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CN101801574B - 由烧结材料组成的即可使用的刀具及其用途、制造方法 - Google Patents

由烧结材料组成的即可使用的刀具及其用途、制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种由烧结材料组成的即可使用的刀具(1)。该刀具具有一纵向轴线(3)。在刀具(1)上加工有至少一个与纵向轴线(3)有间距的、沿着纵向轴线(3)延伸的容屑槽(4)。刀具(1)具有至少一个与容屑槽(4)相邻接的切削刃(8、10)，所述切削刃是通过对已烧结的刀具(1)进行磨削而被加工形成在刀具(1)上的。按照本发明，容屑槽(4)是仅仅局部被磨削的，其余部分则未加以磨削。

Description

由烧结材料组成的即可使用的刀具及其用途、制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于由烧结材料组成的即可使用的刀具的制造方法。本发明还涉及这种刀具以及这种刀具的用途。
背景技术
由烧结材料组成的刀具是公知的。这种刀具通常是按以下步骤加以制造的：
●用待烧结的材料制造出一个具有一纵向轴线的型坯。
●在型坯上加工出至少一个与纵向轴线有间距的、沿纵向轴线延伸的容屑槽。
●通过对型坯的烧结，制造出刀具。
●通过磨削，在刀具上加工形成至少一个与容屑槽相邻接的切削刃，并且，通过磨削进一步加工该刀具。
这种制造方法和与之相应的刀具例如在DE 10142265A1或相关的US 7,226,254B2中公开过。
按已知的制造方法，都是要在刀具中加工出一些沟道，这些沟道在容屑槽区域内呈螺旋线状围绕刀具的纵向轴线延伸。这些沟道例如可以用来向钻头的钻头尖供给润滑介质和/或冷却介质。这种设计结构在本发明范围内也是可能的。但它不是必需的。
在烧结过程中，型坯会发生收缩，而确切的收缩程度是很难预料的。因此，型坯必须如此设计尺寸，即，使得烧结后的刀具具有一个尺寸裕量。该尺寸裕量要通过磨削过程加以去除。
在烧结之后，刀具是非常硬的，只能很困难地进行加工。因此，加工花费很大。
DE 3636798C2中介绍了一种刀具，其中根本就不加工容屑槽。
在EP 0950125B1中介绍了一种烧结的刀具，其中，在经过一次预烧结过程之后，从选定的区域磨削掉材料。所述选定的区域也包含刀具的排屑槽。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于由烧结材料组成的刀具的制造方法和与此相应的刀具，其中，可以减少制造该刀具的花费。此外，还提出了针对该刀具的一种适宜的用途。
为此，本发明提供一种用于由烧结材料组成的刀具的制造方法，包括以下按照所列的顺序实施的步骤：
●用待烧结的材料制造出一个具有一纵向轴线的型坯；
●在所述型坯上加工出至少一个与所述纵向轴线有间距的、沿着该纵向轴线延伸的容屑槽；
●通过对型坯的烧结，制造出刀具；
●通过磨削，在刀具上加工形成至少一个与容屑槽相邻接的切削刃，并且，通过磨削进一步加工该刀具，但容屑槽仅仅局部地被磨削，而其余部分则保持不磨削。
相应地，本发明提供一种由烧结材料组成的即可使用的刀具，
●其中，该刀具具有一纵向轴线，在刀具上加工有至少一个与纵向轴线有间距的、沿着纵向轴线延伸的容屑槽；
●其中，该刀具具有至少一个与容屑槽相邻接的、通过对已烧结的刀具进行磨削而在刀具上加工形成的切削刃，
其特征在于：
容屑槽是仅仅局部磨削的，其余部分则未加以磨削。
此外，本发明还提出了上述刀具的用途，即，用于对工件进行切削加工。
按照本发明，刀具的容屑槽仅仅局部地被磨削，其余部分则保持不磨削。通过这项措施，便可降低刀具制造的生产成本，而对其使用性能不产生负面影响。
还有一种可能性，就是，容屑槽在一个重要的部分区域上加以磨削，仅在其余部位保持不加以磨削。不过优选的是，容屑槽只在这样一个区域中加以磨削，该区域与至少一个切削刃相邻接。
例如，切削刃中的至少一个可以在刀具的端面延伸。在此情况下，容屑槽-只要它与该切削刃相邻接-依纵向轴线的方向观察优选在这样一个长度上被加以磨削，该长度在刀具直径的一半和两倍之间。该长度特别可以在刀具直径的0.8倍和1.2倍之间。对于这一设计，刀具可以特别构造为钻头。端面的切削刃在此情况下是设置在钻头尖上。
另选地或者附加地，还有一种可能，即，切削刃中的至少一个沿着刀具的纵向轴线延伸。在此情况下，容屑槽-若它与该切削刃相邻接-优选仅仅在一个与该切削刃直接相邻接(紧邻)的区域中加以磨削。
沿着纵向轴线延伸的切削刃由两个交界面限定边界。其中的一个交界面同时也限定容屑槽的边界，而另一个交界面则不限定容屑槽的边界。在一般情况下，所述另一个交界面是加以磨削的。按照某些发展设计，当然(也)可以令所述另一个交界面至少局部不被磨削。
作为烧结材料，通常是使用金属，特别是硬质合金。或者，也可以采用一种金属-陶瓷混合物。这种材料以“金属陶瓷(Cermet)”这一术语概念为人所知。
如已述及的那样，容屑槽仅仅局部地被磨削而其余部分不磨削的这种刀具是完全可供即刻使用的。该刀具的典型用途在于：用它来进行工件的切削加工。
附图说明
本发明的其他优点和细节可以由下面结合附图对实施例所作的说明得出。附图原则上表示：
图1用于制造本发明提出的刀具的制造方法示意图；
图2切削加工过程示意图；
图3至7构造为钻头的刀具的不同视图；
图8至10构造为铣削头的刀具的两种不同设计。
具体实施方式
为了制造本发明的刀具(杆形刀具)，如图1所示，首先按照步骤S1生产出一个棒状的型坯，该型坯大致具有待制造之刀具的长度和直径。在此，型坯例如是通过挤压/挤出法用一种软膏状物料生产出来的，这种物料由尚待烧结的材料组成，该材料是与一种结合剂相混合的。所述待烧结的材料例如可以是金属粉末，特别是硬质合金粉末。或者，该待烧结的材料也可以是金属粉末与陶瓷粉末的混合物。
在型坯制成之后，按照步骤S2，将型坯加以干燥。在此，结合剂雾化或汽化。经干燥的型坯是脆性的，但还是相当容易加工的。按照步骤S3，从型坯去除一些材料，使得型坯具有一柄部和一容屑槽区域。柄部的特点在于：在纵向轴线横向观察，它具有一个凸的(通常是圆的)横截面。容屑槽区域的特点在于：它具有至少一个容屑槽。由于容屑槽的存在，在纵向轴线的横向观察，容屑槽区域具有这样的横截面，该横截面在有些地方是凸的，在有些地方是凹的。
按步骤S4，将在步骤S3制成的型坯加以烧结，从而制造出刀具。在烧结过程中，型坯会收缩。在烧结时，确切的型坯收缩量是不确定的。
由于收缩过程的变化不定，型坯必须如此确定尺寸，即，使得它在烧结之后具有一个裕量。因此，在烧结之后需要对刀具进行后续加工。该后续加工按步骤S5和S6进行。步骤S5和S6的顺序是任意的。
如图1所示，按步骤S5，在刀具上加工形成切削刃。所形成的切削刃的数目可根据需要选择。对每一容屑槽，要加工出至少一个切削刃。每个切削刃与一个容屑槽相邻接。切削刃在刀具上的加工是通过磨削实现的。
按步骤S6，通过磨削进一步加工刀具。特别是，将刀具的尺寸裕量磨去除。而容屑槽仅仅局部地加以磨削，除此之外，其余部分保持不被磨削。这一处理方式是与现有技术不同的，按现有技术，通常是整个容屑槽都被加以磨削。
在步骤S6结束之后，如此制造出来的刀具即可使用。特别是，如图2所示，利用如此制造出来的刀具可以实现对工件的切削加工。在图2中，刀具用附图标记1表示，工件用附图标记2表示。工件2例如是由木料或金属构成的。
本发明提出的刀具1的设计结构将在下面结合图3至7就一个作为钻头设计的刀具1再加以详细说明。图3表示刀具1的一个总体视图；图4表示刀具1在容屑槽区域的横截面图；图5表示刀具1的钻头尖的结构；图6表示图3所示刀具的容屑槽区域的放大图；图7表示图6的一个局部。
如图3至7所示，刀具1具有一条纵向轴线3。离这一纵向轴线3有一定间距地延伸着至少一个容屑槽4。如图3至7所示，有两个容屑槽4，这两个容屑槽彼此关于纵向轴线3在径向上对置。容屑槽4的数目以及其相对于纵向轴线3的布置当然不是非得如此。有决定性意义的只是：至少有一个容屑槽4。此外，容屑槽4通常都是设计得相同的。但也不必非得如此。
由于图3至7所示刀具1是作为钻头设计的，所以容屑槽4是呈螺旋形围绕纵向轴线3延伸的。这一点当然也不是绝对必要的。可选的是，容屑槽4也可以仅具有略微的旋绕，或者完全平行于纵向轴线3延伸。最关键的只是要求容屑槽与纵向轴线3有一定间距，并沿着纵向轴线3延伸。
很明显，容屑槽4不是在刀具1的全长上延伸的。沿纵向轴线3的方向观察容屑槽4延伸所经过的区域形成一容屑槽区域5，刀具1的其余区域则形成一柄部6。
由于图3至7所示刀具1是作为钻头设计的，所以该刀具1具有一个钻头尖7。钻头尖7通常设计为呈圆锥形。
在刀具1的钻头尖7上形成有主切削刃8(主刀刃8)。主切削刃8与容屑槽4的端面相邻接。这里，在刀具1上加工形成主切削刃8是采用与现有技术相同的方式予以实现的。与现有技术不同的是，容屑槽4在钻头尖7处仅仅如此程度地加以磨削，即，使之满足主切削刃8形成的需要便可。在钻头尖7处，容屑槽4的不与主切削刃8相邻接的部分则是不加以磨削的。
如图3所示，特别明显地如图6和7所示，平行于纵向轴线3观察，容屑槽4在钻头尖7区域内有一区段9是加以磨削的。该区段9的长度优选是在刀具1直径的一半和两倍之间。特别是，区段9的长度可以在刀具1直径的0.8倍和1.2倍之间。
此外如图3至7所示，在刀具1上还加工形成有一些副切削刃10(副刀刃10)，它们同样与容屑槽4相邻接。副切削刃10的形成(与现有技术中的做法一样)也是在已烧结的刀具1上实现的。但与现有技术不同的是，对于副切削刃10，容屑槽区域4也是局部地不加以磨削。特别是，如图3至7所示，容屑槽4的磨削仅在直接靠近副切削刃10的地方实现，容屑槽4的其余区域保持不被磨削。在钻头尖7附近的外面(缩略词：区段9)，容屑槽4因此只在副切削刃10的区域内加以磨削。
如从图4可以特别清楚地看出的那样，副切削刃10分别由两个交界面11、12限定边界。在此，交界面11同时还限定容屑槽4的边界。交界面12则不限定容屑槽4的边界。可选的是，交界面12可以被磨削，或者至少局部不加以磨削。特别可以这样做，即，对于烧结前的型坯，在交界面12的区域内进行材料去除，从而使得刀具1在烧结之后在交界面12的区域内具有这样一个直径，该直径小于从纵向轴线3看副切削刃10所具有的额定直径。在此情况下，交界面12只须在副切削刃10的区域内(和在钻头尖7的区域内)加以磨削。交界面12区域内的直径例如可以在额定直径的0.9倍和0.95倍之间。
本发明并不局限于作为钻头设计的刀具1。此外，刀具1例如也可构造为铣削头。这一点在下面还将结合图8、9和10加以简要说明。
如图8所示，铣削头1同样具有柄部6和容屑槽区域5。在容屑槽区域5中，在刀具1上加工有容屑槽4。主切削刃8仍是与容屑槽4相邻接，但也如同容屑槽4一样，例如呈螺旋形地围绕纵向轴线3延伸。容屑槽4(与作为钻头的刀具1的设计结构相似)只是局部地加以磨削，其余部分保持不被磨削。
相应于图8，如果铣削头1具有一种基本上呈圆柱状的外形，则铣削头1的端面13通常也须加以磨削。此外，如图9和10所示，也可以考虑使铣削头1在其端面13处朝内拱曲。在此情况下，可以这样做，即，也只在主切削刃8的区域内对端面13加以磨削，其余部分则保持不加以磨削。
上面的说明仅仅用于解释本发明。
附图标记一览表
1刀具
2工件
3纵向轴线
4容屑槽
5容屑槽区域
6柄部
7钻头尖
8主切削刃
9区段
10副切削刃
11，12交界面
13端面
S1-S6步骤

Claims (19)

1.用于由烧结材料组成的刀具(1)的制造方法，包括以下按照所列的顺序实施的步骤：
●用待烧结的材料制造出一个具有一纵向轴线(3)的型坯；
●在所述型坯上加工出至少一个与所述纵向轴线(3)有间距的、沿着该纵向轴线(3)延伸的容屑槽(4)；
●通过对型坯的烧结，制造出刀具(1)；
●通过磨削，在刀具(1)上加工形成至少一个与容屑槽(4)相邻接的切削刃(8、10)，并且，通过磨削进一步加工该刀具(1)，但容屑槽(4)仅仅局部地被磨削，而其余部分则保持不磨削。
2.按权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述容屑槽(4)仅在一个区域(9)中被磨削，该区域与切削刃(8、10)中的至少一个相邻接。
3.按权利要求2所述的制造方法，其特征在于：所述切削刃(8，10)中的至少一个切削刃(8)在刀具(1)的端面延伸；以及，容屑槽(4)若与该切削刃(8)相邻接，那么就依纵向轴线(3)观察在一定长度上对所述容屑槽加以磨削，该长度在刀具(1)直径的一半和两倍之间。
4.按权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述长度是在刀具(1)直径的0.8倍和1.2倍之间。
5.按权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述刀具(1)构造为钻头，端面的切削刃(8)是设置在钻头尖(7)上。
6.按权利要求4所述的制造方法，其特征在于：所述刀具(1)构造为钻头，端面的切削刃(8)是设置在钻头尖(7)上。
7.按权利要求2至6中任一项所述的制造方法，其特征在于：切削刃(8、10)中的至少一个沿着刀具(1)的纵向轴线(3)延伸，容屑槽(4)若与该切削刃(8)相邻接，那么就仅在一个与该切削刃(8，10)直接邻接的区域中对所述容屑槽加以磨削。
8.按权利要求7所述的制造方法，其特征在于：沿着刀具(1)的纵向轴线(3)延伸的切削刃(8、10)由两个交界面(11、12)所限定，其中一个交界面(11)同时还限定容屑槽(4)的边界，而另一个交界面(12)则不限定容屑槽(4)的边界，所述另一个交界面(12)至少局部不加以磨削。
9.由烧结材料组成的即可使用的刀具，
●其中，该刀具具有一纵向轴线(3)，在刀具上加工有至少一个与纵向轴线(3)有间距的、沿着纵向轴线(3)延伸的容屑槽(4)；
●其中，该刀具具有至少一个与容屑槽(4)相邻接的、通过对已烧结的刀具进行磨削而在刀具上加工形成的切削刃(8，10)，
其特征在于：
容屑槽(4)是仅仅局部磨削的，其余部分则未加以磨削。
10.按权利要求9所述的刀具，其特征在于：所述容屑槽(4)仅仅是在一个区域(9)中被磨削的，该区域与切削刃(8、10)中的至少一个相邻接。
11.按权利要求10所述的刀具，其特征在于：所述切削刃(8、10)中的至少一个切削刃(8)在刀具的端面延伸；以及，容屑槽(4)若与该切削刃(8)相邻接，那么所述容屑槽就是依纵向轴线(3)观察在一定长度上被磨削的，该长度在刀具直径的一半和两倍之间。
12.按权利要求11所述的刀具，其特征在于：所述长度是在刀具直径的0.8倍和1.2倍之间。
13.按权利要求11所述的刀具，其特征在于：该刀具构造为钻头，端面的切削刃(8)是设置在钻头尖(7)上。
14.按权利要求10至13中任一项所述的刀具，其特征在于：切削刃(8，10)中的至少一个沿着刀具的纵向轴线(3)延伸，容屑槽(4)若与该切削刃(8)相邻接，那么所述容屑槽就是仅在一个与该切削刃(8，10)直接相邻接的区域中被磨削的。
15.按权利要求14所述的刀具，其特征在于：沿着刀具的纵向轴线(3)延伸的切削刃(8、10)由两个交界面(11、12)所限定，其中一个交界面(11)同时也限定容屑槽(4)的边界，而另一个交界面(12)则不限定容屑槽(4)的边界，所述另一个交界面(12)至少局部是未加以磨削的。
16.按权利要求9至13中任一项所述的刀具，其特征在于：所述材料是金属或一种金属-陶瓷混合物。
17.按权利要求14所述的刀具，其特征在于：所述材料是金属或一种金属-陶瓷混合物。
18.按权利要求15所述的刀具，其特征在于：所述材料是金属或一种金属-陶瓷混合物。
19.按权利要求9至18中任一项所述的刀具(1)的用途，用于对工件(2)进行切削加工。
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