[發明專利]可應用于機械加工工具的切削刀片和機械加工工具

有效

• 申請號: 201811192226.0
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN110653407B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 吉列姆·法拉龍斯·馬倫
• 申請（專利權）人: 普雷齊斯工具有限公司
• 主分類號: B23C5/02
• 分類號: B23C5/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 王初

本發明涉及一種可應用于機械加工工具的切削刀片和機械加工工具。刀片(1)具有切削刃(12)，其可以是完全尖銳的或者可以具有R＝0.030mm和0.050mm之間的圓弧，在這兩種情況下具有在68°和90°之間的沖擊角(123)，以及圓弧形的破屑部(13)，二者都布置在至少1mm厚的覆蓋刀片(1)的整個切削表面的多晶金剛石(PCD)層(11)中。該工具包括由可耦接到機械加工中心的芯(22)形成的本體(2)，所述芯外部承載容納切削刀片(1)的周邊套筒(21)，其中，該切削刀片PCD層(11)與套筒(21)直接接觸。本發明可以包括在套筒(21)和芯(22)之間的液壓系統(23)。

技術領域

本發明涉及可以被用于耐熱材料(鈦、鉻鎳鐵合金、鎳基超耐熱合金、鈷基超耐熱合金、鐵基超耐熱合金)的粗加工和精加工(銑削、鉆、鏜和鉸)的工具和刀片(刀具)。

本發明的應用范圍是工件的機械加工，特別是用于航空航天、汽車或能源工業。

背景技術

鈦、鉻鎳鐵合金和其他耐熱材料是極難機械加工的材料，主要由于以下原因：

-它們具有低導熱率，其是一特性，該特性意味著在機械加工期間由待切削材料和刀片的切削刃之間的摩擦生成的所有熱量幾乎都被傳遞到切削刃，導致所述刃容易達到高達600℃的溫度。在該溫度下，鈦具有高反應性，使得在切削處理期間生成的切屑可能由于其本身溫度的影響而最終被焊接回工件。

-它們具有低的楊氏模量，其意味著材料由于生成的高剪切力而彎曲并且攻擊切削刃，通過從刀片的后部推動抵靠切削刃而將其損壞。

-缺乏被稱為“積屑瘤”的效應，其是在切削刃的前方和上方積聚材料。該特性意味著可能在低切削速度下工作以達到良好的結果，但同時其生成更高的剪切力，這又由于上述的低楊氏模量而導致上述彎曲。

用于機械加工耐熱材料諸如鈦或鉻鎳鐵合金的現有解決方案，例如，通過切屑移除，當前依賴于碳化鎢工具(或更通常稱為硬質金屬工具或硬質合金工具的工具)。

已經做出嘗試來使用陶瓷材料或PCD切削刀片，但是結合的結構不允許用于解決與利用硬質金屬復合材料諸如碳化鎢刀片的當前系統相關聯的問題。鑒于缺乏任何技術解決方案，當前不存在使用類似于本發明的PCD刀片的PCD刀片的解決方案。

現今用于機械加工耐熱材料的工具通常由可轉位碳化鎢刀片制成，組裝在鋼本體(如環的類型)上，用于大切屑體積的粗加工。還存在(整體式)整體硬質合金工具工件精加工工具。

碳化鎢還具有一系列熱和機械缺點，主要是其低的導熱率。這意味著其不能充分消散切削時產生的熱量，并且必須限制切削速度(通常達50m/min)。

另一方面，最苛刻的工業諸如航空航天工業所要求的質量標準，使得即使當持續的磨損實際上較小(在200到300微米的量級)時，也需要移除刀片或工具。因此，在這些條件下碳化鎢刀片的平均使用壽命很少達到一小時。

換句話說，一方面考慮到碳化鎢被限制至低切削速度結合其短的使用壽命，使用這些硬質金屬刀片所獲得的生產率是相當低的，并且此外它們需要不斷的維護和在庫存中的大量備用工件。

此外，當前系統(其使用碳化鎢刀片)的用戶不能獲得他們使用的機械的最大性能。這是因為事實，即機械應該能夠以更高的切削速度工作而不會因此而損失扭矩。然而，碳化鎢的熱和機械限制不允許這樣。

申請人不知道任何足夠類似于本發明的方法或機械加工中心，以致影響其新穎性或創造性。

發明內容

本發明涉及一種機械加工工具。其還涉及在其中使用的刀片。本發明的不同實施方式解決了現有技術的缺點。