[發明專利]切削刀具及其制造方法

有效

• 申請號: 201580002630.5
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105873701B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 久木野曉;千原健太朗;原田高志
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: B23B27/14
• 分類號: B23B27/14;B23B27/20;B23P15/28;B24B3/34
• 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

本發明涉及一種具有由cBN基燒結體(主要由立方氮化硼構成的燒結體)、陶瓷和金屬陶瓷中的一者構成的切削刃的切削刀具，并且尤其涉及一種切削刀具和用于在工業上高產量批量生產該切削刀具的制造方法，該切削刀具在切削鐵族系高硬度難切削材料和高速高效切削鐵族系金屬材料時表現出穩定的壽命，進一步減少了切削時的刀具的所謂顫動(振動)和加工變質層的產生，以實現具有優異表面紋理的加工面。

背景技術

作為用于允許通過更換或交換切削刃角部來更新切削刃的可轉位切削刀具的公知技術，已知這樣一種刀具：由cBN基燒結體、陶瓷和金屬陶瓷(以下簡稱為硬質燒結體)中的一者構成的刀具材料被用于參與切削的表面(例如，參見專利文獻1)。

對于由硬質燒結體構成的超硬刀具材料而言，原料粉末的高精度成形比較困難。因此，當加工面的表面粗糙度被認為比較重要時，所采用的方法是通過在后刀面和前刀面被燒結之后執行磨削來改善將傳遞到工件的切削刃幾何形狀。

雖然在考慮成本效益的情況下使用硬質燒結體的切削刀具的主流是將一小塊由硬質燒結體構成的刀具材料結合到由硬質合金、金屬陶瓷等構成的基體金屬的角部上，但一些切削刀具全部由硬質燒結體構成。

在這種類型的切削刀具的常規產品中，整個前刀面被磨削成與刀具底面平行，并且隨后形成用作后刀面的側面、刀尖R部和后刀面。

在包括參與切削的表面(其被施加了硬質燒結體)的切削刀具中，當待加工對象(工件)是諸如耐熱合金或淬火鋼等高硬度難切削材料時，因切屑剪切、間歇切削、斷續切削中的不可避免的振動、沖擊而很可能發生切削刃的崩刃、斷裂。作為切削刃的增強措施，沿著切削刃脊線設置有使切削刃變鈍的負倒棱(倒角，同樣參見專利文獻1)。

另外，根據切削應用，使用切削刃脊線部已經過珩磨處理的切削刀具。

對于用于精加工且包括參與切削的表面(其被施加了硬質燒結體)的切削刀具而言，通常將大量切削刀具安裝在平面研磨機上，所有切削刀具被單個砂輪磨削，以便完成具有處于與刀具的上表面相同高度(平齊)的前刀面的各個切削刀具。

例如在下面引用的專利文獻2中公開了此類切削刀具。另外，刀具制造商(例如，Sumitomo Electric Hardmetal Corporation、Tungaloy Corporation、Mitsubishi Materials Corporation、Sandvik Company等)在網絡上公開的目錄中描述了這些切削刀具。

對于一小塊硬質燒結體被結合到基體金屬的角部上的這種刀具而言，可以采用這樣的方法：磨削基體金屬的上表面和底面，然后將這一小塊硬質燒結體結合到角部上，使得這一小塊硬質燒結體的上表面從基體金屬的上表面向上突出，隨后僅磨削這一小塊硬質燒結體以形成前刀面，隨后進一步磨削基體金屬的側面，并且完成將設置在這一小塊硬質燒結體中的刀尖R部和后刀面。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本未審查專利申請公開No.2006-187813

專利文獻2：日本未審查專利申請公開No.2011-045955

發明內容

技術問題

包括參與切削的表面(其應用了硬質燒結體(cBN、陶瓷和金屬陶瓷中的一者))的切削刀具具有如下文所述的優點，因此近年來，利用這種切削刀具的切削加工來替代磨削加工已成為趨勢。

優點1：雖然難以對高速鋼或硬質合金實現高精度加工，但卻可以對諸如耐熱合金等高硬度難切削材料或淬火鋼進行高精度加工。

優點2：與砂輪不同，利用單個刀具，可以對具有復雜幾何形狀的產品(例如渦輪盤、齒輪、軸類零件)的輪廓進行精加工。

對于使用硬質燒結體的刀具而言，當被用于精切削難切削材料時，根據難切削材料的硬度和組成部件、待加工工件的幾何形狀和所需尺寸精度來設定形成在切削刃上的負倒棱的角度。

例如，當工件的尺寸精度被認為比切削刃的抗斷裂性更為重要時，減小負倒棱的寬度以降低切削力，而當需要提高切削刃的抗斷裂性時，增加負倒棱的寬度，并且根據切削應用對切削刃脊線進一步執行珩磨處理，并且使用進一步加強的切削刃。

常規切削刀具中的上述負倒棱由以下方法形成：以平行于刀具底面的方式磨削前刀面，然后通過磨削來加工外周，以形成刀具側面、刀尖R部和后刀面。

接著，使處于旋轉狀態的砂輪的圍繞與刀具底面(或前刀面)垂直且作為支撐軸的軸線傾斜了特定角度的磨削面與切削刃脊線部接觸，并且在砂輪旋轉的同時使砂輪沿著刀尖R部平移。