[發明專利]用于加工切削刀片的方法和用于加工切削刀片的相應裝置

有效

• 申請號: 201780079086.3
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN110248765B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 馬丁·雷撒舍爾;皮特·希爾德布蘭德
• 申請（專利權）人: 紹爾有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/402;B23K26/03;B23K26/00;B23K103/16
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 顏思晨

本申請涉及一種借助激光束加工多層工件坯料(3)的方法，包括以下步驟：根據燒蝕幾何形狀指定用于加工所述工件坯料的加工程序，以便使用激光加工裝置產生所需要的邊緣和/或表面幾何形狀(13)；在所述激光加工裝置中拉緊所述工件坯料并將工件夾具定位在測量位置；測量所述多層工件坯料(3)的至少一層的厚度；修改加工程序，從而根據所測得的層厚度以恒定的燒蝕幾何形狀對多層工件坯料(3)進行加工；以及通過所述激光加工裝置的激光使用所述修改過的加工程序加工所述拉緊的工件坯料(3)，以便產生具有切削刃(12)的所述所需的邊緣和/或表面幾何形狀(13)。本申請還涉及相應配置的裝置。

本申請涉及一種借助激光加工切削刀片的方法，尤其用于邊緣加工和表面加工。

在現有技術中，激光器通常用作切割或材料加工工具。

例如，從DE 10 2005 06 107 A1中已知一種借助激光切割工件的方法。用這種方法，測量激光功率，并且基于所測量的激光功率調節激光的燒蝕率。這允許非常精確地調節激光的燒蝕率。

在半導體技術中，例如，US 2007/0084837A1描述了一種方法，確定施加到金屬表面的透明層的層厚度，并且根據透明層的層厚度控制激光，使得只去除所述透明層而不損壞下面的金屬層。

在諸如切削刀片的切削工具的制造中，借助激光的邊緣加工在現有技術中也是已知的。這種刀片通常具有硬質材料層，例如，該硬質材料層由在基板上形成的多晶金剛石層(PCD)組成。這種切削刀片通常是工件坯料，根據它們后來用于端銑刀等的預期用途也被稱為工具坯料。

例如，從DE 10 2009 044 316 A1中已知一種方法，沿著切削刀片坯料的邊緣引導脈沖激光，使得其逐層地被移除，以保證切削刃或與切削刃相鄰的表面的相應幾何形狀。

燒蝕是根據燒蝕幾何形狀進行的，該燒蝕幾何形狀事先在加工程序中根據工件坯料的形狀和所得切削刃或傾斜表面的所需幾何形狀被定義。燒蝕幾何形狀表示工件坯料與具有包含切削刃的所需自由表面的成品工件的幾何形狀之間的差異。

激光加工裝置(通常是機床)的控制也使用加工程序根據燒蝕幾何形狀和自動加工框架內的材料特性進行調整。在多層材料的情況下，出于此目的，激光參數由當前正在加工的材料層來確定。這是有必要的，因為取決于它們的性質、密度、強度、吸收能力、硬度等，不同的材料對激光束的反應不同。激光控制與材料的匹配根據加工程序的規格根據加工位置自動進行，特別是在不同硬質材料之間的層變化期間適用。

在實踐中，首先將樣品與較大的圓形坯料分離，然后根據加工程序的規格進行激光加工。

因此，經實踐證明，在生產用于切削表面生成的精確自由幾何形狀期間經常出現問題。

因此，本申請的發明人廣泛地解決了優化通過激光加工多層材料的切削刃質量問題，并且為此更精確地分析了借助激光加工多層材料所涉及的過程。

為了解釋它們的基本性質，所述問題在圖5a，5b中示出，圖5a，5b示出了切削刀片坯料100的橫截面視圖，其中硬質材料層102施加在基底材料101的表面上。

刀片坯料100的表面對應于切削表面103的前表面，即在成品刀片中形成切削表面以進行加工的表面。切削表面103的該前表面通過切削刃104的前邊緣與前端側翼105分離。

借助于控制單元，如圖5a所示，激光束106現在沿著切削刃104的前邊緣被引導(例如，前后)，以便在邊緣處逐層地移除，首先是層107，在完全燒蝕頂層102之后，是在深度方向上的層108。如圖5a中的虛線所示意的，加工也可以從固體材料進行，激光垂直于表面切削。然而，在實踐中，還建議借助激光與大致的預切削坯料成一個角度進行表面/邊緣加工。

在圖5a和5b所示的現有技術的示例中，硬質材料層102的層厚度D1大于期望的層厚度D3，其在圖中通過層的不同陰影線示出。