硬质覆膜包覆切削工具的制作方法_3

文档序号:8273346阅读:来源:国知局
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[0070]冷却介质:送风
[0071]工具突出量:15mm
[0072]旋转速度:30,OOOmirT1,进给速度:150mm/min,轴向的切削深度:0.05mm
[0073]半径方向的切削深度:0.25mm
[0074]加工方法:加工出4.3mmX4.3mmX深度0.6mm的四方凹槽形状。
[0075]在以上的加工条件下对图12的实验例的组合进行实验,对达到工具寿命的凹槽加工个数(寿命)、1个凹槽加工后的上表面的棱线的小崩刃的大小(长度)、以及前刀面2的覆膜剥离的产生状态进行了比较。
[0076]在后刀面I的膜厚hi为5 μ m时,为这样的结果:由于使前刀面2的膜厚h2变薄,因此刃尖的R变小,对小崩刃的抑制有效,但是,由于后刀面I的膜厚hi较薄,工具寿命较短,可加工的凹槽数较少(实验例I?4)。
[0077]与此相对,在后刀面I的膜厚hi为8 μπι的情况下,由于使前刀面2的膜厚h2变薄,因此刃尖的R变小,发现对小崩刃的抑制有效。由于后刀面I的膜厚hi变厚,因此达到工具寿命的凹槽加工个数增加(实验例5?9)。在覆膜除去后的前刀面2的膜厚h2为6 ym的情况下,结果为:在加工时,前刀面2的覆膜剥离对加工面产生了较大的影响(实验例9) ο
[0078]而且,在后刀面I的膜厚hi为15 μ m的情况下,由于使前刀面2的膜厚h2变薄,因此刃尖的R变小,发现对小崩刃的抑制有效。由于后刀面I的膜厚hi变厚,因此达到工具寿命的凹槽加工个数增加。在覆膜除去后的前刀面2的膜厚h2为12 μm的情况下,小崩刃的大小稍微变大,在加工过程中发生了前刀面2的覆膜剥离,对加工面产生了阶梯差等的影响(实验例10?13) ο
[0079]另外,在后刀面I的膜厚hi为19 μm的情况下,在设前刀面2的膜厚h2为8 μπι时,刃尖的R成为12 μπι。在没有除去靠前刀面2侧的金刚石覆膜4的情况下,前刀面2的膜厚h2为18 μ m,刃尖的R为20 μ m,加工评价的结果是,在将前刀面2的膜厚h2设为8 μ m的情况下,小崩刃的大小为10 μ m,在没有除去靠前刀面2侧的金刚石覆膜4的情况下,小崩刃的大小为38 μπι。关于前刀面2的覆膜剥离对加工面的影响,在将前刀面2的膜厚h2设为8 μπι的情况下,与没有除去靠前刀面2侧的金刚石覆膜4的情况相比,也存在改善的趋势(实验例14、15)。
[0080]在后刀面I的膜厚hi为30 μ m的情况下,通过使前刀面2的膜厚h2变薄,由此刃尖的R变小,发现对小崩刃的抑制有效(实验例16?18)。由于后刀面I的膜厚hi较大,在没有将靠前刀面2侧的金刚石覆膜4除去的情况下刃尖的R较大,因此,使前刀面2的膜厚h2变薄时得到的刃尖的R的大小比后刀面I的膜厚hi较薄时大。因此,在将前刀面2的膜厚h2设定为后刀面I的膜厚hi的0.5倍时,刃尖的R也变大,小崩刃的大小和加工时前刀面2的覆膜剥离对加工面的影响也稍微变大(实验例18)。
[0081]在后刀面I的膜厚hi为35 μ m的情况下,在将前刀面2的膜厚h2设为O时,刃尖的R能够形成为15 μπι,但是,由于后刀面I的膜厚hi较厚,因此,由于金刚石覆膜4的密合性问题而过早地发生膜的损伤,从而使得小崩刃变大,达到工具寿命的凹槽加工个数也是2个(实验例20)。
[0082]在后刀面I的膜厚hi为40 μ m的情况下,在将前刀面2的膜厚h2设为O时,刃尖的R成为18 μ m,工具损伤从加工的初期就开始发生,小崩刃变大,并且,达到工具寿命的凹槽加工个数也是2个。另外,在将前刀面2的膜厚h2残留为10 μ m、20 μ m、24 μ m的情况下,由于刃尖的R变大而受到较大的切削阻力、和金刚石覆膜4的密合性的问题,凹槽加工个数为O个(实验例21?24)。
[0083]根据以上的结果,将技术方案I的后刀面I的膜厚hi设定为8 μπι <hl < 30 μπι,并将后刀面I的膜厚hi与前刀面2的膜厚h2的关系设定为O ( h2/hl ^ 0.5ο另外,关于刃尖的R,希望将其相对于后刀面I的膜厚hi设定在规定的比例以下,在技术方案2中,使0.1hl ^ R ^ 0.8hl,进而在膜厚较厚的情况下,存在仅通过与后刀面I的膜厚hi的比例无法取得效果的情况,因此设定为0.1hl ^ 15 μπι。
[0084]另外,在本实施例中,在从工具末端起沿轴向为工具直径的0.3倍以下的范围内的、靠前刀面2侧的金刚石覆膜4的与切削刃3相邻的区域中,以规定的并排设置间隔α并排设置有多个微细的凸条6,所述多个凸条6与切削刃3以90° ±20°的范围内的角度交叉。并且,该凸条6是使通过所述激光照射而产生的槽(照射痕)与相邻的槽局部重合而形成的(参照图2)。具体来说,如图3所示,在将与通过切削刃3的切线垂直的直线的角度设定为90°的情况下,设定成与所述切线以大约90°交叉。
[0085]凸条6也可以通过激光照射以外的手段形成。在切削时切肩相对于切削刃3向直角方向流动,因此,在对切肩的流动进行控制的方面,优选的是,与切削刃3垂直地形成凸条6。另外,通过实验可知,根据凸条6所排列的间隔不同,切肩排出性也不同。
[0086]图13示出了在图12中的实验例14的形状下改变凸条6所并排设置的角度条件时的实验结果。在将与通过切削刃3的切线垂直的直线的角度设定为90°的情况下,凸条6相对于所述切线的角度为90° ±20°,切肩排出性良好,优选的是90° ±10°的范围。在实验例14中,如图3所图示这样相对于所述切线以大约90°交叉。
[0087]另外,在本实施例中,该凸条6的并排设置间隔(激光照射的间隔)α被设定在I μπι以上且30 μπι以下(参照图2)。图14示出了在图12中的实验例14的形状下改变凸条6的并排设置间隔α时的实验结果。观察刃尖,刃尖的锋利度和切肩排出性在并排设置间隔α为0.8 μπι以上且40 μπι以下时良好。这可以认为是由于刃尖附近的微观组织效果而使得切肩分离变得良好从而能够实现稳定的切削。
[0088]在实验例14中,凸条6的并排设置间隔α被设定为10 μπι。在并排设置间隔α低于Iym时,无法期待通过形成凸条6所实现的上述效果。另外,当并排设置间隔α超过30 μπι时,难以稳定地减小刃尖的R,从而无法期待刃尖的切削性改善。另外,获得了刃尖的状态在并排设置间隔α为30 μπι以下时良好这样的结果。
[0089]另外,并排设置有该凸条6的部分的算术平均粗糙度Ra被设定为0.05 μ m以上且Iym以下。
[0090]设置有所述凸条6的区域的算术平均粗糙度Ra为0.05 μ m以上是所希望的,因算术平均粗糙度Ra变大而使得精加工面粗糙度恶化,因此,Iym以下是所希望的。本实施例中,算术平均粗糙度Ra被设定为0.5μπι左右。通过将凸条6的并排设置间隔α (激光照射的间隔)变窄,能够减小算术平均粗糙度Ra,另外,通过增大间隔α,算术平均粗糙度Ra变大。通过算术平均粗糙度Ra变小,使得刃尖变得锋利,另外,如果算术平均粗糙度Ra变得过大,则有失去刃尖的锋利度的趋势。
[0091]并且,本发明并不限于本实施例这样的单刃球头立铣刀,同样也能够应用于2个以上的刃数的球头立铣刀、圆角立铣刀、方头立铣刀等。对于2个刃以上的刃数的立铣刀,只要对需要的所有刃尖进行应用即可。
[0092]另外,覆膜不限于金刚石覆膜,也可以采用氮化物系覆膜等硬质覆膜。
[0093]由于本实施例如上述这样构成,因此,通过将切削刃3附近的靠前刀面2侧的硬质覆膜4的膜厚设定为靠后刀面I侧的硬质覆膜4的一半以下
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