CN105377478B - 用于制造切削刀片生坯的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种通过压缩粉末来制造切削刀片生坯的方法和设备，所述方法包括以下步骤：提供压缩工具，该压缩工具包括上部模具(1)和下部模具(2)、上部冲头(3)和下部冲头(4)，其中，上部模具(1)限定上部冲头通道(7)，上部冲头(3)能够在上部冲头通道(7)中滑动，并且下部模具(2)限定下部冲头通道(8)，下部冲头(4)能够在下部冲头通道(8)中滑动，并且其中，上部模具和下部模具(1、2)在接合时一起限定模具空腔(9)，该模具空腔(9)设置用以容纳待通过用于形成所述生坯的相应的冲头的动作而被压缩的粉末；通过推进上部冲头(3)穿过上部模具(1)的上部冲头通道来压缩所述模具空腔(9)中的粉末，其中，上部冲头(3)被推进预定距离L穿过下部模具(2)的所述下部开口并进入下部模具(2)内；使上部模具(1)相对于下部模具(2)的下部开口(15)移位；以及从下部模具(2)移除上部冲头(3)，并且穿过下部模具(2)的所述下部开口(15)将切削刀片生坯移出下部模具(2)。

Description

用于制造切削刀片生坯的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于通过压缩粉末来制造切削刀片生坯的方法和设备。

本发明涉及这样的技术领域，在该领域中，由粉末产生优选地用于通过铣削、钻孔或车削或者通过类似的切屑成形方法加工金属的切削刀片，粉末被压缩成生坯，然后经受使生坯被进一步致密化的烧结阶段。

背景技术

关于在切削刀片的生产期间粉末被压缩成生坯，粉末被引入由模具限定的空腔内。通常地，模具包括上部开口，粉末穿过该上部开口引入所述空腔内，并且在随后的压制步骤期间，上部冲头穿过该上部开口引入模具内。通常地，还提供下部模具，其能够穿过模具中的通道滑动并且将形成所述模具空腔的底部的至少一部分，并且借助于下部模具，在粉末的压缩时形成的生坯从周围的模具被顶出。从模具的上部开口，设置了冲头通道，上部冲头在该冲头通道中能够向下滑动，以便接触粉末并使粉末经受压实压力。换句话说，冲头通道限定了设置用以接收粉末的模具空腔，并且冲头设置用于压实在所述空腔中接收的粉末。

在粉末压实成生坯之后，上部冲头从模具缩回，并且生坯通过下部冲头相对于模具的运动(这些部件中的任一个可以是正在移动的一个部件)被顶出。相应地，生坯穿过通道被顶出，其中上部冲头在压制步骤期间向下移动到模具。

通常，生坯的材料具有这样的性质，即：当将其从周围的模具顶出并释放时，其将膨胀。为了使生坯能够在其从其已经被压缩的空腔顶出时径向地膨胀，在上部冲头在压实期间被推进到达的水平高度(level)上方，通道被略微加宽。可以认为空腔设置有释放部分，所述释放部分具有模具的内壁相对于空腔的中心轴线的一定倾斜角度。这一倾斜角度(可能也称为释放角度)以及释放部分的长度(在竖直方向上)适合于在生坯的顶出时生坯的预期(径向)膨胀。

通常，空腔具有从释放部分到空腔的其余(下部)部分看变窄的横截面。在压缩粉末时，由上部冲头的侧向表面和其底部表面的交叉限定的上部冲头的下部边缘不被允许与模具的内部周界表面接触，这是因为这种接触可能导致对模具和冲头两者的破坏。因此，冲头仅被推进到在所述冲头边缘和模具的内部周界表面之间存在小间隙的水平高度上。在粉末的压实期间，粉末将能够穿过所述间隙泄漏出来并进入释放部分内。这种泄漏将导致在生坯上沿着其上边缘形成的残余边缘，这需要在随后的烧结生坯之前被处理，即，被移除。这种处理是耗时的且增加多余的生产成本。泄漏也导致多余的材料损失。粉末泄漏的进一步不利效果也可以是在生坯的上部边缘的形状上或在生坯的上部边缘的区域中的低密度(即孔隙的产生)上的不想要的效果。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种方法和设备，借助于该方法和设备，在切削刀片生坯的区域中(其中上部冲头在生坯的压制期间作用于生坯)，在切削刀片生坯上形成的残余边缘相对于现有技术被减少。

本发明的另一目的是提供一种方法和设备，借助于该方法和设备，粉末泄漏的不利影响(诸如在生坯的上部边缘的区域中的生坯中的孔隙的产生或生坯的上部边缘的变形)可以相对于现有技术被减少。

发明概述

本发明的目的借助于一种通过压缩粉末来制造切削刀片生坯的方法来实现，该方法包括以下步骤：提供压缩工具，所述压缩工具包括上部模具和下部模具、上部冲头和下部冲头，其中，所述上部模具限定供所述上部冲头可在其中滑动的上部冲头通道，并且所述下部模具限定供所述下部冲头可在其中滑动的下部冲头通道，并且其中，所述上部和下部模具在接合时一起限定模具空腔，所述模具空腔设置用以容纳待通过用于形成所述切削刀片生坯的相应的冲头的动作而被压缩的粉末；将所述下部冲头设置在所述下部模具的所述下部冲头通道中的预定位置中；将粉末填充到在所述下部模具中限定的开口空腔中；接合所述上部模具和所述下部模具，使得所述上部模具的上部开口与所述下部模具的相应的下部开口相汇合并连通，并且使得在所述下部模具中填充有粉末的所述开口空腔形成所述模具空腔的一部分；通过所述上部和下部冲头的动作压缩所述模具空腔中的粉末，由此所述上部冲头被推进穿过所述上部模具的所述上部冲头通道并且被推进穿过所述下部模具的所述下部开口预定的距离L并进入所述下部模具内，由此形成所述切削刀片生坯；使所述上部模具相对于所述下部模具的所述下部开口移位，由此提供用于所述切削刀片生坯完全离开的更多空间；以及从所述下部模具移除所述上部冲头，并且将所述切削刀片生坯穿过所述下部模具的所述下部开口移出下部模具。为了清楚起见，应提到，上部和下部冲头通道限定了设置用以容纳粉末的模具空腔，并且上部和下部冲头设置用于压实所述空腔中容纳的粉末。模具空腔中的粉末可以借助于使上部冲头朝向下部冲头推进或者借助于使两个冲头朝向彼此推进来压缩。

本发明的目的实现归因于模具被细分成上部模具和下部模具。因为上部模具将在切削刀片生坯的顶出之前被移除，所以在上部冲头的下部边缘在压制步骤期间被推进到达的水平高度的上方需要较少的释放部分。仍将存在刚好在所述水平高度上方的释放部分，但是与如果使用单个模具时所需要的释放部分相比，该部分被减少非常得多。由于释放部分的减少，通过已经在压制步骤期间溢入到释放部分内的粉末在切削刀片生坯上形成的残余边缘被减少。

应理解，可以提供不止一个上部冲头和不止一个下部冲头，并且这种设计将仍是在要求保护的保护范围内。上部模具也可以被细分成可以相对于彼此移动的两个或更多个部分，特别是为了在切削刀片生坯的顶出之前使上部模具相对于下部模具移位的目的。

优选地，由上部和下部模具限定的模具空腔具有竖直中心轴线，并且在所述下部模具的所述下部开口的区域中，所述下部模具的内部周界表面具有相对于所述中心轴线的倾斜角度α，使得所述下部模具的内部周界表面的内部周围朝向其所述下部开口增大。对于所述下部开口的所述区域中的所述内部周界表面的不同区域，倾斜角度可以是不同的。例如，在所述周界表面的最上部区域中，所述倾斜可以比在所述周界表面的相邻的下部区域中小，使得其为零或接近零。所述中心轴线也是相应的冲头通道的中心轴线，并且因此将优选地也是在所述冲头通道中设置的相应的冲头的中心轴线。优选地，倾斜的内部周界表面延伸，使得其与下部模具的上部表面交叉(即，相汇合)并形成在所述交叉处的边缘。倾斜的周界表面的竖直延伸(如从上部冲头的下部边缘在压制步骤期间被推进到达的模具空腔中的水平高度向上看到的)可以非常短，这是因为可移除的上部模具将可相对于下部模具移位，并且将保证在其移除时将存在用于切削刀片生坯在被顶出时膨胀的足够空间。在下部模具的下部开口的所述区域中的下部模具的内部周界表面的倾斜角度可以优选地是与切削刀片生坯被最终在其中形成的模具空腔的一部分的内部周界表面的倾斜角度相同的角度。换句话说，在下部模具的下部开口的所述区域中的下部模具的内部周界表面可以形成切削刀片生坯被最终在其中形成的模具空腔的所述部分的连续部，且具有下部模具的内部周界表面的相同的倾斜角度。将位于上部冲头的下部边缘在压制步骤期间被推进到达的水平高度上方的下部模具的内部周界表面的部分可以被认为切削刀片生坯的释放部分，尽管与现有技术相比是非常短的一个释放部分。

根据本发明的优选实施例，上部模具的上部开口小于下部模具的下部开口，使得当上部和下部模具接合时，上部模具以距离l与下部模具的下部开口重叠。上部模具的重叠将有助于界定这样的空间，在压制期间粉末可以穿过上部冲头的下部边缘和下部模具的内部周界表面之间的间隙溢入所述空间。所述空间由下部模具的内部周界表面、上部冲头的外部周界(侧向)表面和与下部模具的下部开口重叠且朝向上部冲头的外部周界(侧向)表面延伸的上部冲头的下部表面界定。如果提供了不止一个的上部冲头，则所述空间也可以由这种进一步的上部冲头的周界表面界定。优选地，l≤55μm。

根据优选实施例，上部冲头具有用于邻接抵靠粉末的下部邻接表面、外部周界表面以及在所述下部邻接表面和所述外部周界表面之间的交叉处的冲头边缘，并且所述上部冲头被推进这样一个距离L进入所述下部模具内，即：使得在所述下部模具的所述内部周界表面和所述冲头边缘之间存在剩余间隙g。间隙g应足够得小，以最小化由于在压制步骤期间经其溢出的粉末引起的残余边缘的形成。优选地，间隙沿着冲头(或者多个冲头，如果上部冲头被细分成几个冲头的话)的周围具有相同的尺寸。距离L是当上部冲头已经被推进到在下部模具中的最终压制位置时在竖直方向从冲头边缘至在下部模具的所述下部开口处的下部模具的上部周界表面的距离。当上部冲头被推进距离L进入下部模具内时，冲头边缘的水平高度将限定被压缩的切削刀片生坯的上部边缘。换句话说，将限定所压缩的切削刀片生坯的形状的模具空腔由下部模具、下部冲头和被推进入下部模具内的上部冲头限定。释放部分，即不被切削刀片生坯占据的空间，存在于下部模具中，位于上部冲头的冲头边缘在压实期间被推进到达的水平高度的上方。

根据优选实施例，在上部模具的上部开口的区域中，在上部冲头的外部周界表面和上部模具的内部周界表面之间存在间隙k，其中k<50μm，优选地，k<30μm，更优选地，k<15μm，且最优选地，k<10μm。间隙k可以沿着上部冲头的周围不同，但是优选地围绕上部冲头基本上相同，这取决于模具空腔的几何形状、上部冲头的几何形状和上部冲头的定位。小间隙k将防止粉末从上述的空间泄漏到上部冲头的外部周界表面和上部模具的内部周界表面之间的间隙k内。优选地，l+k≤55μm，或更优选地，l+k≤35μm，或甚至更优选地，l+k≤20μm。

L取决于要生产的切削刀片生坯的几何形状。然而，本发明的原理使得能够应用相对短的距离L，且从而限定出相对小的空间，粉末可溢入该空间内且在切削刀片生坯上形成残余边缘。然而，L不应太短。根据优选实施例，L≥50μm。

优选地，2°≤α≤30°。这种倾斜角度将是合适的并且对于所构想的切削刀片生坯几何形状和粉末是优选的。

优选地，0μm<g≤30μm且甚至更优选地5μm<g≤30μm。可能地，5μm<g≤20μm。必要的是，冲头边缘不允许与下部模具的内部周界表面接触。也必要的是，间隙g尽可能小，以便防止过量的粉末穿过所述间隙溢出。

在借助于相应的上部冲头和下部冲头压缩粉末而使得切削刀片生坯在所述模具空腔中形成之后，通过在下部冲头被维持在其位置时撤回下部模具，或者通过在下部模具维持在其位置时将下部冲头穿过下部模具顶出，或上述两种方式的组合，将切削刀片生坯移出下部模具。不管使用的哪一种原理，生坯穿过下部模具的所述下部开口被顶出。

本发明的目的也借助于一种用于通过压缩粉末来制造切削刀片生坯的设备来实现，所述设备包括：压缩工具，所述压缩工具包括上部模具和下部模具、上部冲头和下部冲头，其中，所述上部模具限定供所述上部冲头能够在其中滑动的上部冲头通道，并且所述下部模具限定供所述下部冲头能够在其中滑动的下部冲头通道，并且其中，所述上部和下部模具在接合时一起限定模具空腔，所述模具空腔设置用以容纳待通过用于形成所述切削刀片生坯的相应的冲头的动作而被压缩的粉末，由此所述上部模具和所述下部模具设置有相应的开口，使得当所述上部模具和所述下部模具接合时，所述上部模具的上部开口与所述下部模具的相应的下部开口汇合并且连通，由此所述上部冲头被布置成在粉末压实时被推进预定距离L穿过所述下部模具的所述下部开口并进入所述下部模具内，并且由此所述上部模具相对于所述下部模具的所述下部开口是可移位的，并且被布置成在穿过所述下部开口移除所述切削刀片生坯之前相对于所述下部模具的所述下部开口移位，从而提供用于所述切削刀片生坯完全离开的更多空间。

优选地，由所述上部和下部模具限定的所述模具空腔具有竖直中心轴线(所述上部和下部冲头通道的中心轴线)，并且在所述下部模具的所述下部开口的区域中，所述下部模具的内部周界表面具有相对于所述中心轴线的倾斜角度α，使得所述下部模具的内部周界表面的内部周围朝向下部模具的所述下部开口增大。位于上部冲头的冲头边缘被布置成在切削刀片生坯的压制期间被推进到达的水平高度上方，下部模具的内部周界表面优选地具有所述倾斜度，优选地直到所述内部周界表面交叉(即汇合)下部模具的上表面的平面并且与所述平面形成边缘的水平高度。从而，提供了用于上部冲头进入的开口并且提供了释放部分，用于关于切削刀片生坯穿过下部模具的所述下部开口顶出的切削刀片生坯的释放。

优选地，上部模具的上部开口小于下部模具的下部开口，使得当上部和下部模具接合时，上部模具以距离l与下部模具的下部开口重叠。上部模具的内部周界表面限定了在其中的上部冲头通道。将在上部和下部模具接合时邻接下部模具的相对的上部周界表面的上部模具的下部周界表面与上部模具的内部周界表面相汇合并与其形成边缘。至少在所述边缘的区域中，上部模具相对于下部模具的下部开口的重叠应使得在上部模具的内部周界表面和上部冲头的外部侧向周界表面之间的间隙k足够得小，以防止关于在模具空腔压制成切削刀片生坯时粉末穿过其的泄漏。如之前提到的，k<50μm，优选地k<30μm，更优选地k<15μm，且最优选地k<10μm。优选地，间隙k存在的且满足上述要求的所述区域在竖直方向上沿着上部模具的上部冲头通道延伸且不是仅限于上部模具的所述边缘。

根据优选实施例，上部冲头具有用于邻接粉末的下部邻接表面、外部周界表面以及在下部邻接表面和所述外部周界表面之间的交叉处的冲头边缘，其中，所述上部冲头被布置成被推进这样的距离L进入所述下部模具内，即：使得在所述下部模具的所述内部周界表面和所述冲头边缘之间存在剩余间隙g。根据所构想的切削刀片生坯的几何形状(通过模具空腔的几何形状和相应的冲头的形状反应)，g可以沿着上部冲头的周围不同。例如，边缘可以具有波状形状，这将导致沿着上部冲头的周围，某些区域具有较大间隙g并且某些区域具有较小间隙g。然而，优选的是，g沿着上部冲头的周围保持恒定，且在边缘具有波状形状的情形中，l和L被允许根据边缘的不规则形状改变。

优选地，l≤55μm。优选地，l+k≤55μm，或者更优选地，l+k≤35μm，或者甚至更优选地，l+k≤20μm。重叠l越大，由上部模具的下部周界表面、上部冲头的外部周界表面和位于上部冲头的冲头边缘在粉末的压制期间被推进到达的水平高度上方的下部模具的倾斜的内部周界表面限定的空间就越大。换句话说，如果l是大的，则粉末将穿过间隙g溢入其中且形成在切削刀片生坯上的残余边缘的空间将是大的。因此，保持l相对小以及保持L相对小是优选的。

优选地，L≥50μm，并且优选地，2°≤α≤30°。还优选的是，0μm<g≤30μm。从而，粉末在压制期间将溢入的上述空间将是相对小的，并且下部模具的下部开口将使上部冲头能够穿过该下部开口移动并进入下部模具内。

本发明的另外特征和优点将在本发明的实施例的以下详细说明中给出。

附图说明

在下面，将参考附图给出本发明的实施例，在附图中：

图1是在填充步骤之前根据本发明的设备的剖视图，其中粉末被引入其模具空腔内，

图2是在填充步骤期间布置的图1所示的设备的相应剖视图，

图3是图1和图2所示的设备的相应剖视图，示出了上部模具与下部模具接合的步骤，

图4是在压制步骤的初始阶段期间的图1-3中所示的设备的相应剖视图，在压制步骤期间，引入模具空腔内的粉末要被压缩，

图5是在所述压制步骤的随后阶段期间的图1-4中示出的设备的相应剖视图，

图6是关于在前述的压制步骤期间形成的生坯的顶出的图1-5中所示的设备的相应剖视图，

图7是示出在图5中示出的压制步骤期间布置的设备的细节的剖视图，以及

图8是现有技术的相应的剖视图。

具体实施方式

图1-6示出了借助于根据本发明的设备形成切削刀片生坯期间的不同步骤。切削刀片生坯由借助于本发明的设备和方法压实的粉末形成。粉末可以是适合于这种生产的任何粉末，例如，用于制造硬质合金、陶瓷或金属陶瓷本体的粉末。待生产的切削刀片旨在用于通过铣削、钻孔或车削或通过类似的切屑成形方法来加工金属。在形成生坯之后，生坯优选地根据合适的当代技术烧结成其最终形状，且通常，利用任何合适的当代技术(诸如物理气相沉积或化学气相沉积)设置合适的耐磨涂层，该耐磨涂层包括例如至少一种碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物或硼化物的单层或多层。

图1示出了在粉末被引入其模具空腔内的填充步骤之前的位置的根据本发明的设备的主要部件。设备包括上部模具1、下部模具2、上部冲头3和下部冲头4。还提供了上部芯销5和下部芯销6。

上部模具1限定上部冲头通道7，上部冲头3能够在上部冲头通道7中在竖直方向滑动(假定设备如建议地定位在房间中)。下部模具2限定下部冲头通道8，下部冲头4能够在下部冲头通道8中在竖直方向滑动。尽管在图中没有示出，但是应理解，用于在相应的上部和下部冲头通道中驱动每一个上部和下部冲头3、4使得相应的上部和下部冲头3、4在其中在竖直方向滑动的相应的驱动设备连接到相应的上部和下部冲头3、4。在所示的实施例中，上部冲头3固定到上部芯销5，使得这些部件将作为一个单元一起移动。另一方面，布置在下部冲头4中的下部冲头通道中的下部芯销6相对于下部冲头4在竖直方向是可移动的并且相对于下部冲头4被单独地驱动。芯销5、6为在借助于设备产生的切削刀片生坯中产生中心孔的目的而提供。应理解，不包括芯销或者芯销被不同地布置并且关于设备的其余部件被驱动的实施例也被考虑且在本发明的范围内是完全可能的。

当接合时，上部模具1和下部模具2或者更准确地说是上部和下部模具的上部和下部冲头通道7、8限定了布置用以容纳在图2-4中用10表示的粉末的模具空腔9，粉末通过在压制步骤期间上部冲头3和下部冲头4的动作而被压实成在图5中用11表示的切削刀片生坯，在压制步骤期间，上部和下部冲头3、4中的至少一个在其相应的上部和下部冲头通道7、8中朝向相对的下部和上部冲头4、3移动。

上部模具1包括下部周界表面12，下部周界表面12被布置成当两个模具被接合时由下部模具2的相应的上部周界表面13邻接和支撑。上部模具1的上部冲头通道7在上部模具1的下部周界表面12中具有上部开口14。下部模具2的下部冲头通道8在下部模具2的上部周界表面13中具有下部开口15。上部模具1的上部开口14略微小于下部模具2的下部开口15。当上部和下部模具1、2被接合且布置成用于模具空腔9中的粉末要被压缩的压制步骤时，上部模具1的上部开口14与下部模具2的下部开口15对齐且相对。由于上部和下部开口14、15之间的尺寸差异，上部模具1将重叠下部模具2的下部开口15。优选地，在图7中用l表示的重叠通常沿着下部模具2的下部开口15的周围是恒定的。假设且优选地，上部模具1的上部开口14具有对应于下部模具2的下部开口15的形状。然而，存在可替代的实施例，其中上部冲头3的冲头边缘(下面将描述)具有非直线形状，例如波状形状，据此，l将被允许改变且在上部模具1的上部开口14和下部模具2的下部开口15之间存在轻微的形状差异。

在下面，将描述借助于根据本发明的设备来生产切削刀片生坯11的过程的基本步骤。

图2示出填充步骤，在该填充步骤中，上部模具1、上部冲头3和上部芯销5离开下部模具2、下部冲头4和下部芯销6。下部芯销6在竖直方向上被推进到其上部邻接表面17与下部模具2的上部周界表面13对齐的位置。下部冲头4设置在下部模具2的下部冲头通道8中的竖直缩回位置中。从而，将形成较早提到的模具空腔9的一部分的开口空腔由下部冲头4的上部邻接表面18、下部模具2的内部周界表面19(也限定下部模具2的下部冲头通道8的至少一部分)和下部芯销6的外部周界表面20限定。粉末10被引入下部模具2的上述开口空腔内。

在图3所示的随后步骤中，在该实施例中，借助于上部模具1的竖直运动，上部模具1与下部模具2接合，使得上部模具1放置在下部模具2上。上部模具1的上部开口14在上述的相对于下部开口15的位置中，其中上部模具1的边缘将沿着下部模具2的周围与下部模具2的下部开口15重叠。上部冲头3与上部芯销5一起被推进到上部芯销5的下部邻接表面21邻接下部芯销6的上部邻接表面17的位置。现在，闭合的模具空腔9由上部冲头3的下部邻接表面22、上部模具1的内部周界表面23(也限定上部模具的上部冲头通道7的至少一部分)、上部芯销5的外部周界表面24和参考图2限定上面提到的开口空腔的表面限定。

在图4所示的进一步随后的步骤中，下部冲头4被朝向上部冲头3推进，使得粉末10在模具空腔9中朝向上部冲头3提升。从而，实现了粉末的期望分布。

随后，如图5所示，上部冲头3被朝向下部冲头4推进。因为在该实施例中，上部芯销5固定到上部冲头3，所以上部芯销5和下部芯销6也随上部冲头3的运动一起在相同的方向移动且与上部冲头3移动程度相同。上部冲头3被推进到在模具空腔9中预定的水平高度，使得粉末10被压实成切削刀片生坯11。上部冲头3在上部冲头3的下部邻接表面22和外部周界表面26之间的交叉处具有冲头边缘25(参见图1和图7)，且如本发明的以下陈述中进一步论述的，上部冲头3被推进这样的距离L(参见图7)进入下部模具2内，即：使得在下部模具的所述内部周界表面19和所述冲头边缘25之间存在剩余间隙g(参见图7)。如图5和图7中看到的，上部模具1相对于下部模具2的位置以及已推进的上部冲头3的位置使得整个切削刀片生坯11将随着粉末10被压实而被下部模具2接收。

在将粉末10压实成图5中所示的切削刀片生坯11之后，本发明的方法包括以下步骤：使上部模具1相对于下部模具2的下部开口15移位，从而提供用于切削刀片生坯11完全离开的更多空间；以及将上部冲头3从下部模具2移除，并且将切削刀片生坯11穿过下部模具2的所述下部开口15移出下部模具2。这些步骤在图6中示出。在类似于此处给出的实施例的包括连接到上部冲头3的上部芯销5的实施例中，上部芯销5也与上部冲头3一起从下部模具2移除。因为上部冲头3、下部模具2和上部模具1能被设计成使得上部模具1将处在距离上部冲头3的冲头边缘在压实期间被推进到达的水平高度非常短的距离，并且上部模具1在切削刀片生坯11从下部模具2顶出之前从下部模具2移位，所以将在所述水平高度上方需要下部模具2的内部周界表面19上的非常小的释放部分。如已经解释的，由在压制步骤期间已经溢入这样的释放部分内的粉末在切削刀片生坯11上的残留边缘的形成因而被抑制。

图7是在粉末的压制期间的上部冲头3的下部邻接表面22在上部冲头3被最大地推进到下部模具2内的水平高度处的邻接粉末10的区域的详细图示。上部冲头3，且更准确地说，其冲头边缘25被推进预定的距离L穿过下部模具2的下部开口15并且进入下部模具2，到达其被最大限度地推进到达的水平高度。

模具空腔9具有中心轴线x(参见图1-6)。上部冲头3、下部冲头4以及上部芯销5和下部芯销6也具有作为其相应的中心轴线的x。在上部冲头3的冲头边缘25被最大限度地推进到达的水平高度的上方，下部模具2的内部周界表面19具有相对于所述中心轴线x的倾斜角度α，使得下部模具2的内部周界表面19的内部周围朝向其下部开口15增加。在该实施例中，下部模具2的内部周界表面19在所述水平高度下方的区域中也具有相同的倾斜角度α，直到下部冲头4的上部邻接表面在压制步骤期间被推进或定位所处的水平高度。应理解，倾斜角度可以沿着内部周界表面19不同，但是至少在释放部分中，即，在冲头边缘25被推进到达的水平高度上方的所述内部周界表面19的部分中，应存在这样的角度，即：以便当切削刀片生坯穿过下部模具2的下部开口15被顶出时允许切削刀片生坯的径向膨胀。倾斜角度α在2°≤α≤30°的范围内，这取决于待形成的切削刀片生坯的形状和尺寸。

如在图7中看到的，上部冲头3仅被推进到这样的水平高度，即：使得在冲头边缘25和下部模具2的内部周界表面19之间将存在剩余间隙g。冲头边缘25和内部周界表面19之间的接触应该被避免。间隙g可以围绕上部冲头3的周围不同，但是应不大于30μm，以便防止在待形成的所构想的切削刀片生坯11的上部边缘处出现过大的残留边缘。

上部模具1的上部开口14小于下部模具2的下部开口15，但是具有与下部模具2的下部开口15对应的形状，下部开口15进而取决于待形成的切削刀片生坯11的形状且适合于允许整个切削刀片生坯11穿过下部模具2的所述下部开口15从下部模具2中顶出。其结果是，上部模具1的下部周界表面12的一部分将与下部模具2的下部开口15重叠。该重叠在图7中用l表示，并且形成沿着下部模具2的下部开口15的周围的边缘。应理解，重叠l的尺寸可以沿着下部模具2的下部开口15的周围不同。重叠l取决于上部冲头3被推进到下部模具2内的距离L和下部模具2的内部周界表面19的倾斜角度α。其还取决于以下要求，即，在上部模具1的内部周界表面23和上部冲头3的外部周界表面26之间仅存在非常受限的间隙k，以便提供上部冲头3在由上部模具1的内部周界表面23限定的上部冲头通道7中的精确引导，且防止粉末在与压制步骤(在其间，模具空腔9中的粉末10被压实)相关的进入和穿过所述间隙k而泄漏。优选地，k<10μm，且L应优选地被选择成使得l+k≤20μm。从而，由上部冲头3的外部周界表面26、上部模具1的下部周界表面12的重叠部分和下部模具2的内部周界表面19限定的空间27可能非常受限，且将提供用于由于在压制步骤期间粉末泄漏到所述空间27内而在切削刀片生坯上形成仅非常小的残留边缘。这应与图8中所示的现有技术比较，在图8中，模具没有细分成上部模具和下部模具，并且在图8中，该唯一模具必须提供在膨胀的切削刀片生坯在上部冲头的方向顶出时用于膨胀的切削刀片生坯的足够的释放部分。因此，现有技术将采用在模具的内部周界表面和冲头的外部周界表面之间的非常大的间隙k，且将存在用于粉末在压制步骤期间泄漏到其中的非常大的空间。因此，与本发明的设备和方法将导致的在切削刀片生坯上的残留边缘相比，现有技术将导致在切削刀片生坯上较大的残留边缘。

在本发明的前述描述中，定义“上部”和“下部”已经用于多个部件和其表面，且作为其结果也使用定义“竖直方向”。然而，应理解，已经作出的这些定义仅为了便于公开本发明，当根据本发明的设备在房间中被定位在这样的位置时，这些定义是有效的，如在附图中看到的。当然，相应地设计的设备的其它定位也在本发明的保护范围内。然而，根据优选实施例，设备的该具体定位是优选的，因为其将方便设备的整个设定以及某些方法步骤，特别是将粉末填充到模具空腔内。

Claims (13)

1.一种通过压缩粉末(10)来制造切削刀片生坯(11)的方法，包括以下步骤：

-提供压缩工具，所述压缩工具包括上部模具(1)和下部模具(2)、上部冲头(3)和下部冲头(4)，其中，所述上部模具(1)限定上部冲头通道(7)，所述上部冲头(3)能够在所述上部冲头通道(7)中滑动，并且所述下部模具(2)限定下部冲头通道(8)，所述下部冲头(4)能够在所述下部冲头通道(8)中滑动，并且其中，所述上部模具(1)和下部模具(2)在接合时一起限定模具空腔(9)，所述模具空腔(9)被设置用以容纳待通过用于形成所述切削刀片生坯(11)的相应的冲头的动作而被压缩的粉末(10)；

-将所述下部冲头(4)设置在所述下部模具(2)的所述下部冲头通道(8)中的预定位置；

-将粉末(10)填充到在所述下部模具(2)中限定的开口空腔中，

-接合所述上部模具和所述下部模具(1、2)，使得所述上部模具(1)的上部开口(14)与所述下部模具(2)的相应的下部开口(15)相汇合并连通，并且使得所述下部模具(2)中填充有粉末的所述开口空腔形成所述模具空腔(9)的一部分；

-通过所述上部冲头(3)和下部冲头(4)的动作压缩所述模具空腔(9)中的所述粉末(10)，其中，所述上部冲头(3)被推进穿过所述上部模具(1)的所述上部冲头通道(7)并且被推进预定距离L穿过所述下部模具(2)的所述下部开口(15)并进入所述下部模具(2)内，由此形成所述切削刀片生坯(11)；

-使所述上部模具(1)相对于所述下部模具(2)的所述下部开口(15)移位，由此提供用于所述切削刀片生坯(11)完全离开的更多空间；以及

-从所述下部模具(2)移除所述上部冲头(3)，并且穿过所述下部模具(2)的所述下部开口(15)将所述切削刀片生坯(11)移出所述下部模具(2)，其中由所述上部模具(1)和下部模具(2)限定的所述模具空腔(9)具有竖直中心轴线(x)，并且，在所述下部模具(2)的所述下部开口(15)的区域中，所述下部模具(2)的内部周界表面(19)具有相对于所述中心轴线(x)的倾斜角度α，使得所述下部模具(2)的内部周界表面(19)的内部周围朝向所述下部模具(2)的所述下部开口(15)增大，其中所述上部冲头(3)具有用于邻接抵靠所述粉末(10)的下部邻接表面(22)、外部周界表面(26)以及在所述下部邻接表面(22)和所述外部周界表面(26)之间的交叉处的冲头边缘(25)，并且所述上部冲头(3)被推进这样的距离L进入所述下部模具(2)内，即：使得在所述下部模具(2)的所述内部周界表面(19)和所述冲头边缘(25)之间存在剩余间隙g，其中0μm<g≤30μm，其中所述冲头边缘(25)的水平高度将限定所述切削刀片生坯(11)的上部边缘，并且其中所述上部边缘形成于所述内部周界表面(19)与所述上部冲头(3)的所述下部邻接表面(22)的平面的交叉处。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上部模具(1)的所述上部开口(14)小于所述下部模具(2)的所述下部开口(15)，使得当所述上部模具(1)和下部模具(2)接合时，所述上部模具(1)以距离l与所述下部模具(2)的所述下部开口(15)重叠。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，l≤55μm。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，L≥50μm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，2°≤α≤30°。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述上部模具(1)的所述上部开口(14)的区域中，在所述上部冲头(3)的外部周界表面(26)和所述上部模具(1)的内部周界表面(23)之间存在间隙k，其中k<50μm。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，通过在所述下部冲头(4)被维持在其位置时撤回所述下部模具(2)，或者通过在所述下部模具(2)被维持在其位置时穿过所述下部模具(2)顶出所述下部冲头(4)，或者通过这两种方式的组合，将所述切削刀片生坯(11)移出所述下部模具(2)。

8.一种用于通过压缩粉末(10)来制造切削刀片生坯(11)的设备，所述设备包括：

-压缩工具，所述压缩工具包括上部模具(1)和下部模具(2)、上部冲头(3)和下部冲头(4)，其中，所述上部模具(1)限定上部冲头通道(7)，所述上部冲头(3)能够在所述上部冲头通道(7)中滑动，并且所述下部模具(2)限定下部冲头通道(8)，所述下部冲头(4)能够在所述下部冲头通道(8)中滑动，并且其中，所述上部模具(1)和下部模具(2)在接合时一起限定模具空腔(9)，所述模具空腔(9)被设置用以容纳待通过用于形成所述切削刀片生坯(11)的相应的冲头的动作而被压缩的粉末(10)，由此所述上部模具(1)和所述下部模具(2)设置有相应的开口，使得当所述上部模具(1)和所述下部模具(2)接合时，所述上部模具(1)的上部开口(14)与所述下部模具(2)的相应的下部开口(15)相汇合并连通，由此所述上部冲头(3)被布置成在压实所述粉末(10)时被推进预定距离L穿过所述下部模具(2)的所述下部开口(15)并进入所述下部模具(2)内，并且由此所述上部模具(1)相对于所述下部模具(2)的所述下部开口(15)是可移位的，并且所述上部模具(1)被布置成：在穿过所述下部开口(15)移除所述切削刀片生坯(11)之前，相对于所述下部模具(2)的所述下部开口(15)移位，从而提供用于所述切削刀片生坯(11)完全离开的更多空间，其中由所述上部模具(1)和下部模具(2)限定的所述模具空腔(9)具有竖直中心轴线(x)，并且在所述下部模具(2)的所述下部开口(15)的区域中，所述下部模具(2)的内部周界表面(19)具有相对于所述中心轴线(x)的倾斜角度α，使得所述下部模具(2)的所述内部周界表面(19)的内部周围朝向所述下部模具(2)的所述下部开口(15)增大，其中所述上部冲头(3)具有用于邻接抵靠所述粉末(10)的下部邻接表面(22)、外部周界表面(26)以及在所述下部邻接表面(22)和所述外部周界表面(26)之间的交叉处的冲头边缘(25)，并且所述上部冲头(3)被布置成被推进这样的距离L进入所述下部模具(2)内，即：使得在所述下部模具(2)的所述内部周界表面(19)和所述冲头边缘(25)之间存在剩余间隙g，其中0μm<g≤30μm，其中所述冲头边缘(25)的水平高度将限定所述切削刀片生坯(11)的上部边缘，并且其中所述上部边缘形成于所述内部周界表面(19)与所述上部冲头(3)的所述下部邻接表面(22)的平面的交叉处。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述上部模具(1)的所述上部开口(14)小于所述下部模具(2)的所述下部开口(15)，使得当所述上部模具(1)和下部模具(2)接合时，所述上部模具(1)以距离l与所述下部模具(2)的所述下部开口(15)重叠。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，l≤55μm。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的设备，其特征在于，L≥50μm。

12.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，2°≤α≤30°。

13.根据权利要求8-10中任一项所述的设备，其特征在于，在所述上部模具(1)的所述上部开口(14)的区域中，在所述上部冲头(3)的外部周界表面(26)和所述上部模具(1)的内部周界表面(23)之间存在间隙k，其中k<50μm。