[發明專利]制造立方氮化硼切削工具的方法及立方氮化硼切削工具

在審

• 申請號: 201380040327.5
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN104520067A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 渡部直樹;岡村克己;米倉廣樹;興梠陽介
• 申請（專利權）人: 住友電工硬質合金株式會社
• 主分類號: B24B3/34
• 分類號: B24B3/34;B23B27/14;B23B27/20;B24B41/06
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;何勝勇

技術領域

本發明涉及一種制造立方氮化硼(cBN)切削工具的方法和這種立方氮化硼切削工具，所述方法包括：將一小片立方氮化硼燒結體設置在金屬基體的角部并且在立方氮化硼燒結體上形成切削刃，更具體地說，本發明涉及一種包括設計的精磨步驟的制造立方氮化硼切削工具的方法和這種立方氮化硼切削工具。

背景技術

切削工具(切削刀具)的實例包括以如下方式形成的立方氮化硼切削工具：在諸如硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷或燒結合金等材料制成的多邊形金屬基體的角部處結合一小片立方氮化硼燒結體并且在立方氮化硼燒結體上形成切削刃。

不包括斷屑突起部和斷屑槽的立方氮化硼切削工具以使金屬基體的頂面與形成在立方氮化硼燒結體上的前刀面相互齊平的方式被精加工。使用立方氮化硼切削工具的切削包括各種應用，每種應用都需要適當的刀刃處理。在需要銳度的情況下，使用具有鋒利刀刃的切削工具或具有磨光刀刃的切削工具進行切削。在需要強度的情況下，通常使用包括立方氮化硼燒結體的切削工具進行切削，其中立方氮化硼燒結體硬且脆，在立方氮化硼燒結體上形成切削刃的同時在切削刃上形成負倒棱以加強切削刃。

通常，為了通過磨削來形成前刀面，將多個切削工具安裝到平面磨床上并利用單個磨石進行磨削。在這種方法中，金屬基體和設置在金屬基體的角部處的立方氮化硼燒結體一同被磨削(同時磨削)，并且因此，金屬基體的頂面和立方氮化硼燒結體的前刀面相互齊平。另一種可構想出的方法是僅對金屬基體或前刀面進行磨削和精加工，然后焊接立方氮化硼坯，以便同時對金屬基體和立方氮化硼燒結體一起進行磨削而僅僅形成后刀面。

例如，在專利文獻(PTL)1中公開了一種立方氮化硼切削工具，其中，金屬基體的頂面和立方氮化硼燒結體的前刀面相互齊平。各切削工具廠商(例如，Sumitomo?Electric?Hardmetal?Corporation(住友電工硬質合金有限公司)、Tungaloy?Coporation(泰珂洛公司)、Mitsubishi?Materials?Corporation(三菱綜合材料公司)或Sandvik?AB(山特維克公司))通過互聯網公開的目錄中也描述有這種立方氮化硼切削工具。

引用列表

專利文獻

PTL1：日本未審查的專利申請公開No.2011-045955

發明內容

技術問題

在同時磨削立方氮化硼燒結體和金屬基體的頂面以形成前刀面的方法中，具有不同硬度的材料被同時加工并且磨削面的面積大。因此，磨石會不可避免地附上碎屑或因晃動而不可避免地與立方氮化硼燒結體或金屬基體的一側(以不均勻的形式)接觸，因此磨削面出現塌角(shear?droop)并且刀刃附近的前刀面的平面度下降。即使在僅磨削金屬基體的情況下，也會因為磨削面的面積大，而難以具有平整的磨削面。

典型的旋削工具的真正中心高度(工具的加工點)由于工具主體的厚度公差(最嚴格的情況下為±25μm)而有變動。在旋削工具的切削刃具有負倒棱的情況下，中心高度由于負倒棱的傾角、寬度或加工精度也有大幅變動。

特別在小直徑棒材外周的加工和小直徑孔的加工中，因為中心高度決定加工精度，所以改善中心高度的精度是非常重要的。現有的立方氮化硼切削工具并不真正符合要求。

例如，考慮到銳度，用于精加工的立方氮化硼切削工具需要減小負倒棱的傾角和負倒棱的寬度。在進一步增強銳度的情況下，立方氮化硼切削工具需要具有不帶負倒棱的鋒利刀刃或具有僅通過珩磨形成的刀刃。

與上述需要相反，在現有的立方氮化硼切削工具中，立方氮化硼燒結體和金屬基體的頂面被一同磨削以形成前刀面，在滿足同一規格的切削工具之中，由于諸如前刀面的刀刃鈍度的影響，在負倒棱的傾角例如為15°的情況下負倒棱的寬度在±25μm內變化，或者，在負倒棱的傾角例如為10°的情況下負倒棱的寬度在±40μm內變化。

如果負倒棱的寬度變化，那么切削工具之間中心高度也會發生變化。因此，在對工件進行試磨削之后通過進行校正來調整中心高度。對切削工具的使用者而言這項調整是極其繁瑣的。

負倒棱的寬度或者高度必然超過磨削時的精度誤差范圍。因此，負倒棱變得大于必要量，并且難以進一步減小負倒棱的傾角，從而影響銳度。

如上所述，出于使用目的，有時將負倒棱擴大。此外，負倒棱因以下原因被擴大。在現有技術中，因為后刀面是在將立方氮化硼燒結體和金屬基體的頂面一起磨削以形成前刀面之后通過磨削形成的，所以在后刀面的加工過程中刀刃有時會碎裂。因此，為了移除碎裂部位，必須擴大負倒棱。