[發明專利]用于加工由硬質金屬制成的工件以生產刀具主體的方法

在審

• 申請號: 201710811255.X
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107813192A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 延斯·克特萊爾
• 申請（專利權）人: 薩奧有限公司
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;G05B19/4093;G05B19/409;B23Q3/157;B24B51/00;B23C3/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙)44312
• 代理人: 王利彬

技術領域

本發明涉及一種用于加工由硬質金屬制成的工件的方法，以用于在數控機床上用攜帶刀具的工作主軸來生產刀具主體。本發明還涉及用于控制上述方法的一種數控機床的控制裝置和一種計算機程序產品。

背景技術

一般而言，用傳統的加工方法如銑削來加工由硬質金屬制成的工件是不可能的。若試圖用銑刀來加工硬質金屬，在經濟方面，刀具磨損與從工件中移除的材料不成比例。這就是為什么使用磨削方法的原因，因為磨削方法可以使用不同的刀具材料(例如，金剛石)并以更加經濟的方式來加工工件。

為了從由硬質金屬制成的工件中生產刀具主體，特別地已知專用的機床，其通過磨削刀具為工件提供輪廓和凹部。

所生產出來的刀具主體也被稱為刀架。該刀具主體通常用于容納甚至更堅硬的切削刃，該切削刃被特定地硬化以用于特定情況的應用，例如螺旋轉位式切削刀片或由PCD(多晶金剛石)制成的切削刀片，通過焊接將它們固定地附接至刀具主體。此外，該刀具主體通常提供有用于容納碎屑的碎屑室/槽和可以容納用于夾持切削刃的夾具的凹腔。該刀具主體可以具有所有類型的設計，例如被制成刀頭。

刀具主體和獨立附接的切削刃的這種設計具有決定性的優勢：當切削刃被磨損了，不需要更換整個刀具組件(切削刃和刀具主體)，而只要更換切削刃即可。例如，旋入至如刀具主體的轉位式切削刀片可以被輕松地卸除且被新的刀片所替換。然而，也可以的是：例如，通過焊接進行附接的切削刃(如PCD刀片)必須通過磨削而被再磨銳。

為了安裝切削刃并同時將冷卻劑給送至相應的切削刃且因此增加這些刀具的使用壽命，刀具主體通常提供有內部冷卻劑孔，該冷卻劑孔引入至刀具主體。

為此，目前為止，必須要在專用的機床中通過磨削加工擬定的工件，另外將它們夾持在電火花加工機床中，以及通過電火花沉淀(electrical discharge sinking)或電火花鉆孔在刀具主體中切成冷卻通道。

就制造業而言，這意味著必須用到多個不同的機床，而且必須使用的工序中的一些(例如電火花加工)是非常復雜的。

電火花加工的缺陷尤其表現為：需要很長的準備時間用于電極的制造。不同的冷卻通道分別需要不同的電極，這些電極需要被定義、設計和制造。此外，設置機床所需要的時間很長(測量電極的中心位移、旋轉、長度)。進一步地，當電壓電平升高或電壓脈沖頻率增加以提高待電火花加工的材料的切削速率時，以復雜方式生產的電極的已經很高的磨損將會進一步加重。

因此，重要的是：在加工由硬質材料制造的工件以生產刀具主體時避免電火花加工，而是在夾持在機床上時制造該刀具主體。進一步地，該加工方法的切削速率且同時該刀具的使用壽命將會被提高。

總而言之，這將大幅度地降低用于加工由硬質材料制造的刀具主體的所需的能量和時間。

發明內容

因此，本發明的一個目的在于提供一種用于加工由硬質金屬制成的工件的方法，用于在數控機床上用攜帶刀具的工作主軸來生產刀具主體，由此可以避免上述問題。

本發明的進一步目的在于提供一種控制裝置和一種計算機程序產品，由此可以控制根據本發明的所述方法。

這些目的通過根據權利要求1的方法、根據權利要求15的控制裝置和根據權利要求21的計算機程序產品來實現。附屬權利要求分別涉及根據本發明的所述方法或根據本發明的控制裝置的有益的實施例。

本發明的用于加工由硬質金屬制成的工件以生產刀具主體的方法包括以下步驟：將保持刀具的刀座容納在數控機床的工作主軸的刀具支承處，其中所述刀座包括用于產生刀具的振動的振動發生器；通過保持在刀座上的振動刀具加工夾持在機床上的由硬質金屬制成的工件，用于在工件處加工出一個或多個凹部，以生產刀具主體。

通過在上述方法中使用振動發生器，刀具可以照常被旋轉地驅動并且還將振動引入刀具，并幫助在工件上移除硬質金屬材料。

發明人驚喜地發現，在移除步驟中，與刀具無振動運動相比，在相同的時間下，由于刀具的振動可被移除的硬質金屬材料的數量達到兩倍。

進一步地，就先前描述的方法而言是有益的，因為當所有類型的凹部被加工至工件內時，工件可以保持在其設定位置(夾持)，其中，這些凹部可用于例如切削元件的固定，用常規的方法加工其中一些凹部是困難的。此外，凹部如有需要，可以根據需要更換刀具，如果這是由于不同的凹部而必須的話。

然而，可以使用最優的切削速率以減小在刀具上的加工力度。更低的加工力度減少在刀具上和在工件上的溫度的產生且可以因此大幅度地減少刀具的磨損。

本方法的有益的發展為：該刀具為磨削刀具。