[發明專利]用于制造切削工具的方法和機器設備

有效

• 申請號: 201811073708.4
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109514181B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: J·維爾特;J·馬蒂;S·舒爾茨
• 申請（專利權）人: 阿加森機械制造股份有限公司
• 主分類號: B23P13/00
• 分類號: B23P13/00;B23H5/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭特強;聶慧荃

用于多步驟的機加工切削工具的方法，包括步驟：限定切削工具的數據組(12)；將工件(14)定位在機加工裝置中；通過測量方法確定待機加工的工件(14)的數據組(18)；基于所限定的切削工具的數據組(12)而限定用于機加工裝置的至少一個機加工程序；使工件(14)經歷至少一個機加工程序，由此獲得工件(14)的中間幾何尺寸；通過測量裝置確定工件(14)的第二數據組(22)，并將機加工過的工件(14)輸送到第二機加工裝置。此外，所述方法包括對定位、確定工件(14)的數據組(18)、限定機加工程序、使工件(14)經歷機加工程序和輸送到第二機加工裝置的步驟進行重復，直到工件(14)具有目標幾何尺寸的形狀為止。

技術領域

本發明涉及一種用于制造由高硬度材料制成的切削工具的方法和用于執行該方法的機加工設備。例如用于精密切削的切削工具包括前刀面、后刀面和由這些刀面交會的位置處的脊部形成的切削刃。切削工具的該部分參與切削，其中至少該部分由高硬度材料制成。所述方法是包括用于執行切削工具的外部塑形(external shape)(稱為宏觀成形)的至少一個工藝和用于執行精加工(稱為微觀成形)的至少一個工藝的多步驟方法。

背景技術

切削工具的精確生產是困難的，特別是在切削主體至少部分地由非常堅硬的耐磨材料構成時，例如，諸如單晶金剛石(MCD)、化學氣相沉積金剛石(CVD-PCD)、多晶金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷和金屬陶瓷。這些材料可應用在許多機加工工藝中。此外，切削工具可構造為夾層元件，該夾層元件包括(例如)由碳化物制成的主體，由多晶金剛石制成的切削刃尖被連接到該主體。

切削工具，例如可轉位切削刀片(indexable cutting insert)，包括至少一個具有預定幾何尺寸和硬度的切削刃，以提供對工件的機加工。可轉位切削刀片通常是三角形、正方形、六邊形或十二邊形的切削刀片，該切削刀片有沿著可轉位切削刀片的邊緣的側面的切削刃。如果切削刃磨損，則可以旋轉可轉位切削刀片以呈現新的切削刃。切削刃在機加工工藝(特別是配料去除工藝)期間承受高載荷，其中全部工藝能量在切削刃處轉換，從而例如導致類似微爆流(micro burst)的損傷。

可以設計切削刃的區域中的切削工具的幾何尺寸，使得切削工藝的性能提高。切削刃和斷屑器的位置和形狀以及粗糙度對于提供具有改善特性的切削工具是重要的。在精密工具的情況下，獲得高精確度的輪廓是重要的。由于可借助工具達到幾微米的機加工精確度，不精確的產品的外觀可導致不可接受的容許偏差。這種用于精密機加工的至少部分由高硬度材料制成的切削工具是昂貴的，并且精加工是耗時和成本高昂的。

用于通過去除材料而機加工切削工具的多步驟方法在現有技術中被廣泛知曉。過去曾嘗試使機加工工藝的復雜度最小化，或使工藝步驟的數量、投資額和機加工次數最小化。

通常，用于制造切削工具的工藝包括至少一個用于粗機加工工件或坯件的操作和精機加工的操作。在每個用于粗機加工(諸如宏觀機加工)和用于精機加工或微觀機加工的操作步驟期間，可應用不同機加工方法。

采用宏觀成形操作使切削工具材料的工件或坯件形成指定的形狀，其中傳統上通過磨削執行該操作。但是由于諸如磨輪或磨盤的機加工工具必須與在機加工工藝中待機加工的工件接觸，因此工具遭受嚴重的磨損并且材料去除低。這種機加工工具的使用壽命縮短，從而導致增大的制造成本和機加工次數。曾嘗試提供諸如激光機加工等的用于粗機加工的非接觸機加工操作。特別地，使用高前進速度的操作參數來執行用于粗機加工工件的激光機加工，以形成粗略的期望輪廓，從而產生大的材料去除。

根據所使用的激光，可將激光機加工視為歸功于在工件中吸納激光束的生熱工藝。因此，激光機加工的缺點在于機加工精確度令人不滿意，特別是機加工過的表面的平整度可能質量較差。

在精機加工操作期間，可執行不同的步驟，其中最初一個步驟產生顯著的材料去除，接著可進行精加工幾何尺寸和表面構造的其它步驟，例如，使用利用不同操作參數的激光切除來獲得所需的表面質量。但是，也廣泛知曉利用磨削的機加工或電火花機加工用于精細操作。這些工具僅可應用在工件可以容易地操作的區域。