表面包覆切削刀片的制造方法

专利名称：表面包覆切削刀片的制造方法
技术领域：
本发明涉及安装于刀片装卸式的各种工具上以用来进行切削加工的表面包覆切削刀片及其制造方法。
本申请要求于2005年12月2日申请的日本专利申请第2005-349651号的优先权，其内容在此引入。
背景技术：
切削刀片具有以碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷或陶瓷等硬质材料为母材的(例如多边形板状)刀片主体，在其前面和后面的交叉棱线部形成切削刃。该切削刀片安装在刀片装卸式的工具上，被广泛应用于金属切削材料的切削加工。另外，对于这样的切削刀片，主要考虑到要提高其耐磨性，提出了在刀片主体的表面上包覆有包覆层的表面包覆切削刀片，该包覆层是由例如元素周期表中的IVa、Va、VIa族金属以及Al、Si中的一种的碳化物、氮化物、氧化物、硼化物或其复合化合物而形成的单层或两层以上的多层包覆层。
而且，对于这样的表面包覆切削刀片，在例如专利文献1、2中也提出了以机械方式去除这样的包覆层的一部分、或者使包覆层的表面平滑化的切削刀片。也就是说，在专利文献1中公开了以下的切削刀片，即，仅从切削刃轮廓线或者前面与切削刃轮廓线双方以机械方式去除形成于α-Al2O3层上的TiCxNyOz层，而在后面上保留TiCxNyOz层。将相对于扩散前面磨损和熔敷(涂抹，smearing)的抵抗性强的Al2O3作为前面和切削刃的最外层，而在后面将相对于后面磨损的抵抗性强的TiCxNyOz作为最外层以代替相对来说较早产生磨损的Al2O3，从而可以在前面和后面同时发挥出优良的耐磨损性。另外，可以举出刷光、抛光、干式或湿式喷砂处理作为机械方式的去除方法。
在专利文献2中公开了下述方案，即，为了可以简单地检测出切削刃是没有使用过还是已经用过了，而在后面上设置使用状态显示层。而且，示出了如下方法，即，希望包覆Al2O3作为减少磨损的包覆膜，然后包覆TiN层作为最外层，再通过刷光或喷砂来从前面和切削刃以机械方式去除作为使用状态显示层的TiN层。
在专利文献1、2中记载的该包覆层的机械去除方法中，采用刷子进行的刷光、抛光处理如下所述，例如，采用含有磨料的尼龙刷、添加了金刚石磨浆的动物毛刷或者弹性磨具等来对切削刀片的表面进行抛光。
但是，为了在普通切削刀片的切削刃的珩磨和研磨处理中也能应用这种处理，该处理的加工能量较高。并且，由于加工能量较强地作用在刀片主体中特别是形成有突出的切削刃的上述交叉棱线部，所以，在该交叉棱线部不仅去除了最外层的TiCxNyOz层和TiN层，还有可能将其下面的部分Al2O3层也研磨得较薄。另外，在干式喷砂那样的喷砂处理中，加工能量也较高，有可能在去除了最外层而露出的Al2O3层的表面上产生研磨伤等，或者是表面粗糙度劣化，或者导致刀片自身的韧性下降。
而且，在上述采用刷子或弹性磨具进行的刷光、抛光中，只能逐面对切削刀片进行处理。特别是，对于在板状刀片主体的正反两面形成有切削刃的负型切削刀片等，无法避免处理效率下降的问题。另外，即使在利用喷砂进行的干式或湿式喷砂处理中，在将切削刀片嵌入到形成于例如硬质聚氨酯等制的夹具上的孔中，或者将设置于夹具上的销插入到切削刀片的安装孔中，从而将该切削刀片设定于夹具上，然后进行喷砂处理的情况下，还是只能逐面处理，并且，若喷砂的研磨材料喷射方向为单方向的话，则无法均匀地对切削刀片整周进行处理，从而会制造出切削刃和前面的状态局部不同的切削刀片。
日本特开平8-52603号公报；[专利文献2]日本特开2002-144108号公报。

发明内容
本发明正是在这样的背景下提出的，其目的在于提供一种表面包覆切削刀片的制造方法，在对刀片主体表面上形成有包覆层的切削刀片进行去除局部包覆层或使其表面平滑化的处理的情况下，不存在去除必要量以上的包覆层、反而导致表面粗糙度劣化的问题，并且，可以均匀且高效地进行处理。
本发明的表面包覆切削刀片的制造方法，借助可绕轴线旋转的一对旋转轴夹入并保持表面包覆切削刀片，边使其绕上述轴线旋转，边借助至少一个喷枪向上述表面包覆切削刀片的表面喷射研磨液，来进行湿喷砂。
也可以以前面与上述轴线垂直地朝向上述轴线方向的方式，夹入并保持上述刀片。
也可以在借助上述喷枪进行湿喷砂期间，控制上述旋转轴的旋转时间和旋转速度。
也可以在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个旋转角度区域或者旋转角度位置，控制上述旋转轴的旋转。
也可以在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个上述旋转角度区域，使上述旋转轴的旋转速度变化。
也可以在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个上述旋转角度位置，使上述旋转轴的旋转停止。
也可以在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个旋转角度区域或者旋转角度位置，使上述喷枪喷出的研磨液的喷射压力变化。
也可以在一个或多个上述旋转角度区域，使上述旋转轴的旋转速度变化。
也可以在一个或多个上述旋转角度位置，使上述旋转轴的旋转停止。
也可以设计成，可以调整上述喷枪喷出的研磨液的喷射方向与上述轴线所成的喷射角。
也可以在上述一对旋转轴中的至少一个上安装遮蔽部件，对上述表面包覆切削刀片的表面进行遮蔽，而进行湿喷砂。
也可以由多个喷枪进行湿喷砂。
也可以设计成，上述多个喷枪隔着旋转轴的轴线位于相反侧，并且配置成，喷嘴朝向保持在该旋转轴上的切削刀片侧。
也可以设计成，上述多个喷枪隔着一对旋转轴之间的部分在轴线方向上位于相反侧。
也可以设计成，上述表面包覆切削刀片形成为多边形板状。
上述表面包覆切削刀片的母材可以是碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷或陶瓷。
在本发明中，对表面包覆切削刀片进行的湿喷砂处理，是将含有喷射研磨材料的液体(一般是水)即研磨液喷射到被处理物上而进行研磨。与上述那样的采用弹性磨具或刷子的机械加工相比自不必说，即使与干式喷砂处理那样的喷砂处理相比，也是加工能量较弱的软加工，这是由于液体在与被处理物之间使喷射研磨材料的运动能量衰减。因此，通过将其用于去除本发明那样的表面包覆切削刀片的一部分包覆层或使之表面平滑化，可以防止过度去除必要量以上的包覆层而导致上述包覆层局部变薄、或者表面粗糙度劣化的问题。另外，特别是在上述交叉棱线部，也没有强加工能量局部作用，所以，也不会产生仅对形成切削刃的该交叉棱线部进行过处理的问题。
而且，在本发明的制造方法中，由可绕轴线旋转的一对旋转轴夹入并保持表面包覆切削刀片，借助这些旋转轴使切削刀片旋转，并且借助喷枪朝上述表面包覆切削刀片的表面喷射研磨液、进行湿喷砂。由此，可以在切削刀片的整周进行均匀的处理。而且，在上述轴线方向上，在切削刀片的两侧具有喷枪，这样，即使对于在刀片主体的正反两面形成有切削刃的负型切削刀片来说，也可以同时进行双面处理，效率高。此外，通过这样由旋转轴夹入并保持切削刀片，与例如将刀片设置在上述具有孔或销的夹具上的情况相比，容易实现自动化，也可以使喷砂处理自动化。因此，可以通过批量生产来制造出经济且品质稳定的表面包覆切削刀片。
在此，若来自上述喷枪的研磨液的喷射压力、研磨液中的研磨材料含有量、或者切削刀片与喷枪之间的距离等恒定的话，则切削刀片的各部分通过湿喷砂处理所接受的被处理量(研磨量)，会受到对切削刀片进行湿喷砂处理的时间即旋转时间、以及切削刀片绕轴线旋转的转速即旋转速度的影响。若旋转时间过短，则被处理量少，存在无法获得充分的表面平滑化的危险，而若是旋转时间过长，则会产生去除了必要量以上的包覆层的危险。另外，在进行湿喷砂处理期间，若旋转轴的旋转速度、即切削刀片的旋转速度过快，则也存在难以获得充分的平滑化的危险。而若旋转速度过慢，则处理会集中到各部分，虽说是湿喷砂处理，但是还是会存在使包覆层局部变薄的危险。因此，对于这样由旋转轴保持而旋转的切削刀片，为了进行更可靠且充分均匀的处理，希望在由上述喷枪进行湿喷砂期间，控制上述旋转轴的旋转时间和旋转速度。
另外，上述那样的切削刀片，除了被称之为所谓圆块(駒)刀片的圆板状刀片以外，一般形成为上述那样的多边形板状等。因此，即使喷枪与旋转轴轴线之间的距离一定，被实施湿喷砂处理的刀片主体表面的包覆层与喷枪之间的距离还是会随着旋转而变化，所以，各部位的被处理量会存在差异。另一方面，对于这样的多边形板状的切削刀片，若将其多边形面的棱边部作为切削刃，则即使在该切削刃中，也大多将实际参与切削加工的切削刃限定在该多边形面的角部侧的范围内。因此，有时存在如下的要求，即，在该角部即角部侧，对切削刃、以及与形成该切削刃的交叉棱线部相连的前面或后面进行集中的处理，而在其他部位则抑制处理，从而获得高效化。
因此，对于这样的多边形板状切削刀片，在下述两种情况下，希望在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个旋转角度区域使上述旋转轴的旋转速度变化，所述两种情况是指增强对随着旋转而距离增加从而变得难以处理的部分的处理，并且，抑制对因距离的缩短而变得易于处理的部位的处理，由此来在刀片主体的整周进行可靠且均匀的处理；或者，与上述情况相反，在上述角部等处增强集中处理，而在其他部位则抑制处理，由此来实现进一步的高效化。
也就是说，在距离变远而变得难以处理的部位或想要集中处理的部位处于与喷枪对置的位置时，在旋转轴的上述旋转角度区域，降低该旋转轴的旋转速度，从而可以对上述部位进行充分的湿喷砂处理。反之，在容易处理的部位或要简略化的部位处于与喷枪对置的位置时，在旋转轴的上述旋转角度区域，加快旋转速度，从而可以抑制处理。特别是，在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个旋转角度位置，使上述旋转轴的旋转停止，这样，对于在该旋转角度位置与喷枪对置的部位，可以进行更加可靠且充分的湿喷砂处理。
另一方面，例如在以上述那样的多边形板状切削刀片的侧面上形成的后面为主进行湿喷砂处理的情况下，将上述喷枪喷出的研磨液的喷射方向与上述轴线所成的喷射角设定为90度。另外，在以形成于多边形面上的前面为主进行湿喷砂处理的情况下，将该喷射角设定为0度。而且，在对后面和前面这两个面进行处理的情况下，将喷射角设定为锐角。因此，若可以调整该喷射角，则可以与进行处理的部位相对应地设定理想的喷射方向。
另外，例如，若如专利文献1中所述那样仅从切削刃轮廓线上去除形成于α-Al2O3层上的TiCxNyOz层，则为了不去除该切削轮廓线以外的部分上的包覆层，希望在切削刀片表面的包覆层上进行遮蔽。在这种情况下，由于在本发明的制造方法中是通过一对旋转轴来夹入并保持该表面包覆切削刀片，所以，通过将遮蔽部件安装在这一对旋转轴中的至少一个上，仅用一对旋转轴进行夹入，就可以一边对表面包覆切削刀片的表面进行遮蔽、一边进行湿喷砂。因此，与例如对要进行处理的切削刀片的一个个表面进行遮蔽处理的情形相比，可以大幅度简化作业，即使在批量生产进行了这样的湿喷砂处理的表面包覆切削刀片的情况下，也可以容易地进行应对。


图1是表示本发明的一个实施方式(第一实施方式)的制造装置的图。
图2是用于说明采用图1所示制造装置进行湿喷砂处理来制造表面包覆切削刀片W的情况下的、本发明的一个实施方式的图。
图3是表示采用图2的实施方式而实施了湿喷砂处理的表面包覆切削刀片W的一个例子的立体图。
图4是用于说明本发明制造方法的第二实施方式的图。
图5是用于说明本发明制造方法的第三实施方式的图。
图6是用于说明本发明制造方法的第四实施方式的图。
图7是用于说明本发明制造方法的第五实施方式的图。
图8是用于说明本发明制造方法的第六实施方式的图。
具体实施例方式
图1表示本发明的一个实施方式(第一实施方式)的表面包覆切削刀片的制造装置的一个例子，图2用于说明采用该装置的本发明的一个实施方式。
其中，在图1所示的制造装置中，一对旋转轴1以末端彼此相互对置的方式隔开间隔，被同轴支承，能绕例如沿水平方向延伸的轴线O相互向同一方向旋转，并且，在该轴线O的侧方(图1中的上侧)具有喷枪2，如图2所示，该喷枪2通过向保持在上述旋转轴1之间的表面包覆切削刀片W的表面喷射研磨液G而进行湿喷砂。
在此，采用本实施方式而实施湿喷砂处理的上述表面包覆切削刀片W，其刀片主体11由以碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷、或陶瓷等硬质材料为母材的烧结合金形成为图3所示的多边形板状(在图3中为菱形板状)。也就是说，其表面具有相互平行的一对多边形面、以及配置在这一对多边形面的周围并向该刀片主体11的厚度方向(图3中的上下方向)延伸的多个侧面。另外，在上述多边形面的中央，以沿上述厚度方向贯通刀片主体11的方式开设有安装孔12，该安装孔12用于将该刀片主体11安装在刀片装卸式切削工具的安装座上。
在该刀片主体11的上述多边形面上形成前面13，并且，在上述侧面上形成后面14。在这些前面13和后面14的交叉棱线部15、即上述多边形面的棱边部上，形成切削刃16。在具有上述那样的多边形板状刀片主体11的切削刀片中，很少将该多边形面的所有棱边部都作为切削刃16加以使用，特别是在菱形板状的切削刀片中，将该菱形面中成锐角角部17侧的棱边部专用作切削刃16。
而且，上述表面包覆切削刀片W是负型刀片，其中，形成前面13的一对多边形面与形成后面14的四个侧面夹着交叉棱线部15向相互垂直交叉的方向延伸。因此，在夹着上述角部17的正反八条棱边部上形成切削刃16，可以通过使刀片主体11绕上述安装孔12旋转180度、并进行正反颠倒来随意使用切削刃16。在形成该切削刃16的上述交叉棱线部15上可以进行圆珩磨等珩磨。
这样的刀片主体11的表面上，在上述那样的母材上形成有包覆层18。该包覆层18是由例如元素周期表中的IVa、Va、VIa族金属以及Al、Si中的一种的碳化物、氮化物、氧化物、硼化物或其复合化合物形成的单层或两层以上的多层包覆层，该包覆层被包覆在刀片主体11的整个表面上。在该包覆层18具有元素周期表中的IVa、Va、VIa族金属以及Al、Si中的一种的碳化物、氮化物、氧化物、硼化物或其复合化合物层时，希望该元素周期表中的IVa、Va、VIa族金属从Ti、Zr、Hf、Cr中加以选择。
这样的包覆层18可以通过公知的化学蒸镀法(CVD)或物理蒸镀法(PVD)等形成，但是希望采用在高温下进行包覆且负荷高的高效率加工中使用的化学蒸镀法。另外，待包覆的刀片主体11的母材表面，可以进行研磨，也可以是保持原有烧结表面的所谓M级精度。
在这样的表面包覆切削刀片W上进行湿喷砂处理的上述制造装置，用于在刀片主体11上具有上述安装孔12的切削刀片W，在上述旋转轴1的末端部分别安装有帽3，该帽3朝向旋转轴1末端侧逐渐变细而呈例如圆锥状，由硬质聚氨酯等弹性材料制成。另外，这一对旋转轴1中的至少一个旋转轴可沿轴线O方向进退。以使刀片主体11的上述厚度方向与该轴线O方向一致的方式，将切削刀片W配置于两旋转轴1之间，通过使上述至少一个旋转轴1向另一旋转轴前进，可以使各帽3与安装孔12的开口部紧密接触来保持切削刀片W，并且，可以使其与旋转轴1一体旋转。因此，如图2所示，这样保持着的表面包覆切削刀片W的前面13以与轴线O垂直的方式朝向该轴线O方向，并且，后面14与轴线O平行。
另一方面，喷枪2借助压缩空气的压力，从其末端的喷嘴4朝夹持在上述旋转轴1之间的表面包覆切削刀片W喷出在液体中混合了喷射研磨材料的上述研磨液G，进行湿喷砂。通常采用水作为研磨液G的液体，并且，可以采用氧化铝、氧化锆、树脂类、玻璃类等各种硬质介质作为喷射研磨材料，优选采用粒径为大约10～500μm左右的微粒，特别优选粒径为10～200μm左右的微粒。在以例如氧化铝作为介质而使用的情况下，研磨液G中所含的研磨材料的量优选在15～60wt％的范围内，上述压缩空气的压力(喷射压力)优选在0.05～0.3MPa的范围内。
而且，该喷枪2相对于上述轴线O喷射研磨液G的喷射角θ、即从喷嘴4喷出的研磨液G的喷射方向与轴线O所成的角度，可以在0～90度的范围内调整。因此，对于上述那样使前面13朝向轴线O方向的表面包覆切削刀片W，从该前面13侧喷射的喷射角θ相对于轴线O设定为0～90度。即，如后所述，可以在喷射角θ是0度而与该前面13对置且平行于轴线O以及后面14的方向，到如图2所示那样喷射角θ是90度而与后面14对置且垂直于轴线以及后面14的方向之间，对研磨液G的喷射方向进行设定。在图示例中，是沿着上述喷射角θ的方向从喷嘴4中平行地喷射研磨液G，但是，也可以以将沿该喷射角θ的方向延伸的直线作为中心的圆锥状等喷射研磨液G。
另外，使上述旋转轴1绕轴线O旋转的旋转驱动装置可由未图示的控制装置进行适当的控制。在该控制装置中，可以控制例如旋转轴1的旋转时间即对表面包覆切削刀片W进行湿喷砂处理的时间、以及旋转轴1的转速即表面包覆切削刀片W的旋转速度。另外，可以进行如下控制，即，在旋转轴1旋转一周、即表面包覆切削刀片W绕轴线O旋转一周期间，在对应于接受喷枪2的研磨液G喷射的位置预先设定的一个或多个旋转角度区域中，使上述旋转速度断续或连续地变化，或者，在预先设定的一个或多个旋转角度位置，使旋转轴1和表面包覆切削刀片W的旋转停止既定时间。而且，从上述喷枪2进行的研磨液G的喷射，也可以由该控制装置进行控制，控制研磨液G的喷射开始或停止，或当表面包覆切削刀片W处于上述那样的既定旋转角度区域或旋转角度位置时，使研磨液G的上述喷射压力断续或连续地变化。
在采用这样的制造装置的本实施方式的制造方法中，如图2所示，将喷枪2的上述喷射角θ设定为90度，因此，相对于表面包覆切削刀片W的后面14，从与该后面14对置并垂直于上述厚度方向和轴线O的方向进行研磨液G的喷射。因此，若如上述那样将表面包覆切削刀片W保持在一对旋转轴1之间并使之旋转、同时由喷枪2进行湿喷砂，则在本实施方式中，主要对包覆到刀片主体11表面的上述后面14上的包覆层18进行研磨、平滑化处理，或者根据需要对其进行去除处理，并且，对例如后面14与前面13的交叉棱线部15中的后面14侧的部分，也进行处理。
该湿喷砂处理如上所述是将含有喷射研磨材料的液体即研磨液喷射到切削刀片W上而对其表面进行研磨等，所以，与采用弹性磨具或刷子的机械加工相比自不必说，即使与喷砂那样的干式喷砂处理相比，也是加工能量较弱的软加工，这是因为，由于研磨液的液体的作用，研磨材料的运动能量衰减。因此，可以防止由于处理而过度去除必要量以上的包覆层18从而导致上述包覆层局部变薄、或者产生研磨伤从而表面粗糙度劣化的问题。另外，特别是在上述交叉棱线部15，也没有强加工能量局部作用，所以，也不会产生仅对形成切削刃16的该交叉棱线部15进行过处理的问题。
而且，在这样进行湿喷砂处理时，在上述制造方法中，一边由可绕轴线O旋转的一对旋转轴1夹入并保持表面包覆切削刀片W，一边借助这些旋转轴1使切削刀片W旋转，同时，进行湿喷砂。因此，与从单方向对切削刀片W进行处理的加工相比，可以在切削刀片W的整周实现没有遗漏的无不均匀现象的均匀处理。而且，通过这样借助旋转轴1对切削刀片W进行夹持，即使与将刀片设定在具有上述孔或销的夹具上的情况等相比，也可以借助例如旋转轴1的上述进退来保持切削刀片W，所以，容易实现自动化，再加上喷砂处理也能自动化，便可以批量生产经济且品质稳定的、进行了上述处理的表面包覆切削刀片W。
另一方面，在本实施方式中，采用上述喷枪2进行湿喷砂期间的旋转轴1的旋转时间是由上述控制装置来进行控制的。因此，可以防止旋转时间即处理时间过短而导致无法实现表面的充分平滑化等问题，也可以防止相反因旋转时间过长而使包覆层进行了必要量以上的喷砂所导致的被意外去除的问题。另外，与之相应地，也可以由上述控制装置来控制旋转轴1的旋转速度、即被处理的切削刀片W的旋转速度。因此，不会存在因旋转速度过快而无法实现充分平滑化的问题，也不会存在相反因旋转速度过慢而集中处理切削刀片W的各个部分所导致的包覆层18局部变薄的问题，因此，可以可靠且充分地实现均匀的处理。
对于根据本实施方式进行湿喷砂处理的上述菱形板状那样的多边形板状的切削刀片W来说，即便喷枪2的位置固定从而其与旋转轴1的轴线O之间的距离一定，表面的包覆层18与喷枪2末端的喷嘴4之间的距离也会随着旋转而变化。为此，切削刀片W的各个部位所接受的湿喷砂的被处理量不同。例如，上述菱形面的锐角角部17，距作为切削刀片W中心的上述安装孔12的中心线较远。为此，该角部17距与该中心线同轴的旋转轴1的轴线O也较远，随着旋转的进行，当该角部17朝向喷枪2的喷嘴4时，该角部17与喷嘴4之间的距离比切削刀片W的其它部位近。由此，研磨液G被较强地吹喷在该部位，从而被处理量也较多。反之，在距上述中心线近的钝角角部、和刀片主体11侧面中与以上述中心线为中心的圆内接的部位上，被处理量少。
因此，即使在这种情况下，为了对表面包覆切削刀片W的整周进行均匀的处理，也借助上述控制装置，在像上述那样旋转轴1绕轴线O旋转一周期间，使该旋转轴1的旋转速度在一个或多个旋转角度区域变化。于是，可以在锐角角部17朝向喷枪2侧的旋转角度区域，使旋转速度相对变快来控制被处理量，而在钝角角部或上述侧面的内接部位朝向喷枪2侧的旋转角度区域，使旋转速度相对变慢来确保充分的被处理量。另外，特别是在这样的被处理量变少的部位，为了可靠地保证被处理量，如下进行控制在旋转轴1绕轴线O旋转一周期间，在这些部位朝向喷枪2侧的一个或多个旋转角度位置，使该旋转轴1的旋转停止能确保必要的被处理量的既定时间。
另一方面，在这样的多边形板状切削刀片W中，像上述那样在形成于该多边形面的棱边部的切削刃16中，实际参与切削加工的切削刃大多是该多边形面的角部、特别是上述锐角角部17侧的有限范围。因此，根据情况，有时与上述控制方法不同，需要对参与该切削加工的角部17周边的切削刃16、与形成该切削刃16的交叉棱线部15相连的前面13、后面14进行集中的处理，以确保充分的被处理量。另外，有时要求通过在参与这样的切削加工部分以外的上述钝角角部或内接部位控制被处理量，来使湿喷砂处理高效化。
因此，即使在这种情况下，在旋转轴1绕轴线O旋转一周期间，借助上述控制装置使该旋转轴1的旋转速度在一个或多个旋转角度区域变化，也只要与上述情况相反地进行如下控制即可，即，在锐角角部17朝向喷枪2侧的旋转角度区域或旋转角度位置，使旋转速度相对变慢、或者使旋转停止既定的时间，以确保被处理量，而在钝角角部或上述内接部位朝向喷枪2侧的旋转角度区域，使旋转速度相对变快。在本实施方式那样的菱形板状切削刀片W中，以正反对称的方式各形成两处锐角角部17，所以，上述旋转角度区域或旋转角度位置有两处，但是，这些旋转角度区域或旋转角度位置的数目可以根据切削刀片W的形状或所需的处理，适当地设定为一个或多个。
上面所述的控制，是对旋转轴1的旋转时间和旋转速度进行控制、或使旋转轴1的旋转速度在预先设定的旋转角度区域内变化、或使旋转轴1停止，也可以通过与这种控制相配合地，或者独立于这些控制而借助上述控制装置控制研磨液G的喷射，来对切削刀片W的各部位的被处理量进行调整。也就是说，在想要增大切削刀片W的被处理量的部位朝向喷枪2侧的、旋转轴1的旋转角度区域或者旋转角度位置，采用相对高的喷射压力进行湿喷砂。反之，在想要抑制被处理量的部位朝向喷枪2侧的、旋转轴1的旋转角度区域或者旋转角度位置，采用相对低的喷射压力进行湿喷砂。由此，可以得到与控制旋转时间或旋转速度、使旋转时间或旋转速度变化、或者使旋转停止这样的控制相同的效果。
当然，若对这些控制加以组合，则可以得到更好的效果。
另外，在本实施方式中，与轴线O成的上述喷射角θ设为90度角，在后面14和交叉棱线部15中的后面14侧部分进行湿喷砂处理，所以，可以实现该后面14的表面平滑化。因此，根据进行了这样的处理而制成的表面包覆切削刀片W，例如，在将切削刀片W安装到形成在插入装卸式切削工具的工具主体上的安装座上时，可以提高将一个锐角角部17侧的切削刃16用于切削加工而使另一个锐角角部17侧的后面与上述安装座的壁面相接触时的定位精度，并且，使切削刀片W颠倒来交换角部17时切削刃16的位置再现性良好，为此，可以提高使用切削刀片W进行加工时的加工精度。
另一方面，根据本实施方式，切削刀片W的前面13侧部分受到湿喷砂处理的影响较小，所以，可以原样保留形成于其表面上的上述包覆层18。另外，上述那样的包覆层18可以调整为黄色、奶黄色、金色、或者白色系等明亮色调，所以，若在切削时切屑擦过前面13而切去包覆层18，或者在由于该擦过而产生的磨擦热作用下使包覆层18变色，则即使在照明不充分的切削加工作业现场，也能够容易地加以辨认。因此，可以可靠地识别切削刃16的使用/未使用，可以防止已使用过的切削刃16被再次使用，或者未使用过的切削刃16未被使用就将切削刀片W废弃的问题。而且，在本实施方式中，通过使旋转轴1旋转一周，切削刀片W的形成有待处理的后面14的侧面也旋转一周，所以有下述优点，即，如图2所示那样，可以采用一个喷枪2进行处理。但是，为了提高效率，也可以配置两个或两个以上喷枪2。
在本实施方式中，设上述喷射角θ为90度，采用一个喷枪2，主要对切削刀片W的后面14进行湿喷砂处理。但是，也可以调整该喷射角θ，使之成为图4所示第二实施方式那样的0度，即，将旋转轴1的轴线O与来自喷枪2的研磨液G的喷出方向设定为平行，这样，可以对切削刀片W的形成于上述多边形面的前面13或交叉棱线部15中的该前面13侧部分，进行湿喷砂处理。而且，在该实施方式的制造装置中，多个(在本实施方式中为两个)喷枪2隔着旋转轴1的轴线O配置在相反侧，并且，隔着保持切削刀片W的一对旋转轴1之间的部分，也在轴线O方向上配置于相反侧。也就是说，喷枪2配置成，沿保持着的切削刀片W的厚度方向位于相反侧，分别使喷嘴4朝向该切削刀片W侧。
在利用这样的制造装置的实施方式中，在形成有包覆层18的表面包覆切削刀片W中，可以主要对形成于刀片主体11的多边形面上的上述前面13、以及上述交叉棱线部15中与该前面13侧相连的部分进行处理。因此，根据本实施方式，可以实现所制得的切削刀片W的前面13的平滑化，所以，可以提供能降低前面13与擦过其上的切屑之间的摩擦从而抑制切削阻力的切削刀片W。而且，在本实施方式中，多个喷枪2沿切削刀片W的厚度方向配置在相反侧，所以，在切削刀片W与旋转轴1一起旋转期间，可以同时对刀片主体11的正反两面的多边形面进行湿喷砂处理，对在正反两面形成有前面13和切削刃16的负型切削刀片W也可以进行高效的处理。
而且，在采用这样的制造装置实施的本发明的制造方法中，通过调整喷射角θ，除了图2和图4所示情况以外，还可以如图5所示的第三实施方式那样，使喷射角θ与轴线O成大于0度而小于90度的锐角(在图5中为45度)。在该情况下，例如使喷枪2所喷出的研磨液G的喷射中心线与上述交叉棱线部15附近吻合，从而可以用一个喷枪2对上述交叉棱线部15、以及与该交叉棱线部15交叉的切削刀片W的后面14和形成于刀片主体11的一个多边形面上的前面13，同时进行湿喷砂处理。因此，与上述实施方式同样地，如该图5所示，可以使多个(在本实施方式中也是两个)喷枪2隔着旋转轴1的轴线O位于相反侧，并且隔着一对旋转轴1之间的部分也在轴线O方向上位于相反侧，使各喷嘴4朝着切削刀片W侧配置，这样，随着旋转轴1的旋转，可以同时对切削刀片W的整个表面进行湿喷砂处理，可以进一步提高效率。
另外，如这些图4和图5所示的实施方式那样，特别是在对切削刀片W的前面13进行湿喷砂处理时，考虑到有下述必要性。即，例如将上述呈明亮色调的包覆层18可靠地保留在前面13上，以便能够容易地通过切屑的擦过来判断切削刃16的使用/未使用。鉴于此，在这种情况下，为了使上述包覆层18在既定部分不受湿喷砂处理影响而被保留下来，如图6所示的第四实施方式那样，只要在夹入并保持表面包覆切削刀片W的一对旋转轴1中的至少一个(在图6中为两个)上，代替其末端的上述帽3，而安装遮蔽部件5即可，所述遮蔽部件5对切削刀片W表面中不进行湿喷砂处理的部分进行遮蔽。
在此，该遮蔽部件5，与上述帽3同样由如硬质聚氨酯制的弹性材料那样密封性良好的材质形成，并且，与上述那样的切削刀片W表面中不应进行湿喷砂处理而可靠地保留包覆层18的部分、或者无需进行湿喷砂处理的部分的尺寸、形状相匹配地形成。在本实施方式中，在形成于上述多边形面上的前面13中，对能够根据切屑的擦过来识别切削刃16的使用/未使用的、从切削刃16离开既定距离的内侧区域进行遮蔽。另外，与图5所示的实施方式同样，与轴线O成锐角(45度)的多个(两个)喷枪2的倾斜角θ彼此相等，喷枪2隔着旋转轴1的轴线O配置在相反侧，并且隔着一对旋转轴1之间的部分也在轴线O方向上配置于相反侧，使喷嘴4朝向保持于该旋转轴的切削刀片W侧。
因此，根据这样的实施方式，由上述遮蔽部件5遮蔽应保留包覆层18的部分，仅对切削刀片W表面中从该遮蔽部件5露出的部分进行湿喷砂处理。因此，可以可靠地制造出例如上述那样的、在前面13上形成有识别切削刃16的使用/未使用的区域的表面包覆切削刀片W。另外，在本实施方式中，遮蔽部件5安装在旋转轴1的末端，所以，仅通过用旋转轴1夹入刀片主体11即可精度良好地进行遮蔽，操作容易，即使在批量生产进行了这样的湿喷砂处理的表面包覆切削刀片W的情况下，也可以容易地加以应对。
即使这样在前面13上形成了识别切削刃16的使用/未使用的区域，由于在上述那样的多边形板状切削刀片W中，其多边形面的棱边部中大多只有上述多边形面的角部、例如上述角部17侧作为切削刃16参与切削加工，所以，也可以在其以外的部分不用遮蔽部件5遮蔽而进行湿喷砂处理。
在上述各实施方式的制造方法中，对相对于在刀片主体11上形成安装孔12的负型表面包覆切削刀片W进行湿喷砂处理的情况进行了说明。为了对不具有安装孔12的无孔切削刀片W进行湿喷砂处理，可以如图7所示的第五实施方式那样，采用末端面为与轴线O垂直的平坦面的帽6，来代替例如图1等所示的末端渐细的上述帽3。当然，图6所示的遮蔽部件5的末端面也与该帽6的末端面同样形成为与轴线O垂直的平坦面，从而即使是没有安装孔12的刀片主体11，也可以在由该遮蔽部件5遮蔽的区域以外的希望范围内进行湿喷砂。
另外，在对前面13和后面14配置于交叉成锐角的方向上、且在该后面14上预先形成有后角的切削刀片(例如正型刀片)W的后面14进行湿喷砂处理(第六实施方式)的情况下，可以如图8中附图标记A所示那样，使从喷枪2喷射研磨液G的喷射角θ与图2所示情况同样相对于轴线O成90度角，或者，也可以如图8中附图标记B所示那样，使得朝前面13的相反侧喷射时与轴线O成的喷射角θ为锐角，可以选择附图标记A、B中的任一种姿势来配置喷枪2。
其中，在附图标记B所示的情况下，与后面14上形成的后角相对应地来设定喷射角θ，从而可使研磨液G的喷射方向接近于与后面14垂直的方向来进行高效的喷砂处理。即使在这样的正型切削刀片W中，要对前面13进行湿喷砂处理，也只要如下进行即可，即，与图4或图5、6所示情况同样地，从前面13侧以相对于轴线O成0度以上且小于90度的倾斜角θ来配置喷枪2，使其喷嘴4朝向前面13侧喷射研磨液G。
以上对本发明的某些优选实施方式进行了描述，这些实施方式仅仅是例示而不应当看作是对本发明的限制。在不脱离本发明的后附权利要求的范围内，本领域的技术人员可以进行各种添加、省略、替换以及其他改变。本发明并非限于上述说明，而仅由后附的权利要求的范围进行限定。
权利要求
1.一种表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，借助可绕轴线旋转的一对旋转轴夹入并保持表面包覆切削刀片，边使其绕上述轴线旋转，边借助至少一个喷枪向上述表面包覆切削刀片的表面喷射研磨液，来进行湿喷砂。
2.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，以前面与上述轴线垂直地朝向上述轴线方向的方式，夹入并保持上述刀片。
3.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在借助上述喷枪进行湿喷砂期间，控制上述旋转轴的旋转时间和旋转速度。
4.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个旋转角度区域或者旋转角度位置，控制上述旋转轴的旋转。
5.如权利要求4所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个上述旋转角度区域，使上述旋转轴的旋转速度变化。
6.如权利要求4所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个上述旋转角度位置，使上述旋转轴的旋转停止。
7.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述旋转轴绕上述轴线旋转一周期间，在一个或多个旋转角度区域或者旋转角度位置，使上述喷枪喷出的研磨液的喷射压力变化。
8.如权利要求7所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在一个或多个上述旋转角度区域，使上述旋转轴的旋转速度变化。
9.如权利要求7所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在一个或多个上述旋转角度位置，使上述旋转轴的旋转停止。
10.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，可以调整上述喷枪喷出的研磨液的喷射方向与上述轴线所成的喷射角。
11.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述一对旋转轴中的至少一个上安装遮蔽部件，对上述表面包覆切削刀片的表面进行遮蔽，而进行湿喷砂。
12.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，由多个喷枪进行湿喷砂。
13.如权利要求12所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，上述多个喷枪隔着旋转轴的轴线位于相反侧，并且配置成，喷嘴朝向保持在该旋转轴上的切削刀片侧。
14.如权利要求12所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，上述多个喷枪隔着一对旋转轴之间的部分在轴线方向上位于相反侧。
15.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，上述表面包覆切削刀片形成为多边形板状。
16.如权利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，上述表面包覆切削刀片的母材为碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷或陶瓷。
全文摘要
本发明的表面包覆切削刀片的制造方法中，借助可绕轴线旋转的一对旋转轴夹入并保持表面包覆切削刀片，边使其绕上述轴线旋转，边借助至少一个喷枪向上述表面包覆切削刀片的表面喷射研磨液，来进行湿喷砂。
文档编号B24C1/04GK1974133SQ20061016308
公开日2007年6月6日 申请日期2006年11月30日 优先权日2005年12月2日
发明者冈田义一, 佐伯卓司, 大森弘 申请人:三菱麻铁里亚尔株式会社