其类似于图2中的切削刀片，但其中凹部形成在一个层中，而非形成在基底中。

所有附图都是示意性的，不必然按比例绘制，并且通常仅示出为了阐明各个实施例所必需的部分，而其它部分可能被省略或仅被建议。除非另有说明，否则不同附图中相似的附图标记都指代相似的部分。

具体实施方式

图1是根据实施例的具有传感器布置的切削刀片100的顶视图。图2是图1的切削刀片100的一部分的横截面图，其示出了传感器布置的引线130被布置在其中的凹部111。图2中所示的横截面是沿图1中的线a在正交于引线130的方向的方向上截取的，并且仅包括切削刀片100的一部分。在图3中提供了切削刀片100的透视图，图3也示出了其中可以采用切削刀片100的示例切削刀具的一部分。切削刀片100适于用在机械加工操作中，诸如金属的切削、铣削或钻削。

切削刀片100包括基底110(或基材110)，基底110具有沿着基底110的至少一部分延伸的伸长的凹部111(或空腔111)。虽然在图2中示出了凹部111的横截面图，但是当从上方观察或以透视图观察时，凹部可能没有那么清晰可见。因此，为了清楚起见，在图1和图3中未示出凹部111。另一方面，图1和图3示出了引线130(其被布置在凹部111中，并且遵循凹部111)如何沿着切削刀片100延伸。凹部111可以类似于图1和图3中所示的引线130地沿着切削刀片100延伸。基底110可以例如成型为平行六面体，但是在前刀面160上具有孔150。基底110可以例如包括硬质合金(或由其制成)，诸如具有钴粘结剂的碳化钨。

切削刀片100包括第一层120，该第一层120覆盖基底110的至少一部分，包括凹部111的内部侧壁112和113。第一层120是电绝缘层，并且可以例如包括α-al2o3(α相的三氧化二铝)(或由其制成)。第一层120可以例如用作热屏障。在金属切削操作中，第一层还可以是高耐磨层。第一层120的厚度在1至15微米的范围内。

切削刀片100包括传感器布置，该传感器布置包括沿着凹部111延伸的引线130。引线130包括导电材料130，导电材料130被布置在凹部111中，使得第一层120位于导电材料130和凹部111的内部侧壁112、113之间。导电材料130可以例如包括合适的氮化物和/或碳化物，诸如tin(氮化钛)、ticn(碳氮化钛)和/或tic(碳化钛)。在本实施例中，以在凹部111中布置于第一层120之上的导电涂层(coating)或层(layer)的形式提供引线130。导电层130的厚度t在0.1-5微米的范围内。

在本实施例中，在基底110和第一层120之间存在内层140。内层140可以例如包括ti(c、n、o)，例如ticn。还设想了其它组分，诸如基于zr(c、n)、altin或hf(c、n)的组分。内层140的厚度在1至15微米的范围内。内层140在提供更大耐磨性，诸如切削刀具的耐磨蚀性方面是有利的。第一层120在引线130与可能导电的内层140之间提供电绝缘。

下面将参考图1、图2和图4进一步描述切削刀片100(以及制造切削刀片的方法)。然而，首先将参考图1至图3描述切削刀片100的传感器布置的目的。

引线130是设置在切削刀片100中的传感器布置的一部分。如图1中所示，传感器布置还包括第一和第二接触区域131和132，传感器布置可通过第一和第二接触区域131和132连接到外部测量电路。引线130连接到第一和第二接触区域131和132，以便能够经由接触区域131和132测量引线130的电阻。由于传感器布置从第一接触区域131穿过引线130到第二接触区域131形成闭环，所以测量得到的电阻可能非常低。然而，如果切削刀片100在布置引线130的区域中经受磨损，则引线130可能最终损坏或磨损(至少如果引线没有布置得太深入到凹部中的话)。在金属切削过程中，当切削刀片100与工件相互作用时，工件本身或来自工件的切屑可能会导致切削刀片100磨损，并可能最终向下伸入到凹部111中，从而损坏引线130。

尽管引线130的损坏可能会升高引线130的电阻，但是当切削刀片正在切削时(也称为“进入切削(incut)”)，可能不是那么容易检测到电阻的升高。实际上，即使引线130受损，测量得到的电阻也可能很低，因为工件(或来自工件的切屑)可能是导电的，并且可能有助于越过引线130的受损部分传输电流。然而，当切削刀片100不再切削时(也称为“脱离切削”)，由于工件或切屑将不再有助于传输电流，所以可以通过电阻的增大来指示(或呈现)引线130的受损。因此，切削刀片100的磨损可以通过检测脱离切削(outofcut)时的电阻增大而被检测出来。当经由传感器布置检测到切削刀片100已经达到一定水平的磨损时，切削刀片100例如可以被新的切削刀片替换。

图3是其中可以采用切削刀片100的示例切削刀具的一部分的透视图。切削刀具包括用于保持切削刀片100的刀夹310，以及连接至刀夹310以测量引线130的电阻的测量电路320。刀夹310具有电触点311和312，当切削刀片100被刀夹310保持时，电触点311和312将分别电连接至切削刀片100的接触区域131和132。在本示例中，电触点311和312在设置于刀夹310上的突起313的下侧上暴露出来，以便一旦切削刀片100已经附接在刀夹310上，电触点311和312就将与切削刀片100的接触区域131和132接触。测量电路320通过刀夹310的电触点311和312连接到切削刀片100的传感器布置。切削刀片100在前刀面160上具有通孔150，并且在刀夹310上设有螺钉孔314，使得能够通过螺钉330将切削刀片100紧固在刀夹310上。

上文参考图1至图3所述的切削刀片100仅包括单根引线130。然而，可以设想其中切削刀片的传感器布置包括多根引线的实施例。切削刀片可以例如包括多根引线和相关联的接触区域，以在切削刀片的不同区域中，例如在切削刀片的不同侧面/端面处进行测量。安装有切削刀片的刀具可以包括电触点和用于测量这些多根引线的电阻的测量电路。

图10是根据实施例的具有多根引线的切削刀片200的顶视图。切削刀片200的引线被分组成三对，以监测不同位置处的磨损。将仅描述这些引线对中的一对引线，但是其它对的引线是类似地布置的。

第一引线230连接至第一接触区域231，第二引线240连接至第二接触区域241。传感器布置可以通过接触区域231和241以与上文参考图3针对切削刀片100和测量电路320所述的类似的方式连接至外部测量电路。引线230和240可以例如被布置在与上文参考图2所述的凹部111类似的相应的凹部中。引线230和240存在自由端232和242，自由端232和242被定位成使得在切削刀片200的预定磨损时，自由端232和242将通过金属工件或者通过由切削刀片200在金属工件上的操作引起的切屑而彼此连接。换句话说，引线230和240止于相应的自由端232和242，自由端232、242在切削刀片200被充分磨损之前彼此不连接。

外部测量电路对接触区域231和241之间的电阻进行测量。最初地是，自由端232和242将不会彼此连接，因此测量得到的电阻将很高(换句话说，切削刀片200的传感器布置为开环(openloop)传感器布置，与上文参考图1和图3所述的闭环传感器布置相反)。随着切削刀片200受到磨损，引线230和240的自由端232和242最终将暴露出来(除非自由端232和242被布置得太深入到凹部中)，并且通过工件或来自工件的切屑而彼此连接。在发生这种情况时，测量得到的电阻会减小，这可能在进入切削时(即在金属切削过程中)被检测到。换句话说，不需要等到切削刀片200脱离切削时才检测出已经达到预定磨损。当通过传感器布置检测到切削刀片200已经达到一定水平的磨损时，切削刀片200可以例如被新的切削刀片代替。

应明白，切削刀片的传感器布置可以包括不同类型的引线，并且/或者被定位在切削刀片的不同区域中。开环传感器布置(如参考图10所述的)和闭环传感器布置(如参考图1所述的)的组合可以例如在切削刀片中采用。传感器布置可以例如布置用以测量靠近切削刀片的切削刃180的磨损。传感器布置的引线可以例如布置在前刀面160处，以监测月牙洼磨损，或布置在余隙面170处。

将引线布置在凹部中(而不是布置在切削刀片的表面上)降低了引线在机械加工的初始阶段受损或掉落的风险。引线可以例如布置在一定深度处，使得它们仅一旦在切削刀片已经经受一定程度的磨损之时才受到磨损的影响。

现在将参考图1、图2和图4描述制造上文参考图1至图3所述的切削刀片100的方法。图4是切削刀片100的与图2中的相同的部分的横截面图，但是是在切削刀片经过喷砂处理之前的。切削刀片100例如可以按下文制造。

首先，例如经由诸如金属粉末的烧结或热等静压的惯用生产方法来提供基底110。基底110可以例如被成型为近似平行六面体(如图1所示，在中心具有孔150)。

可以在烧结或压制期间通过使用适当形状的压制工具形成基底110中的伸长的凹部111。可替代地是，在已经制造了基底110之后，能够采用激光(诸如皮秒激光)来形成凹部111。在本实施例中，凹部111是渐缩的(或v形)，使得其在顶部与更深入到凹部111中相比更宽。也可设想下列实施例，其中凹部111具有不同形状，诸如具有竖直侧壁的凹部，或者具有弯曲侧壁的u形或半圆形凹部。凹部111的形状例如可以取决于为了提供凹部而采用的方法。凹部111例如可以至少为5、10或20微米深。凹部110的深度例如可作为竖直距离d3测量，该竖直距离d3是从其中形成凹部111的基底110的表面114向下到凹部111的底部115的竖直距离。凹部111的深度d3例如可以在1至50微米的范围内，优选地是在10至50微米的范围内，或在20至40微米的范围内。

然后，使用化学汽相沉积(cvd)或某种其它方法，诸如物理汽相沉积(pvd)，将层(或涂层)施加到基底110上。形成第一层120以覆盖基底110，包括凹部111的内部侧壁112和113。然后，形成导电材料层430，以覆盖基底110，以便在凹部111中设置导电材料430，其中第一层120位于凹部111中的导电材料430与凹部111的内部侧壁112和113之间。在本实施例中，内层140被施加在基底110和第一层120之间。内层140、第一层120和导电层430形成覆盖基底110的cvd叠层。

引线130的一部分可以例如布置在深入凹部111中至少5、10或20微米的深度d4上，深度d4是从形成有凹部111的基底110的表面114测量得到的。

然后，对基底110进行顶部喷砂处理，以便位于凹部111的之外的导电材料430的那些部分被从基底110去除，而保留在凹部111中的导电材料430形成沿着凹部111延伸的引线130(如图1中所示)。为了使这种喷砂出来程序按预期进行，关于喷砂处理期间要使用的喷砂处理颗粒的尺寸，适当地选择凹部111的宽度。

凹部111的宽度能够以不同的方式表示。例如，能够在凹部111的左侧壁112和凹部111的右侧壁113之间测量第一宽度w1。在本实施例中，凹部111是渐缩的(或v形的)，使得其在顶部处与向下更深入到凹部111相比更宽。因此，可以在侧壁112和113的顶部处测量第一宽度w1，以获得凹部111的最大可能宽度。第一宽度w1可以例如小于或等于100微米，或小于或等于90微米，或小于或等于80微米。

然而，在本公开中，更有用的是考虑在喷砂出来期间采用的喷砂处理颗粒所经历的凹部111的宽度，因为足够窄的凹部111可以保护凹部111中的导电材料430，以免受喷砂处理影响。因此，宽度是在第一层120的覆盖凹部111的相对的内部侧壁112和113的部分之间测量得到的。换句话说，宽度是从第一层120的覆盖凹部111的左侧壁112的一部分到第一层120的覆盖凹部111的右侧壁113的一部分测量得到的。可以在凹部111的不同深度上测量宽度。有用的是测量在如下深度上的宽度，其中在凹部111中在该深度之下存在有导电材料430，以便如果该宽度足够得小，则可以保护这种导电材料430。

在本实施例中，例如可以在深度d1上测量宽度(下文称为第二宽度w2)，该深度d1对应于凹部111的最上部。如果第二宽度w2与喷砂处理颗粒的尺寸相比足够得小，则这允许凹部111内的所有的导电材料430在喷砂处理期间在一定程度上受凹部111保护，这形成了一直向上延伸到凹部的顶部的引线130，如图1中所示。例如，如果喷砂处理颗粒的平均直径大于80微米，并且第二宽度w2至多为80微米，优选地是小于70微米，则可以获得这种结果。喷砂处理颗粒的平均直径可以例如为70微米，并且凹部111的第二宽度w2可以例如为60微米或50微米。应明白，只要第一层120和/或内层140足够得厚，则第一宽度w1仍能够大于喷砂处理颗粒的平均直径。

如果第二宽度w2与喷砂处理颗粒的尺寸相比太大(例如，第二宽度w2为100微米，但喷砂处理颗粒的平均直径为70微米)，则位于凹部100内的一些导电材料430可能在喷砂处理期间被去除。由此，可以在其中凹部111更窄处向下更深入到凹部111中(例如，在向下深入到凹部111中的半途的深度d2上)测量宽度(下文称为第三宽度w3)。如果第三宽度w3与喷砂处理颗粒的尺寸相比足够得小(例如，第三宽度w3可以小于喷砂处理颗粒的平均直径)，则这允许在凹部111中位于该深度d2之下的导电材料430在喷砂处理期间受到凹部111保护，这形成了位于凹部111中的引线530，其向上延伸直到其中测量第三宽度w3所处的深度d2，如图5中所示。换句话说，引线530不会一直延伸到凹部111的顶部。例如，这可以降低引线530与工件、来自工件的切屑或机械加工过程中产生的碎屑意外电接触的风险，这种意外电接触可能会影响通过引线530执行的测量的可靠性。

在喷砂处理期间，基底110以及基底110的那些暴露出来的层被颗粒轰击。第一层120适于耐受喷砂处理，所以只要凹部111与喷砂处理颗粒的尺寸相比足够得窄，则喷砂处理颗粒就不会到达位于凹部111内部的导电材料430。喷砂处理用于提供第一层120的期望的表面光滑度，并且因喷砂处理而在第一层120中产生的残余压缩应力，使得刃线性能能够更强。因此，在喷砂处理之后保留的切削刀片100具有：可用于测量的引线130(或530)；以及在凹部111之外的第一层120，其为切削刀片100提供期望的机械加工性能。

喷砂处理颗粒的尺寸不应太大，因为这会涉及到太高的动能，太高动能例如可能会存在损坏切削刀片的切削刃的风险。喷砂处理颗粒的平均直径例如可以最大为切削刀片的切削刃的半径的两倍大。切削刃的半径可以例如在25至50微米的范围内。而且，与喷砂处理颗粒相比，凹部111应足够得窄，以便在喷砂处理期间，凹部111中的至少一些导电材料430可以受到保护，以免受喷砂处理颗粒的影响。

上文参考图1、图2和图4所述的制造方法是一种向切削刀片100提供传感器布置的高效方式。如果通过使用适当成型的压制工具形成凹部111(而不是使用激光来形成凹部111)，则传感器布置例如可以作为用于制造不具有传感器布置的cvd涂覆的切削刀片的普通制造步骤的一部分来提供。换句话说，可能不需要使用专用的制造步骤(例如包括蚀刻或激光)来将传感器布置引入切削刀片中。

如果采用顶部喷砂处理来去除在切削刀片100的前刀面处位于凹部111之外的导电材料430，则在顶部喷砂处理之后，导电材料可以保留在切削刀片的其它端面/侧面(诸如余隙面)处。如果在顶部喷砂处理之后，在切削刀片的余隙面处保留有太厚的导电材料层430，则该层可能影响到切削刀片的性能。

应明白，引线130可以例如在凹部111中延伸其整个长度。然而，也可以设想一些实施例，其中，在切削刀片100的表面处而非在凹部111中设置引线130的一些部分(例如，远离其中预期到有磨损的区域)的实施例。应明白，切削刀片可以包括布置在凹部中的引线，以及布置在切削刀片的表面处的引线。还应明白，引线130的不同部分例如可以以不同深度布置到凹部111中，并且凹部111的宽度可以沿着凹部111的延伸而变化。基底110可以例如具有特定的表面几何形状(例如包括凸脊和凹谷)，从而改善切削性能和/或耐久性，这可以使凹部111的深度沿切削刀片100变化。引线130的不同部分也可以具有不同形状、厚度或直径。引线130优选地是足够得厚(例如，厚度t至少为0.5微米)，从而在制造期间不太易于断裂。

应明白，在图2中所示的横截面中，引线130具有至少与凹部111的第二宽度w2一样大的直径。还应明白，在图5中所示的横截面中，引线530具有至少与凹部111的第三宽度w3一样大的直径。

图6是根据一个实施例的切削刀片的一部分的横截面图，其与图2中的切削刀片100相比具有额外的绝缘层690。该额外的绝缘层690可以例如包括κ-al2o3(κ相的三氧化二铝)，并且向引线130提供电绝缘。图6中的切削刀片以与参考图1至图4所述的切削刀片100类似的方式制造，除了在喷砂处理之前形成第二层790，如图7中所示(图7是图6的切削刀片的一部分的横截面图，但是是在经受喷砂处理之前的)。在基底110经受喷砂处理之前，第二层790形成为使得其覆盖基底110。第二层790的至少一部分设置在凹部111中，并且覆盖位于凹部111中的导电材料430。当进行喷砂处理时，位于凹部111之外的第二层790的那些部分被去除，而位于凹部111内的第二层790的那些部分得以保留，以形成该额外的绝缘层690(如图6中所示)。

该额外的绝缘层690降低了引线130与工件、来自工件的切屑或者机械加工期间产生的碎屑意外电接触的风险，否则，意外电接触可能影响到通过引线130进行的测量的可靠性。在本示例中，引线130的除上端133和134之外的所有部分均被该额外的绝缘层690绝缘。绝缘层690也保护引线130以免于氧化，氧化可能影响到引线130的电阻。

图8是根据一个实施例的切削刀片的一部分的横截面图，其具有与图7中的第二层70类似的第二层890，但其中已经去除了第二层890的特定部分891和892。图9是图8的切削刀片的一部分的横截面图，但是是在经受喷砂处理之后的。

在本实施例中，第二层890(作为额外的绝缘层)是一种耐喷砂处理(即，不能通过喷砂处理去除)的类型。该额外的绝缘层890例如可以包含α-al2o3(α相的三氧化二铝)。由于额外层890保护导电层430，所以在喷砂处理之前采用激光或蚀刻去除额外层890在凹部111的任一侧上的部分891和892。这允许在喷砂处理期间去除位于这些已被去除的部分891和892下方的导电材料430，以便在凹部111中形成引线930。在本实施例中，导电材料931和932保留在凹部111的任一侧上，但是不连接至凹部111中的引线930。

制造根据上文参考图6和图7所述的实施例的切削刀片的优点在于，其不需要使用蚀刻或激光来形成引线130(与参考图8和图9所述的实施例相反)。而是，可以将所有的层都设置在cvd叠层中，并且可以通过用于提高第一层120的切削性能的同一喷砂处理操作来形成引线130。

在上文参考图1至图4所述的切削刀片100中，凹部111形成在基底110中。然而，也可以设想一些实施例，其中凹部111形成在覆盖基底110的层中，而非形成在基底110本身中。凹部111例如可以形成在第一层120中，或者形成在内层140中。图11是根据这种实施例的切削刀片的一部分的横截面图。与其中引线130在形成于基底110中的凹部111中延伸的图2相反，图11中的引线130在凹部1111中延伸，而凹部1111形成在第一层1120(其是电绝缘的，并且可以由与上文参考图2所述的第一层120相同的材料形成)中。在图11中，基底110、内层140以及第一层1120可以一起视为供凹部1111沿着延伸的主体。由于凹部1111在第一层1120中形成，所以第一层1120覆盖凹部1111的内部侧壁。第一层1120位于引线130和基底110之间(并且也在引线130和内层140之间)。凹部1111例如可以通过使用激光在第一层1120中形成。

与图2类似地是，凹部1111的宽度w4可以在接近凹部1111的顶部的深度d5上测量，以便引线130位于深度d5的下方。宽度w4是在第一层1120的覆盖凹部1111的相对的侧壁的部分之间测量得到的，并且例如可以小于或等于80微米。本领域技术人员应明白，本发明决不限于上文所述的示例实施例。相反，在所附权利要求书的范围内可能存在许多改型和变型。例如，切削刀片的凹部和引线可以沿与图1和图10中所示的那些示例路径/图案不同形状的路径/图案延伸。另外，本领域技术人员在实施所要求保护的发明时，通过研究附图、本公开内容以及所附权利要求书，能够理解和实现所公开实施例的变型。在权利要求书中，词语“包括…”不排除其它元素或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。一些措施被记载在互不相同的从属权利要求中的仅有事实并不表示使用这些措施的组合不会是有利的。权利要求书中的任何附图标记都不应被解释为限制本发明的范围。