CN103143737B - 复合刀头生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合刀头及其生产方法及使用该刀头的刀具，该复合刀头中连接块的结合面和切削块的结合面为形状凹凸吻合互补的弯折或弯曲的曲面。与现有技术相比，增大了连接块和切削块的接触面积，增大了连接块和切削块的烧结结合强度，并在切削加工过程中，刀具沿工件轴向或径向进给时，采用上述结合面的刀头能够在连接块和切削块间形成挡止结构，以挡止连接块和切削块的相对运动，抵挡切削反作用力作用在切削块上所带来的、切削块容易从连接块上脱离的安全隐患，从而提高了整个刀头在使用过程中的工作可靠性和稳定性，减少了切削块崩裂或崩碎的现象，提高了切削加工的稳定性和精度。

Description

复合刀头生产方法

技术领域

本发明涉及切削刀具技术领域，尤其涉及一种切削刀具的复合刀头，同时还涉及该复合刀头的生产方法以及使用该复合刀头的刀具。

背景技术

目前，切削刀具分为整体聚晶超硬材料刀具和复合聚晶超硬材料刀具两种形式，整体聚晶超硬材料刀具是刀具的刀头和刀柄均采用聚晶超硬材料制成的一体式结构，这种整体聚晶超硬材料刀具虽然制备起来简单但成本较高，而复合聚晶超硬材料刀具的刀头是由聚晶超硬材料制成的、刀柄则是由硬质合金材料制成的，以使整个复合聚晶超硬材料刀具中仅含少量的聚晶超硬材料，而其他部分为相对便宜的硬质合金，所以复合聚晶超硬材料在保持了整体聚晶超硬材料硬度高、耐磨性和热稳定性好等优点的同时，还节约了成本，所以复合聚晶超硬材料刀具成为目前的一个发展趋势。但是现有复合聚晶超硬材料刀具存在一个技术难题，那就是刀头与刀柄的连接问题，由于刀头是聚晶超硬材料制成的，而刀柄为硬质合金材料，因而在刀头和刀柄之间存在较大的材料性能差距，而现有技术一般是采用钎焊的方式将刀头和刀柄焊接在一起，在切削加工过程中所产生的切削热量会造成钎焊部位的松脱，从而使得刀头和刀柄之间的连接可靠性和稳定性较差，影响刀具的正常使用。

公告号为CN1054561C的中国发明专利公开了一种切削用烧结体刀头，该刀头由硬质合金、铁系金属和高熔点金属材料制成的连接块以及由立方氮化硼或金刚石等聚晶超硬材料制成的切削块，切削块和连接块均是立方状的块体，切削块烧结结合在连接块的侧面上，故切削块与连接块的相对侧结合面为平面。在使用过程中，刀头的切削块只能依靠面-面结合处所产生的结合力来抵抗切削加工过程中的切削反作用力，但由于整个刀头的体积较小，以致刀头的切削块和连接块的结合面面积较小。这就会造成切削块和连接块的结合强度不可靠的问题，在正常切削加工过程中，刀头上的切削块在切削反作用力的影响下容易出现崩裂或崩碎的情况，使得刀头上的切削块容易从连接块上崩下，对机加工操作人员和加工设备带来了极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种切削块和连接块结合可靠的复合刀头，同时还提供了一种工艺简单的复合刀头生产方法以及一种刀头使用可靠的刀具。

为了实现以上目的，本发明的复合刀头的技术方案如下：

一种复合刀头，包括相互烧结固连的连接块和切削块，连接块和切削块的相对侧面为结合面，所述连接块的结合面和切削块的结合面为形状凹凸吻合互补的弯折或弯曲的曲面。

所述切削块为块状的六面体，所述连接块为烧结固连在所述切削块的相邻侧面上的L形板体。

所述切削块的与所述结合面垂直的截面为菱形或矩形。

本发明的复合刀头生产方法的技术方案如下：

一种复合刀头生产方法，包括以下步骤：步骤一，将硬质合金材料制成的套体一端开口封上后，向套体内充填聚晶超硬材料颗粒或粉尘，至套体内聚晶超硬颗粒或粉尘充填到所需高度后，封堵套体另一端未充填聚晶超硬材料颗粒或粉尘的部分，以形成由套体和其内的聚晶超硬材料颗粒或粉尘构成的生坯；

步骤二，在生坯的外部上套装导电套；

步骤三，在套体的两端向其内的聚晶超硬材料颗粒或粉尘施加相向的保压力，并向导电套通电，至所述聚晶超硬材料颗粒或粉尘烧结成结合在套体的内壁上的柱体，以得到由所述柱体和套体烧结固连而成的柱状的刀头毛坯；

步骤四，切割所述刀头毛坯以得到由切削块和连接块结合而成的刀头，所述连接块的结合面和切削块的结合面为形状凹凸吻合互补的弯折或弯曲的曲面。

所述刀头毛坯为圆柱体，沿与刀头毛坯的端面垂直、并两两相交的至少两成型切面对刀头毛坯切割，各成型切面中两两成型切面的相交楞处于所述柱体内。

所述刀头毛坯为棱柱体，沿与刀头毛坯的端面垂直、并两两相交的至少两成型切面对刀头毛坯切割，各成型切面中两两成型切面的相交楞处于所述柱体内，相交两成型切面与刀头毛坯的不同侧面相交。

所述刀头毛坯为端面呈正多边形的棱柱体，成型切面与刀头毛坯端面的相交线为刀头毛坯端面的相对侧边中点的连线。

在步骤三、四之间，沿与刀头毛坯延伸方向垂直的拆分切面对刀头毛坯进行切割。

本发明的刀具的技术方案如下：

一种刀具，包括基体和焊接在基体上的刀头，刀头包括焊接在基体上的连接块和烧结固连在连接块上的切削块，连接块和切削块的相对侧面为结合面，所述连接块的结合面和切削块的结合面为形状凹凸吻合互补的弯折或弯曲的曲面。

所述切削块为块状的六面体，所述连接块为烧结固连在所述切削块的相邻侧面上的L形板体，所述基体上开设有与连接块吻合互补的缺口，所述刀头焊接在所述缺口的侧壁上。

本发明中连接块焊接在基体上，连接块和切削块的结合面为形状凹凸互补的弯折或弯曲的曲面，而与现有技术相比，增大了连接块和切削块的接触面积，增大了连接块和切削块的烧结结合强度，并在切削加工过程中，刀具沿工件轴向或径向进给时，采用上述结合面的刀头能够在连接块和切削块间形成挡止结构，以挡止连接块和切削块的相对运动，抵挡切削反作用力作用在切削块上所带来的、切削块容易从连接块上脱离的安全隐患，从而提高了整个刀头在使用过程中的工作可靠性和稳定性，减少了切削块崩裂或崩碎的现象，提高了切削加工的稳定性和精度。

附图说明

图1是本发明刀具实施例1中刀具的结构示意图；

图2是本发明刀具实施例1中生坯和合成模具在烧结过程中的连接关系示意图；

图3是图2的A-A向剖视图；

图4是本发明刀具实施例1中刀头毛坯的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本发明刀具实施例1中刀头的立体结构示意图；

图7是图6的主视图

图8是图7的仰视图；

图9是本发明刀具实施例2中刀具的结构示意图。

具体实施方式

本发明的刀具的实施例1：如图1至图8所示，该刀具由基体8和刀头7构成，刀头7为块状的立方体，在基体8上开设有与刀头7吻合互补的缺口，刀头7嵌装在该缺口内、并通过与缺口侧壁的焊接而固连在基体8上。刀头7由焊接在基体8上的连接块72和烧结固连在连接块72上的切削块71构成，切削块71也是立方状的块体，而连接块72则是结合在切削块71相邻侧面上的L形板体，连接块72和切削块71的相对侧面为吻合互补的结合面9，而两者的结合面9为形状凹凸互补的直角弯折的曲面。

本实施例的刀头通过如下的生产方法获得：步骤一，将硬质合金材料制成的套体1下端开口封上后，向套体1内充填聚晶立方氮化硼粉尘2，至聚晶立方氮化硼粉尘2与套体1的上端面平齐，并封堵套体1的上端开口，以形成由套体1和其内的聚晶立方氮化硼粉尘2构成的生坯3，所述套体1为方筒状的方套体1，所述生坯3为方形的实心柱体；

步骤二，将所述生坯3装入合成模具4内，所述合成模具4包括吻合套装在生坯3外周上的导电套41、贴设在生坯3两端端面上的导电片42、包裹在导电套41外围的保温套43、沿上下方向套设在抱紧在生坯3上的箍圈44、在导电片42和箍圈44之间夹设的钛片45，所述导电片42为碳纸片，导电套41也是由碳纸围设而成的，保温套43是由叶腊石材料制成的石套，箍圈44是钢圈；

步骤三，在所述箍圈44向套体1内的聚晶立方氮化硼粉尘2施加相向的保压力的情况下，向合成模具4中的导电套41通电，至所述聚晶立方氮化硼粉尘2烧结成结合在套体1的内壁上的柱体5，以得到由所述柱体5和套体1烧结固连而成的柱状的刀头毛坯6，并沿与水平延伸的两平行拆分切面（如图3中虚线所示）对刀头毛坯6进行切割、以将所述刀头毛坯6等分成三块，所述两拆分切面处于刀头毛坯6上下方向上的三等分分割位置处；

步骤四，沿与各块刀头毛坯6的两端端面和侧壁面垂直、并彼此垂直相交的两个成型切面（如图4中虚线所示）对所述刀头毛坯6进行切割，两成型切面的相交楞为柱体5的中心线，以得到十二个形状相同的所述刀头7。

本实施的刀头与现有技术相比，增大了连接块和切削块的接触面积，增大了连接块和切削块的烧结结合强度，并在切削加工过程中，刀具沿工件轴向或径向进给时，采用上述结合面的刀头能够在连接块和切削块间形成挡止结构，以挡止连接块和切削块的相对运动，抵挡切削反作用力作用在切削块上所带来的、切削块容易从连接块上脱离的安全隐患，从而提高了整个刀头在使用过程中的工作可靠性和稳定性，减少了切削块崩裂或崩碎的现象，提高了切削加工的稳定性和精度。

本发明的刀具的实施例2：如图9所示，本实施例与实施例1的区别在于，刀头27是菱形块体，刀头27也是吻合嵌装在基体28上的缺口内的，而且刀头27中的切削块271也是菱形块体，切削块271和连接块272的结合面29是钝角弯折的曲面。

在上述实施例中，刀具毛坯是四棱柱体，以通过在刀头毛坯端面上的十字形两个成型切面来切割出刀头，在其他实施例中，刀头毛坯也可以是圆柱体、其他棱柱体或异形柱体，且成型切面也可以多于两个，当刀头毛坯是圆柱体时，各成型切面与刀头毛坯的端面垂直、并两两相交，两成型切面的相交楞处于所述柱体内；当刀头毛坯是棱柱体时，各成型切面与刀头毛坯的端面垂直、并两两相交，两成型切面的相交楞处于所述柱体内，相交两成型切面与刀头毛坯的不同侧面相交；当刀头毛坯为异形柱状时，可通过仿形切割的方式在刀头毛坯上切下所需形状的刀头；同时，仿形切割的方式也适应于圆柱体和棱柱体状的刀头毛坯，而这种仿形切割即可以在专用切割设备上实现，也可以通过随意切割实现，具体选用何种切割方式根据实际使用中刀头的形状决定。

在上述实施例中，刀头焊接在基体上开设的缺口内，在其他实施例中，刀头也可以焊接在基体表面上。

在上述实施例中，通过在刀头毛坯的周面进行切割、以降低刀头毛坯的高度，通过一个刀头毛坯切割出多块形状相同的刀头，在其他实施例中，在刀头毛坯的周面上也可以不切割，从而依靠成型切面来保证刀头的尺寸。

基于以上内容，该刀头可由以下生产方法得到：

步骤一，将硬质合金材料制成的套体一端开口封上后，向套体内充填聚晶超硬材料颗粒或粉尘，至套体内聚晶超硬颗粒或粉尘充填到所需高度后，封堵套体另一端未充填聚晶超硬材料颗粒或粉尘的部分，以形成由套体和其内的聚晶超硬材料颗粒或粉尘构成的生坯；

步骤二，在生坯的外部上套装导电套；

步骤三，在套体的两端向其内的聚晶超硬材料颗粒或粉尘施加相向的保压力，并向导电套通电，至所述聚晶超硬材料颗粒或粉尘烧结成结合在套体的内壁上的柱体，以得到由所述柱体和套体烧结固连而成的柱状的刀头毛坯；

步骤四，切割所述刀头毛坯以得到由切削块和连接块结合而成的刀头，所述连接块的结合面和切削块的结合面为形状凹凸吻合互补的弯折或弯曲的曲面。

本发明的复合刀头的生产方法的实施例：如图2至图8，本实施例的复合刀头的生产方法所需的步骤与上述实施例中刀头的生产方法所需步骤相同，因此不再赘述。

本发明的复合刀头的实施例：如图1至图9所示，本实施例的复合刀头的结构与上述实施例中复合刀头的结构相同，因此不再赘述。

Claims (5)

1.一种复合刀头生产方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将硬质合金材料制成的套体一端开口封上后，向套体内充填聚晶超硬材料颗粒或粉尘，至套体内聚晶超硬颗粒或粉尘充填到所需高度后，封堵套体另一端未充填聚晶超硬材料颗粒或粉尘的部分，以形成由套体和其内的聚晶超硬材料颗粒或粉尘构成的生坯；

步骤二，在生坯的外部上套装导电套；

步骤三，在套体的两端向其内的聚晶超硬材料颗粒或粉尘施加相向的保压力，并向导电套通电，至所述聚晶超硬材料颗粒或粉尘烧结成结合在套体的内壁上的柱体，以得到由所述柱体和套体烧结固连而成的柱状的刀头毛坯；

步骤四，切割所述刀头毛坯以得到由切削块和连接块结合而成的刀头，所述连接块的结合面和切削块的结合面为形状凹凸吻合互补的弯折或弯曲的曲面，增大了连接块和切削块的接触面积。

2.根据权利要求1所述的复合刀头生产方法，其特征在于，所述刀头毛坯为圆柱体，沿与刀头毛坯的端面垂直、并两两相交的至少两成型切面对刀头毛坯切割，各成型切面中两两成型切面的相交楞处于所述柱体内。

3.根据权利要求1所述的复合刀头生产方法，其特征在于，所述刀头毛坯为棱柱体，沿与刀头毛坯的端面垂直、并两两相交的至少两成型切面对刀头毛坯切割，各成型切面中两两成型切面的相交楞处于所述柱体内，相交两成型切面与刀头毛坯的不同侧面相交。

4.根据权利要求3所述的复合刀头生产方法，其特征在于，所述刀头毛坯为端面呈正多边形的棱柱体，成型切面与刀头毛坯端面的相交线为刀头毛坯端面的相对侧边中点的连线。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的复合刀头生产方法，其特征在于，在步骤三、四之间，沿与刀头毛坯延伸方向垂直的拆分切面对刀头毛坯进行切割。