具有多种材料制的切削刃的旋转切削工具的制作方法_2

文档序号:9492874阅读:来源:国知局
刃,其特征在于,杆的端部为圆柱形,且具有其截面相对于杆的直径缩小的榫头,板具有凹部,凹部的形状与装配之前已经插入到凹部中的所述榫头的形状互补,在高度h〈l上加工板和杆,以形成一个工具头(切削工具钻头或铣刀),工具头的顶端由榫头的第一种材料制成,切削刃的其余部分的至少一部分由不同的材料制成。
[0052]特别是,榫头相对于切削工具的轴线偏心,形成具有切削刃的切削工具(钻头),其中,位于由切削工具轴线(其旋转轴线)通过的钻头顶部两侧的多材料区域长度不等。
[0053]有利地,材料的装配通过在大于700°C的温度下的真空钎接实施。
[0054]也是有利地,装配通过电荷脉冲或电流脉冲利用呈粉末状的某些材料和/或其他实心元件进行。
[0055]有利地,上述装配工序之后是或伴以切削工具的通过压制的加压工序,以致即使在冷却之后,也使一种材料覆盖或挤压在另一种材料上,或使一种材料覆盖和/或挤压在另一种材料中。因此,可确保切削刃的连续性。
[0056]本领域技术人员根据材料的形状(粉末、实心块)和切削工具所用材料的种类,根据本身公知的粉末工艺或本领域技术人员公知的称为火花等离子体烧结法或脉冲电流烧结法的工艺,确定电流强度和/或电压的数值及其特性。
[0057]在有利的另一实施方式中,在不同于两种材料之间的分界面的一个部位处,在切削刃上开有一个凹口。
[0058]凹槽也可在分界面处实施。
【附图说明】
[0059]通过阅读以下对作为非限制性实例给出的实施方式的说明,本发明将得到更好的理解。说明参照附图进行,附图如下:
[0060]图1A是根据本发明的第一实施方式的钻头端部的俯视图。
[0061]图1B是根据本发明的第二实施方式的钻头端部的局部俯视图。
[0062]图1C是沿凹槽处图1B的IC-1C的剖视图。
[0063]图1D是根据本发明的一实施方式的具有去肩凹口 H的切削刃的局部视图。
[0064]图2是图1所示钻头端部的透视图。
[0065]图3是本发明的钻头的另一实施方式的俯视图。
[0066]图4和图5分别是本发明的另一实施方式的钻头端部的侧视图和透视图。
[0067]图6A至6C示意地示出本发明的钻具的制造方法的一实施方式的工序。
[0068]图7以剖视图和俯视图示出参照图6A至6C获得的钻头端部。
[0069]图8A至8C示意地示出铣具的另一制造方法的工序。
[0070]图9和10分别示出具有半球形头部的铣具(图9)和具有截锥形或圆柱形头部的铣具(图10)的两种不同实施方式的透视图。
【具体实施方式】
[0071]图1A和图2以俯视图和透视图示出钻头1,其具有形成切削工具的切削端部的头部2,以及例如呈圆柱形的可接合切削工具且使切削工具旋转的主体3。
[0072]在这里更详细描述的实施方式中,切削工具包括具有钴粘合剂的碳化钨制成的圆柱形芯体4,该芯体配有一个圆柱形端部4’和各由一个切削刃8和9终止的两个翼片或唇部6和7,切削刃在钻头的端部或顶端10接合,相对于芯体的端部4’的中心5偏心。
[0073]在这里更详细描述的实施方式中,由于切削工具的旋转轴线通过的端部10偏心(相对于中心5),用一种材料制成的切削刃部分长度不等,相反,切削刃的形状基本上相同(相对于接合点10旋转),且例如具有扁平的S形型面。
[0074]唇部6和7以本身公知的方式形成钻头的外周端部的螺旋截锥形切削工具的斜面。
[0075]根据这里更详细描述的本发明的实施方式,唇部从顶部10至其径向周边端部11和12具有连续的刃8、9,所述刃是多材料的。
[0076]因此,这里,切削刃8和9是连续的,相对于钻头顶端10通过的旋转轴线是总体上径向的。
[0077]每个刃是切削刃,在使用切削工具时能可去掉材料。
[0078]更确切地说,每个刃(见图2)由金属材料13或具有金属粘合剂的材料和由第二种陶瓷材料14形成,金属材料或具有金属粘合剂的材料形成芯体4及其端部4’以及离中心5最近的唇部部分(远端部分或内部部分),两者形成切削工具的中心部分或内部径向部分,第二种陶瓷材料更易断,但更为耐温,形成切削工具的带有离轴线最远的唇部部分的外部径向部分(近端部分或外部部分)。
[0079]每个切削刃具有用一种材料制成的一个切削刃部分和用另一种材料制成的另一个部分。
[0080]每个切削刃的用同一种材料制成的切削刃部分也具有不同的长度。
[0081]由接合线15分开的材料13和14,例如通过高温真空钎接彼此固连在一起,如后参照更详细描述的方法所述。
[0082]下文中,图1B至ID使用相同的附图标记标示相同或类似的元件。
[0083]图1B是钻头的局部俯视图,其具有两个基本上连续的切削刃8和9,具有一个宽度e例如为I毫米的不连续部分或凹槽E。
[0084]该凹槽沿芯体4的端部4’的材料与翼片或唇部6和7的其余部分的材料之间的整个接合处15是相同的。
[0085]图1C是沿图1B的Ic-1c的凹槽E的剖视图。
[0086]翼片6的例如陶瓷材料,在标号6’处例如通过钎接固定于芯体4。
[0087]图1D示出图1B的切削刃8的另一实施方式,在切削刃上具有去肩凹口 H,但与凹槽E相距一定距离。
[0088]在另一实施方式中,H也可与E重合。
[0089]举例来说,对于预定的用途,H的深度大于车床进刀数值,即大于切削工具在工件中沿切削工具的旋转轴线的进入长度,这样有回转余地,以确保去除切肩。由此可以不间断地切削待加工工件。
[0090]图3示出根据本发明的另一实施方式的钻头16,其中,翼片17、18或外周部分不再内切于一个圆柱体中,而是内切于一个平行六面体(虚线19)中。
[0091]这里,切削刃8’、9’基本上是连续的,即具有宽度e例如等于2毫米的凹槽E。于是,接合线15’形成一个截面为任意截面例如矩形截面的槽,该槽的深度相应于周边材料的厚度。
[0092]图4和5示出本发明的钻头20的另一实施方式。钻头具有切削头21和圆柱形金属主体22。
[0093]切削工具的主体和头部具有形成容肩槽的凹部23,其本身公知地从钻头的头部或顶部24的端部至头部上游的一个区域25,具有一个曲面。
[0094]在该实施方式中,与第一种材料27不同的第二种材料26通过接合线(面)28与第一种材料分开,且仅具有一个切削刃29,切削工具的旋转轴线30相对于钻头的顶部24偏移,切削刃如同一个铲斗那样工作。
[0095]现在参照图6A至6C和图7,说明参照图1A和图2描述的钻头的制造方法。
[0096]其具有至少两个不同材料制的元件。
[0097]第一元件33用于最终形成切削工具的主体和切削工具的头部的芯体34(见图6C)。其最初例如为一个例如用具有钴粘合剂的碳化钨合金制成的圆柱形金属杆35。
[0098]第一道工序在于减小圆柱形杆的端部部分36的直径,以形成一个具有小直径截面的圆柱形榫头37,其从环形平面端部凸起。
[0099]榫头例如以相对于杆的回转对称轴线38偏心的形式而形成。
[0100]榫头的轴线39和对称轴线38之间的距离为直径的0%至50%,例如15%。
[0101]第二元件40用于形成唇部的外径向部分或外周部分。
[0102]例如,第二元件由一个例如用陶瓷制成的圆柱形盘体41构成,其直径与杆的直径相同。
[0103]盘体41具有通孔或贯穿凹部42,该通孔或贯穿凹部与榫头形状互补地定中心,SP具有用于插入榫头37的相应的直径。
[0104]一旦榫头插进孔里(图6B),在这里更详细描述的实施例中,装配件形成一个具有偏心头部的圆柱体,榫头可插入在盘体的上表面42内、与该上表面齐平或超过该上表面。
[0105]于是,两种材料装配成确保材料的连续性。也就是说,这两种材料例如用确保牢固的连接的任何机械或冶金方法装配,例如钎接、套接、恪接,或使用粉末冶金法。
[0106]这种连接在附图上用双线43示出,只是不必示出该连接具有可见厚度。
[0107]有利地,这里使用高温(尤其是800°C )真空钎接。
[0108]同样有利地,装配可用火花等离子体烧结法或脉冲电流烧结法进行。火花等离子体烧结和脉冲电流烧结基于电荷或电流的高强度锯齿状脉冲。
[0109]这些技术可局部快速烧结和/或熔接,温度上升速度快,而时间短,少有或没有晶粒生长。
[0110]这种温度分布允许在较低的总温度下形成结构高度紧凑的工件。
[0111]装配还包括切削工具的通过压制的加压工序(未示出)。
[0112]这种高压、压紧和通电可强制进行扩散熔接。一个工件压紧在另一个工件上,致使所述工件即使在冷却之后也一个覆盖在另一个之上。其也可造成来自
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