CN101786182B - 成形铣削刀具及其刃部的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以刃部整体作为硬质实心体、在制造时能降低磨削加工负荷及刃部断裂危险性的成形铣削刀具。其刃部(1)的整体由硬质合金制造而成,刃部(1)通过连接部(2)与柄部(3)可拆卸地连接从而得到成形铣削刀具。其中,连续于刃部(1)的主后面(9)的副后面(7)作为生坯加工表面。成形铣削刀具之刃部的制造方法,在制造生坯之后保留刃槽相当部分的状态下,形成直径比主后面小的副后面后,对于烧结该生坯后所得到的烧结体,至少在最小直径的凹状部磨削加工刃槽(10)和主后面(9)。
Description
技术领域
本发明涉及一种刃部整体由硬质合金构成、并通过连接部将具有较深凹槽切削刃的硬质合金刃部可拆卸地连接在柄部的新型成形铣削刀具,以及由该硬质合金制成的成形铣削刀具之刃部的制造方法。
背景技术
在切削刀具中,作为相对于其刃部切削刃的轴心方向上的直径差距大、凹槽深的成形铣削刀具,圣诞树状铣刀及燕尾槽铣刀为其中的代表性刀具。圣诞树状铣刀是对将涡轮叶片安装在旋转轴(叶轮)上的圣诞树状连接用槽进行加工的刀具。该刀具对应圣诞树状连接用槽的形状,具有凹槽式刃部。即,刃部的外周切削刃的尖端直径对应圣诞树状槽宽的变化而增减变窄,越靠近刀具尖端直径越小。
具有凹槽形状刃部的圣诞树状铣刀,无论是在刀具的制造上还是在应用于切削加工时,在凹槽最深的刀具尖端附近具有断裂的危险。根据这样的理由,通常的圣诞树状铣刀主要采用高速工具钢来制作其刃部。
为延长圣诞树状铣刀的寿命,采用硬质合金制的刃部较为理想。但是,由于刀具制造本身的困难与在制造过程中刀具加工时间的延长,以及在使用过程中因为硬质合金重量较大的问题而导致机器加工负荷增加等原因,刃部整体由硬质合金构成的所谓用硬质合金制造刃部的这一方法基本上未得到普及。
因此,目前,刃部由硬质合金制造而成的圣诞树状铣刀仅限于安装了硬质合金制不重磨刀片(以下亦称之为“硬质镶装刀片”)的刀具。在专利文献1中记载了安装有上述硬质合金制不重磨刀片的圣诞树状铣刀。
在专利文献2中,揭示了刃部和柄部由相同材料即高速工具钢制造的圣诞树状铣刀。如专利文献2的图1(a)所明确记载,在刃部与柄部之间,没有相当于连接部的构件。迄今为止,还不存在刃部用硬质合金制造、柄部用钢材制造,并且可拆卸地将两者连接在一起的圣诞树状铣刀。其理由被推测为,从刀具整体的制造成本及磨尖的困难性等制造方面来看,还未具备条件能制造出最适合的硬质合金刃部。
专利文献1:日本专利文献特开2000-254812号公报
专利文献2:日本专利文献特开2008-279547号公报
近年,涡轮的制造者强烈要求缩短用于连接旋转轴(叶轮)与涡轮叶片的成形槽加工的加工时间。在背景技术中所述的先前的高速工具钢制及使用硬质镶装刀片的圣诞树状铣刀中,存在以下难题。高速工具钢制的圣诞树状铣刀,其寿命短,工作台进给速度也慢,加工改善上受到限制,所以无法满足希望缩短加工时间的需求。
相反,在使用硬质合金制不重磨镶装刀片的圣诞树状铣刀时,为防止上述镶装刀片的脱落有必要使用螺栓部等加以紧固,但由于利用上述螺栓部等进行紧固的固定部的空间受限,刀具刃部的刃数限定在1至2枚左右,与无需减少刃数的高速工具钢制相比也不提高进给速度。因此,虽然增加了刀具费用,但在结果上切削性能与高速工具钢制的刀具并没有差别。
先前,尽管试图用硬质合金制造刃部,但还存在一些如果不对连续于主后面的突起部进行磨削加工则无法解决的问题。硬质合金制刀具的磨削加工与以高速工具钢为主的钢材相比,磨削负荷过大。因此,先前的刃部的硬质合金化比较困难。
此外,作为先前的制造手段,可以考虑制造刃部用的硬质合金,并通过磨削加工将刃部刃径较小部分的主后面加工为特定的尺寸。然而,由于是韧性低的硬质合金制材料,会发生刃部的断裂及刃部缺损等事故,在工业生产上难于实现。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种刃部整体由硬质合金构成,并通过连接部将上述凹槽较深的硬质合金制刃部可拆卸地连接在柄部的新型高性能的成形铣削刀具,以及该成形铣削刀具的硬质合金制刃部的制造方法。
本发明的成形铣削刀具是一种刃部整体由硬质合金构成的新型高性能的硬质合金型刀具。先前所谓的凹槽形状的圣诞树状铣刀及燕尾槽铣刀等,如将刃部整体采用硬质合金制造,则虽然能够确保刃部的刃数与先前的高速工具钢制刃部相同,但是无论在刀具的制造上还是使用上都增加了刃部断裂的危险性。特别是,刃部外周刃的刃径在刃部的轴向上小直径及大直径反复交替,最小直径部断裂的危险性成为很大问题。本发明能够彻底解决此类问题。
另外,本发明不需要先前的制造工序中必须的对突起部的磨削加工。因此,本发明,即使作为在主后面的磨削加工后完成的刃部形状,也具有其特点。
而且,在上述“在先前的制造工序中必须的对突起部的磨削加工”中的“突起部”是指,在加工主后面时,砂轮的圆弧形状以原样保留在主后面一端(突起)的部分。即,在先前的主后面加工后的工序中,去除突起部的加工是必然需要的工序。但是,烧结体的磨削加工在工时及成本方面负担较大,尽量省略烧结体的磨削工序是本发明较大的优点。
为了不形成突起部,在本发明中,对于连续于刃部主后面的副后面进行加工,使其直径在生坯时比上述主后面小。
在本发明中,在硬质合金制生坯的状态时,切下副后面部分,缩小直径使其直径在形状上比主后面小。其结果,本发明的成形铣削刀具的刃部,作为刃部的完成阶段,副后面不会接触磨削用砂轮,故以保留有加工生坯后的表面为特征。换言之,本发明中的成形铣削刀具的刃部由于不必磨削加工刃部的副后面,故可以大幅度削减硬质合金制副后面的磨削工时。
硬质合金制的生坯,在强度方面比较脆弱,存在容易破损的危险。而且,在本发明中,以预先利用生坯进行副后面的加工为特征,所以有必要尽量使生坯具有刚性。
因此,本发明具有如下特征,即,使硬质合金制生坯的处理简单,即便是生坯,在副后面的加工等中,特别是为了确保刃部的最小直径凹状部的刚性,使刃槽相当部分保留至烧结后的切槽加工工序。
刃槽相当部分在烧结后的切槽加工工序中首次被去除。这是因为,对于脆弱的生坯,特别是在圣诞树状铣刀刃部的最小直径凹状部中,若加工副后面及刃槽则生坯的刚性降低,有断裂的危险。因此,先对加工负荷小的副后面进行加工,刃槽的磨削加工的负荷相应增大,但在烧结后的刚性方面却不存在问题,故决定在烧结后进行刃槽的磨削加工。
解决了上述难题的本发明的成形铣削刀具,为了能够仅替换刃部,脱离柄部制造刃径的最大直径凸状部和最小直径凹状部之比在1.5倍以上的刃部,通过连接部连接整体为硬质合金制的刃部和钢制的柄部,并将其制作成可作为刀具使用的形状为宜。
“刃径的最大直径凸状部和最小直径凹状部之比在1.5倍以上的刃部”是指,以制造及使用刃部时发生断裂的可能性作为限制条件来决定的刃部。具有最大直径凸状部和最小直径凹状部之比小于1.5倍的刃部的刀具,其断裂的危险性降低,故问题得以减轻,但相反刃部采用硬质合金的优点也没有很好地体现出来。
在本发明中,为了能够倍增切削时的进给速度,即使采用刃部整体为硬质合金制、最大直径凸状部和最小直径凹状部之比为1.5倍以上、断裂概率较高的刃部,因上述刃部和柄部被设计成可拆卸,所以即便是发生断裂,也不存在废弃整体刀具的缺点,能够削减刀具的材料费。
柄部,要求莫尔斯锥度及螺栓部规格,或者需要注油孔等的复杂加工。将包含柄部的刀具整体采用硬质合金制作,并不适合于上述复杂的加工。因此,为了满足复杂的柄部规格,采用硬度比较低的钢材制作柄部,将整体由硬质合金构成的刃部设计成可拆卸。
本发明者为了更合理地解决上述难题,将由硬质合金构成的刃部的形成方法,以从硬质生坯的加工工序至烧结后烧结体的磨尖作为一个整体来重新设计,研究分析了在各制造工序中最适合的制造方法及作为硬质合金制刃部的最佳形状。另外,在本发明中所谓的“生坯”是指,包含将该“生坯”预烧结(也可称为“煅烧”)后的坯体,以下以此概念作为生坯来进行记载。另外,经过预烧结的生坯要比未经过预烧结的生坯强度大,所以进行预烧结较为理想。在这里所说的“预烧结”是指为了保证在混炼粉状材料时所使用的打蜡剂的脱蜡及烧结前材料的强度而实施的初步烧结处理工序,在约800℃~1000℃的温度范围内进行预烧结。
为了解决上述难题,本发明第一方案所述的发明为刃部整体由硬质合金构成的成形铣削刀具,其特征在于:
上述刃部在具备主后面及副后面的同时,副后面由生坯的加工表面经过烧结后形成的表面所构成。
而且,本发明第二方案所述的发明为刃部整体由硬质合金构成的成形铣削刀具,其特征在于:
上述刃部在具备主后面及副后面的同时,上述副后面与上述主后面相比直径缩小,并且上述副后面由生坯的加工表面经过烧结后形成的表面所构成。
而且,本发明第三方案所述的发明为刃部整体由硬质合金构成的成形铣削刀具,其特征在于:
上述刃部在具备主后面及副后面的同时,上述副后面由生坯的加工表面经过烧结后形成的表面所构成,
上述刃部,通过连接部与钢制的柄部相连接。
而且,本发明第四方案所述的刃部整体由硬质合金构成的成形铣削刀具,其特征在于:
上述刃部的刃径为最大的凸状部与最小的凹状部之比在1.5倍以上。
此外,本发明第五方案所述的发明为成形铣削刀具刃部的制造方法,其特征在于,上述制造方法具备:
生坯制造工序,其制造具备主后面和副后面的上述刃部整体的、由硬质合金构成的成形铣削刀具形状的生坯,
副后面形成工序,其通过对上述主后面及副后面进行切削加工,在上述生坯形成的上述刃部中的刃槽相当部分的一部分或全部保留在未切槽加工的状态下,形成直径比上述主后面小的上述副后面;
烧结工序,其在上述刃部中的刃槽相当部分的一部分或全部未切槽加工的状态下,通过烧结形成具有上述切削加工后的主后面和副后面的上述生坯从而得到烧结体;
精加工工序,其至少在上述刃部直径最小的凹状部,对于烧结上述生坯而形成的上述烧结体的、在未切槽加工的状态下残存的刃槽相当部分的一部分或全部进行切槽加工,形成刃槽并进行上述切削加工后的状态下的主后面的磨削加工。
另外,如上所述,若对未经预烧结的生坯进行切削加工及磨削加工,则在生坯的刚性方面会产生问题,所以即便是稍微提高强度也应该对生坯进行预烧结。
在本发明中,在刃部为脆弱的生坯状态时,通过切削加工或磨削加工切实地实施对在该生坯上形成的副后面的加工,以均不进行对突起部的加工,即所谓相反的构思,首次研究出成形铣削刀具刃部的制造方法以及具备由此衍生的新形状的硬质合金制刃部的整体硬质合金型且具有实用性的成形铣削刀具。
本发明的成形铣削刀具,其构成为,连续于整体由硬质合金制成的刃部的主后面的副后面,由生坯的加工表面经过烧结后残存的表面所构成,且该刃部通过连接部与钢制的柄部相连接。如此的构成,作为切实的效果,可将刃部设计成硬质合金制,而不必考虑刃径的最大直径凸状部和最小直径凹状部之比。
依据本发明,因为刃部整体为硬质合金制,还能确保切削刃同高速工具钢制具有相同的刃数,所以能够提高工作台的进给速度使其与切削速度的提高程度相对应。具体示例为,在本发明的成形铣削刀具中,与高速工具钢制的刀具相比,可实现2倍至3倍的工作台进给速度。成形铣削刀具的寿命也可延长3倍至5倍。
而且,由于对副后面进行了缩径,通过在切削中发生的刀后面的摩擦及切削油回转到刀后面一侧,不仅可以提高冷却性及润滑性等,还能抑制在再次研磨中外径减小时再次发生的突起部,不需要在再次研磨中每次对突起部进行去除处理,从而可以大幅度减少研磨成本。
作为在本发明的成形铣削刀具刃部制造面上的效果,在本发明的成形铣削刀具中,由于在刃部设置有不必进行磨削加工的副后面,大幅度减少了先前必需的主后面的面积,刃部的加工时间与先前的磨削加工工序相比大约减少一半。
此外,在本发明的成形铣削刀具中,不再需要先前所必需的用于去除突起部的磨削加工,在这一点上也可大幅度缩短磨削加工时间。
根据本发明的成形铣削刀具刃部形状的最佳化及其制造方法的确定,与成形铣削刀具的刀具直径无关,可以批量生产实用型刃部整体由硬质合金制造而成的成形铣削刀具。
特别是,本发明的成形铣削刀具,通过设计成利用连接部连接刃部和柄部的分割型,可应对刃部和柄部的各种损伤,而且也使适应需求的柄部的加工变得容易。另外,通过设计成分割型,也可作为整体硬质合金刃部抑制刀具成本的上涨,并可大幅度提高刀具的性能。
附图说明
图1是用于说明本发明的一实施例的成形铣削刀具的正视图。
图2是图1所示成形铣削刀具的轴向上的截面图。
图3是在图1所示的成形铣削刀具中,相当于生坯状态中的A-A部分的截面图。
图4是图1所示成形铣削刀具的A-A截面图。
图5是在相当于图1中的A-A截面图的先前刀具中,其突起部的说明图。
图6是用于说明在本发明的成形铣削刀具刃部的制造方法中,其制造工序中一例的说明图。
图7是用于说明在本发明的成形铣削刀具中,副后面的加工前即生坯状态的正视图。
图8是用于说明在本发明的成形铣削刀具中,副后面的加工后的生坯状态的正视图。
图9是用于说明在本发明的成形铣削刀具中,对刃部实施加工后的完成状态的正视图。
图10是在本发明的成形铣削刀具中,从图1所示箭头B方向看对刃部进行刃槽加工前的主后面及副后面的图。
图11是在本发明的成形铣削刀具中,从图1所示箭头B方向看对刃部进行刃槽加工后的主后面及副后面的图。
图12是用于说明本发明的其他实施例的成形铣削刀具的正视图。
图13是用于说明在实施例2中所使用的成形铣削刀具的制造工序的说明图,(a)为本发明例2、(b)为先前例2的制造工序。
标号说明
1刃部
2连接部
3柄部
4最小直径凹状部
5最大直径凸状部
6主后面相当部分
7副后面
8刃槽相当部分
9主后面
10刃槽
11突起部
12刃部相当部分
13外周圆柱部相当部分
14外周圆柱部
15刃部尖端侧凸中心
16连接部侧凹中心孔
17定心接口
18紧固螺栓部
具体实施方式
以下,基于附图说明本发明的具体实施方式。
基于图1、图2说明本发明的成形铣削刀具的最基本的构成。图1(图2)所示的成形铣削刀具,其在刃部1上形成的刃径为最大的凸状部(以下简称为“最大直径凸状部”)5和刃径为最小的凹状部(以下简称为“最小直径凹状部”)4的直径(刃径)之比在1.5倍以上,刃部1的整体由硬质合金所构成。此外,刃部1的构成为通过连接部2可拆卸地连接在柄部3。在图2中,作为连接部2的代表例,例举了通过防护装置连接的例子。柄部3,有些要求莫尔斯锥度及螺栓部规格以及需要注油孔等复杂规格,利用硬质合金制造包含柄部3的刀具整体,存在硬度高、加工刀具寿命短等很大的困难。因此,为了满足复杂的柄部3的规格,将柄部3用硬度比较低的钢材来制造,使其可拆卸于整体由硬质合金制造而成的刃部1。
在本发明的成形铣削刀具中,将刃径的最大直径凸状部5和最小直径凹状部4的直径之比设定在1.5倍~15倍的范围内较为理想。若不足1.5倍时,在刃部1中加工刃槽时,由于在将刃部1和柄部3相连接的状态下进行刃槽加工,所以该刃槽加工用的砂轮干涉柄部3,柄部3会出现裂纹并发生断裂。另外,若超过15倍,以连接刃部1和柄部3的方式会使切削加工时的切削条件过大,故连接部2的刚性不足,存在连接部3断裂的危险。更为理想的范围是,为了使刃部1和连接部2的切削扭矩和连接部的刚性平衡较好,将上述直径之比控制在3倍~9倍的范围内较为理想,4~7倍的范围内更为理想。
图3是在图1所示的成形铣削刀具中,相当于生坯状态中的A-A部分的截面图,图4同样是图1所示的成形铣削刀具成品中的A-A截面图。通过比较图3和图4可知,副后面7在生坯的形状和成品的形状上相同。另外,在图3中,6为相当于成品中主后面9的部分(主后面相当部分),8为相当于相同成品中刃槽10的部分(刃槽相当部分)。
图5表示在先前的主后面加工中发生的突起部11的状态。为了避开在加工图4所示的主后面9时所使用的砂轮与下一个刃相接触,在接触下一个刃之前必须停止砂轮。因此,在加工主后面9时砂轮的圆弧形状以原样保留在主后面9的一角(倾斜)。因而,在先前的主后面9的加工中必然需要去除突起部11的加工。
本发明的成形铣削刀具,其特征在于,刃部1的整体由硬质合金构成,连续于该成形铣削刀具的刃部1的主后面9的副后面7为生坯的加工表面。
硬质合金制的生坯,在强度方面比较脆弱,存在容易破损的危险。并且,在本发明中,以预先在刃部1为生坯时对刃部1副后面7进行加工为特征,所以有必要尽量使生坯具有刚性。
因此,在本发明中,使硬质合金制的生坯处理简单,即便是生坯,在副后面7的加工等中,特别是为了确保最小直径凹状部4的刚性,将相当于刃槽的部分(刃槽相当部分)8的一部分或者全部,保留至该生坯烧结后的切槽加工工序中,刃槽相当部分8在烧结后的切槽加工(刃槽加工)工序中首次被去除。图3和图4是用于说明该刃槽加工状况的说明图。图3所示的刃槽相当部分8(用虚线包围的部分),烧结后如图4所示在刃槽加工中被去除,从而形成刃槽10。
与此相反,若在生坯的状态下对刃槽10进行磨削加工,则由于生坯脆弱,特别是在圣诞树状铣刀的最小直径凹状部4中,如果在生坯的状态下对副后面7和刃槽10进行加工,则由于生坯的刚性低,存在发生断裂的危险。因此,在本发明中,对于刃部1的坯体,在生坯的状态下对加工负荷小的副后面7进行加工,虽然刃槽10的磨削加工负荷相应增加,但是烧结后的坯体在刚性方面不存在问题,所以通过将刃槽10的磨削加工作为烧结后的加工来完成。
又,本发明的成形铣削刀具,其特征在于,连续于刃部1的主后面9的副后面7与上述主后面9相比直径缩小,且上述副后面7是生坯的加工表面经过烧结后的保留。通过图4可知,副后面7是为了使其直径小于主后面9而缩径形成。据此,烧结体的磨削加工,由于在工时和成本方面负担增加,所以尽量省略烧结体的磨削工序才会产生好处。
在本发明的成形铣削刀具中,在硬质合金制生坯的状态下,切下副后面7的部分,在形状上缩小直径使其直径小于主后面9较为理想。其结果,本发明的成形铣削刀具的刃部,作为刃部1的完成阶段,副后面7不会接触磨削砂轮,所以,在副后面7上加工生坯所形成的加工表面以被烧结的状态保留在制造后产品的刃部。
接着,就本发明的成形铣削刀具的刃部的制造方法进行说明。图6是用于说明有关本发明的成形铣削刀具刃部的制造方法其制造工序的说明图。如图6所示,刃部的制造方法,主要是由以下制造工序所构成,该制造工序包含:从生坯的制造开始,至副后面的加工、预烧结、烧结(烧结温度大约为1300℃~1500℃)、以及其后的中心抛光加工、定心接口抛光加工、螺栓部抛光加工、与柄部相连接后的圆柱部抛光加工、及刃槽加工、主后面加工。如图6所示,为了确保加工副后面时的强度,对生坯进行预烧结(图6所示“煅烧”工序)较为理想。如上定义,本发明中所说的生坯是指包含通过煅烧进行预烧结的坯体的概念。
图6所示的中心抛光加工,其是将刃部尖端侧凸中心15(参照图8)抛光加工成凸状圆锥形,且将连接部侧凹中心孔16(参照图8)抛光加工成凹状圆锥形,使其成为以后抛光加工的标准。
定心接口抛光加工,其对成为连接柄部和刃部时的标准的定心接口17(参照图8及图9)进行圆柱部磨削,与设定外径相比,将加工公差加工为0mm~0.010mm左右。
在螺栓部抛光加工中,对连接柄部和刃部的手段即紧固螺栓部18(参照图9)进行加工。在连接柄部和刃部时,分别在柄部和刃部需要用于拧紧的扳手面(Spanner flat)。该扳手面的加工,在烧结前后均可,但是考虑到精密度方面建议在烧结之后进行。
接着,连接柄部和刃部使其一体化,进行外周圆柱部14(参照图9)的抛光加工。该外周圆柱部14,在刀具的制作与使用时,以确认圣诞树状铣刀外周的振动为目的,进行抛光加工。
通过生坯的制造工序制造的图7所示的生坯,在副后面加工工序中,保留刃槽相当部分8的一部分或者全部,通过切削加工或者磨削加工,对副后面进行加工,成为图8所示的状态,通过烧结工序烧结。并且,烧结后,图10所示的刃槽加工前的状态的生坯,在经过刃槽10、主后面9的加工后成为图11所示的形状,经过其后的工序得到图9所示的刃部1经过加工后的成品。此时,若加工图11所示的主后面9,则主后面9和副后面7经过级差7a处于相连接的状态。另外,图7、图8所示的12,在成品中,为相当于刃部1的刃部相当部分,13在成品中,为相当于外周圆柱部14的外周圆柱部相当部分。
作为本发明的成形铣削刀具的其他实施方式,具有如图12所示燕尾槽铣刀。
在图12中,1为本发明的刃部,4为其最小直径凹状部,5为其最大直径部凸状部。2为连接部,3为柄部。并且,9为主后面,7为副后面。该燕尾槽铣刀具备本发明的特征,且富有极大的实用性。
以下,就本发明的实施例进行说明。
【实施例】
实施例1
通过制作出作为本发明例刃部由硬质合金构成的成形铣削刀具和作为先前例刃部由高速工具钢制造而成的成形铣削刀具,实施切削加工,并对其性能进行了比较。
为了进行上述性能比较而制造的成形铣削刀具(圣诞树状铣刀)的规格如下所述。另外,以下的本发明例和先前例的编号用包含两者的序列号来记载。
作为本发明例及先前例,对于在形状上具有相同的如图1所示的三个凸状部的粗加工用圣诞树状铣刀(以下简称为“铣刀”),其刃部分别由硬质合金及高速工具钢制成。本发明例即硬质合金制的刃部,其通过在下述实施2中也将说明的本发明的制造方法制造而成。
又,这些所制作的本发明例及先前例的刀具,其从刀具的尖端刀具的第1凸状部的最大刃径为18mm、刀具的第2凸状部的最大刃径为26mm、刀具的第3凸状部的最大刃径为35mm、刀具的最大直径凸状部的刃径为36mm、刀具的第1凹状部的最大刃径为8mm、刀具的第2凹状部的最大刃径为16mm、刀具的第3凹状部的最大刃径为23mm、轴向上的切削刃的长度为约56mm、刃径的最大直径凸状部和最小直径凹状部之比为4.4倍、刃数为3枚、在切削刃上制作了波形状的粗加工型切削刃。另外,本发明例1的圣诞树状铣刀的连接部2,如图2所示,由定心接口和螺栓部所构成,并且与柄部3相连接。
在上述本发明例和先前例的任一例中,进行切削加工的被切削材料采用了SUS420(约含13重量%Cr的不锈钢)。切削条件,在本发明例1中为,转速730次/min,进给速度27mm/min。先前例1的切削条件为,转速250次/min,进给速度10mm/min。
在切削试验中,使用了水溶性切削液。另外,作为切削加工后的性能比较的评价,无论在任何条件下,切削长度为2000mm时,就停止试验,测量了刀具的最大直径凸状部的主后面的磨损宽度。该磨损宽度的测量结果和上述切削条件表示在表1中。
【表1】
根据表1,本发明例1与先前例1相比,不仅使工作台进给速度提高了2.7倍,还使最大直径凸状部的主后面的磨损宽度变小为0.04mm,且未见卷刃等异常现象,是比较稳定的加工。另一方面,先前例1中的刀具,其最大直径凸状部的主后面的磨损宽度较大为0.13mm,与本发明例1相比,其寿命大约为本发明例1的1/3。
实施例2
根据刀具刃部制造方法的加工工序的不同,就磨削加工该刃部所需时间进行了比较。
实施例2中所使用的本发明例2的刀具制造工序的顺序如图13(a)所示,经过生坯的制造、预烧结(煅烧)、副后面加工、烧结、中心抛光加工、定心接口抛光加工、螺栓部抛光加工、与柄部的连接、圆柱部抛光加工、刃槽加工以及主后面加工,最终得到成品。先前例2的刀具制造工序的顺序如图13(b)所示,经过生坯的制造、预烧结(煅烧)、烧结、中心抛光加工、定心接口抛光加工、螺栓部抛光加工、与柄部的连接、圆柱部抛光加工、刃槽加工、主后面加工以及突起部的去除加工,最终得到成品。经过上述制造工序而得到的成品即本发明例2及先前例2的刀具,采用了与实施例1相同的规格,如尺寸及刃数等。
通过实施例2进行的磨削加工时间的比较结果,如下所述。在本发明例2中,预烧结后的工序即副后面加工时间需要50分钟,刃槽加工后进行的主后面加工时间需要270分钟。与其相反,在先前例2中,刃槽加工后实施的主后面加工时间需要600分钟,突起部的去除加工时间需要110分钟。由于其他工序所需时间相同,所以本发明例2的工序与先前例2的工序相比加工时间缩短了390分钟。
由此可知,通过实施本发明,可大幅度地缩短加工时间,其实用性非常高。
产业上的可利用性
依据本发明,如果成形铣削刀具例如是圣诞树状铣刀,则不必担心刀具的断裂,可稳定地进行整体硬质合金圣诞树状铣刀的批量生产,根据本发明的新型刃部形状,能够以合理的成本制造出刃部及整体刀具。
又,例如,如果将本发明应用于圣诞树状铣刀,则在最近需求较大的发电用成套设备及飞机工业用涡轮机转子的槽加工中,与先前的高速工具钢刀具及硬质不重磨刀片刀具相比,可大大地提高其效率。
Claims (1)
1.一种成形铣削刀具之刃部的制造方法,其特征在于,经由以下工序制造刃部:
生坯制造工序,其制造具备主后面和副后面的上述刃部整体的、由硬质合金构成的成形铣削刀具形状的生坯,
副后面形成工序,其通过对上述主后面及副后面进行切削加工,在上述生坯形成的上述刃部中的刃槽相当部分的一部分或全部保留在未切槽加工的状态下,形成直径比上述主后面小的上述副后面;
烧结工序,其在上述刃部中的刃槽相当部分的一部分或全部未切槽加工的状态下,通过烧结形成具有上述切削加工后的主后面和副后面的上述生坯从而得到烧结体;
精加工工序,其至少在上述刃部直径最小的凹状部,对于烧结上述生坯而形成的上述烧结体的、在未切槽加工的状态下残存的刃槽相当部分的一部分或全部进行切槽加工,形成刃槽并进行上述切削加工后的状态下的主后面的磨削加工。
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