CN110640147B - 刀具及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于数控机床刀具制作技术领域，尤其涉及一种刀具及其制作方法，刀具包括刀刃部和刀体部，该刀具制作方法包括S10：提供模具、刀刃部以及用于制作刀体部的粉末，模具内设有与刀具的形状相适配的制作腔；S20：将刀刃部放置于制作腔内；S30：粉末通过粉末冶金成型方式在制作腔内成型并形成刀体部，并且在粉末冶金成型的过程中，粉末与刀刃部粘结形成刀具坯块；S40：将刀具坯块进行烧结处理后得到刀具。应用该刀具制作方法制作的刀具，与现有的刀具相比，其具有较高的硬度、耐磨性和抗冲击韧性，极大地提高其质量和使用寿命，且制作方法简单，制作效率高，成本低廉。

Description

刀具及其制作方法
技术领域
本发明属于数控机床刀具制作技术领域，尤其涉及一种刀具及其制作方法。
背景技术
刀具广泛地用于金属加工和非金属加工领域，从刀具的材料上来看，刀具分为整体刀具和焊接刀具两种，整体刀具整体采用昂贵的材料制成，其价格昂贵，而焊接刀具其一般由刀体部部和刀刃部组成，刀刃部采用昂贵的材料制成，刀体部部采用普通材料制成，这样会大大降低刀具的成本，但是现有的焊接刀具的刀刃部通常钎焊安装在刀体部部上，而这种连接方式连接的刀刃部与刀体部之间的连接处会存在焊缝，焊缝会大大影响刀具的强度以及使用的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刀具及其制作方法。，旨在解决现有技术中的刀具的刀刃部与刀体部之间连接强度低技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种刀具制作方法，所述刀具包括刀刃部和刀体部，所述刀具制作方法包括：
S10：提供模具、所述刀刃部以及用于制作所述刀体部的粉末，所述模具内设有与所述刀具的形状相适配的制作腔；
S20：将所述刀刃部放置于所述制作腔内；
S30：所述粉末通过粉末冶金成型方式在所述制作腔内成型并形成所述刀体部，并且在所述粉末冶金成型的过程中，所述粉末与所述刀刃部粘结形成刀具坯块；
可选地，所述步骤S30具体包括：
S31：将所述粉末填装在所述制作腔内，挤压所述粉末以将所述粉末压实形成所述刀体部，并且通过挤压所述粉末实现所述刀体部与所述刀刃部粘接形成刀具坯块。
可选地，在所述步骤S40之后多次重复所述步骤S31和所述步骤S40。
可选地，所述步骤S30具体包括：
S32：将所述粉末通过射出成型的方式注射于所述制作腔内形成所述刀体部，并且在射出成型的过程中，所述粉末与所述刀刃部粘结从而形成刀具坯块。
可选地，所述步骤S40之后还包括：
步骤S50：对所述刀具进行后处理。
可选地，所述后处理包括磨削加工、机械加工、热处理、涂层、倾斜、钝化以及抛光中的一种或者多种组合。
可选地，所述刀具坯块的烧结温度范围为800℃～1500℃。
可选地，所述制作腔的内壁上设有用于定位所述刀刃部的定位槽。
可选地，所述粉末为不锈钢粉末、白钢粉末、高速工具钢粉末或者硬质合金粉末。
可选地，所述刀刃部的材料为硬质合金、陶瓷、金刚石、PCD、PCBN或者CBN。
本发明提供的刀具制作方法中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：在使用时，首先根据刀具的外形尺寸制作对应的模具，然后再将刀刃部放置在模具的制作腔内，再将用于制作刀体部的粉末通过粉末冶金成型的方式在制作腔内形成刀体部，并且，在粉末成型的过程中，粉末与刀刃部粘结，从而形成刀具胚体，最后将形成的刀具胚体进行烧结得到刀具。本发明实施例的刀具制作方法制作的刀具中的刀体部是粉末通过粉末冶金成型和烧结的方式制得，即刀体部通过粉末冶金的方式得到并通过粉末冶金的方式实现刀刃部和刀体部的连接，使得刀刃部与刀体部之间连接强度以及刀体部的自身的强度得到大大提升，那么应用本发明实施例的刀具制作方法制作的刀具，与现有的刀具中的刀刃部和刀具之间采用钎焊方式以及其他一些机械连接的方式相比，该刀具的具有较高的硬度、耐磨性和抗冲击韧性，极大地提高刀具的质量和使用寿命，并且制作方法简单，制作效率高，成本低廉，易于推广使用。
本发明采用的另一技术方案是：一种刀具，所述刀具由上述刀具制作方法制成。
本发明的刀具，由于采用上述的刀具制作方法制成，刀体部通过粉末冶金的方式得到并通过粉末冶金的方式实现刀刃部和刀体部的连接，使得刀刃部与刀体部之间连接强度以及刀体部的自身的强度得到大大提升，那么该刀具，与现有的刀具中的刀刃部和刀具之间采用钎焊方式以及其他一些机械连接的方式相比，该刀具的具有较高的硬度、耐磨性和抗冲击韧性，极大地提高刀具的质量和使用寿命，并且制作方法简单，制作效率高，成本低廉，易于推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的刀具制作方法的流程图。
图2为本发明的另一实施例提供的刀具制作方法的流程图。
图3为本发明的另一实施例提供的刀具制作方法的流程图。
图4为本发明的另一实施例提供的一种类型刀具的结构示意图。
图5为本发明的另一实施例提供的另一种类型刀具的结构示意图。
图6为图5所示刀具的爆炸图。
其中，图中各附图标记：
10—刀具 11—刀体部 12—刀刃部。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～3描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，提供一种刀具制作方法，刀具10包括刀刃部12和刀体部11，其中，刀具10可以为可转位刀具(具体参阅图4所示)、镗刀、铣刀(参阅图5和图6所示)或者钻头等类型的去屑加工刀具。
刀具制作方法包括：
S10：提供模具、刀刃部12以及用于制作刀体部11的粉末，模具内设有与刀具10的形状相适配的制作腔；
S20：将刀刃部12放置于制作腔内；
S30：粉末通过粉末冶金成型方式在制作腔内成型并形成刀体部11，并且在粉末冶金成型的过程中，粉末与刀刃部12粘结形成刀具坯块；
S40：将刀具坯块进行烧结处理后，得到刀具10。
具体地，本发明实施例的刀具制作方法，在使用时，首先根据刀具10的外形尺寸制作对应的模具，然后再将刀刃部12放置在模具的制作腔内，再将用于制作刀体部11的粉末通过粉末冶金成型的方式治在制作腔内形成刀体部11，并且，在粉末成型的过程中，粉末与刀刃部12粘结，从而形成刀具10胚体，最后将形成的刀具10胚体进行烧结得到刀具10。本发明实施例的刀具制作方法制作的刀具10中的刀体部11是粉末通过粉末冶金成型和烧结的方式制得，即刀体部11通过粉末冶金的方式得到并通过粉末冶金的方式实现刀刃部12和刀体部11的连接，使得刀刃部12与刀体部11之间连接强度以及刀体部11的自身的强度得到大大提升，那么应用本发明实施例的刀具制作方法制作的刀具10，与现有的刀具10中的刀刃部12和刀具10之间采用钎焊方式以及其他一些机械连接的方式相比，该刀具10的具有较高的硬度、耐磨性和抗冲击韧性，极大地提高刀具10的质量和使用寿命，并且制作方法简单，制作效率高，成本低廉，易于推广使用。
在本发明的另一个实施例中，参阅图2所示，提供的该刀具制作方法的步骤S30具体包括：
S31：将粉末填装在制作腔内，挤压粉末以将粉末压实形成刀体部11，并且通过挤压粉末实现刀体部11与刀刃部12粘接形成刀具坯块。
具体地，粉末填满在制作腔内，然后利用压头将制作腔内的粉末压实成型并形成刀刃部12，并且，粉末在压实的过程中，位于刀刃部12附近的粉末与刀刃部12粘结，实现刀刃部12和刀体部11的初步连接，方便后续的烧结连接。
在本发明的另一个实施例中，提供的该刀具制作方法的在步骤S40之后还可以多次重复步骤S31和步骤S40。具体地，刀刃部12和刀体部11之间通过多次的挤压和烧结的重复操作，可以进一步地增加刀刃部12和刀体部11之间连接强度，提高该刀具10的强度、耐磨性能、抗冲击性能以及使用寿命。
在本发明的另一个实施例中，参阅图3所示，提供的该刀具制作方法的步骤S30具体包括：
S32：将粉末通过射出成型的方式注射于制作腔内形成刀体部11，并且在射出成型的过程中，粉末与刀刃部12粘结从而形成刀具坯块。
具体地，先将粉末与黏结剂均匀混合后，在一定温度下均匀混炼下形成具有良好流动性的液态物质，然后在一定的温度和压力下，在注射成形机上将这种液态混合料注入模具的制作腔内成形，那么其在成形的过程中，粉末形成的刀体部11与刀刃部12粘结，从而形成刀具坯块，其操作简单，射出成型得到的刀具10，其具有精度高、内部组织均匀、性能优异以及生产成本低等优点，使得制得的刀具10具有更好的质量和性能。
在本发明的另一个实施例中，提供的该刀具制作方法的步骤S40之后还包括：步骤S50：对刀具10进行后处理。具体地，经过烧结后得到的刀具10经过可以根据刀具10所需的性能选择合适的后处理操作，以提高刀具10的性能。具体地，后处理可以磨削加工、机械加工、热处理、涂层、倾斜、钝化以及抛光中的一种或者多种组合，并且磨削加工、机械加工、热处理、涂层、倾斜、钝化以及抛光可以根据实际需要进行前后排序操作。
优选地，步骤S40之后还包括：S61：对刀具10进行精加工。模具的制作腔在制作时，其尺寸会比最终刀具10的尺寸大，留有一定的加工余量，从而通过后续的精加工对刀具10的尺寸进行修整，保证刀具10的外形尺寸符合设计要求，提高刀具10的成品率。
在本发明的另一个实施例中，提供的该刀具制作方法的刀具坯块的烧结温度范围为800℃～1500℃。具体地，刀具坯块的烧结温度范围可以为800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃或者1500℃，该温度范围的设置可以保证粉末的颗粒冶金结合可靠地连接在一起，使得该刀具10具有良好的强度，可以避免温度过低而导致粉末的颗粒之间无法连接，也可以避免温度过高而导致刀具10性能的恶化，甚至导致刀刃部12熔化，严重影响刀刃部12的性能。
在本发明的另一个实施例中，提供的该刀具制作方法的制作腔的内壁上设有用于定位刀刃部12的定位槽。具体地，刀刃部12的边部卡入定位槽内，这样在粉末成型的过程中，刀刃部12不会出现移动，确保制得的刀具10的刀刃部12在刀体部11上定位准确。
在本发明的另一个实施例中，提供的该刀具制作方法的粉末为不锈钢粉末、白钢粉末、高速工具钢粉末或者硬质合金粉末。具体地，粉末可以又不锈钢、白钢、高速工具钢或者硬质合金粉末制成，不锈钢的成本低廉、白钢的成本低廉、高速工具钢以及硬质合金粉末的成本低廉，这样可以大大降低该刀具10的成本，同时，不锈钢粉末、白钢粉末、高速工具钢粉末以及硬质合金粉末经过粉末冶金处理后得到的刀体部11的强度和硬度得到较大的提升，完全可以满足刀具10的刀体部11的使用需求。
在本发明的另一个实施例中，提供的该刀具制作方法的刀刃部12的材料为硬质合金、陶瓷、金刚石、PCD、PCBN或者CBN。具体地，刀刃部12可以采用硬质合金、陶瓷、金刚石、PCD、PCBN或者CBN制成；其中，PCD为Polycrystalline diamond的英文缩写，中文意思为聚晶金刚石，是一种人工合成材料，其具有很高的硬度及耐磨性，那么由聚晶金刚石材料制成的PCD刀刃部，PCD刀刃部具有很高的硬度和耐磨性，可以较好地满足刀刃部的使用要求；PCBN刀刃部中的PCBN是Polycrystalline Cubic Boron Nitride的英文缩写，中文名称为聚晶立方氮化硼，也是一种人工合成的新型超硬材料，其硬度仅次于金刚石，其也具有很高的硬度，那么由聚晶立方氮化硼材料制成的PCBN刀刃部，PCBN刀刃部具有很高的硬度和耐磨性，可以较好地满足刀刃部的使用要求。CBN刀刃部中的CBN是Cubic Boron Nitride的英文缩写，其中文意思为立方氮化硼，立方氮化硼具有较高的硬度、化学惰性及高温下的热稳定性，那么由立方氮化硼材料制成的CBN刀刃部，CBN刀刃部具有很高的硬度，可以较好地满足刀刃部12的使用要求；硬质合金刀刃部有硬质合金材料制作而成，其具有良好的硬度和强度，也可以满足刀刃部12的使用要求。
在本发明的另一个实施例中，参阅图4、图5和图6所示，提供了一种刀具10，所述刀具10由上述刀具制作方法制成。
本发明的刀具10，由于采用上述的刀具制作方法制成，刀体部11通过粉末冶金的方式得到并通过粉末冶金的方式实现刀刃部12和刀体部11的连接，使得刀刃部12与刀体部11之间连接强度以及刀体部11的自身的强度得到大大提升，那么该刀具10，与现有的刀具10中的刀刃部12和刀具10之间采用钎焊方式以及其他一些机械连接的方式相比，该刀具10的具有较高的硬度、耐磨性和抗冲击韧性，极大地提高刀具10的质量和使用寿命，并且制作方法简单，制作效率高，成本低廉，易于推广使用。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种刀具制作方法，所述刀具包括刀刃部和刀体部，其特征在于，所述刀具制作方法包括：
S10：提供模具、所述刀刃部以及用于制作所述刀体部的粉末，所述模具内设有与所述刀具的形状相适配的制作腔；所述粉末为不锈钢粉末、白钢粉末、高速工具钢粉末或者硬质合金粉末；
S20：所述制作腔的内壁上设有用于定位所述刀刃部的定位槽，将所述刀刃部的边部卡入所述定位槽内；
S30：所述粉末通过粉末冶金成型方式在所述制作腔内成型并形成所述刀体部，并且在所述粉末冶金成型的过程中，所述粉末与所述刀刃部粘结形成刀具坯块；
所述步骤S30具体包括：
S31：将所述粉末填装在所述制作腔内，挤压所述粉末以将所述粉末压实形成所述刀体部，并且通过挤压所述粉末实现所述刀体部与所述刀刃部粘接形成刀具坯块；
S40：将所述刀具坯块进行烧结处理；所述刀具坯块的烧结温度范围为1250℃~1500℃；
在所述步骤S40之后多次重复所述步骤S31和所述步骤S40后，得到所述刀具。
2.根据权利要求1所述的刀具制作方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：
S32：将所述粉末通过射出成型的方式注射于所述制作腔内形成所述刀体部，并且在射出成型的过程中，所述粉末与所述刀刃部粘结从而形成刀具坯块。
3.根据权利要求1所述的刀具制作方法，其特征在于，所述步骤S40之后还包括：
步骤S50：对所述刀具进行后处理。
4.根据权利要求3所述的刀具制作方法，其特征在于，所述后处理包括磨削加工、机械加工、热处理、涂层、倾斜、钝化以及抛光中的一种或者多种组合。
5.根据权利要求1~2任一项所述的刀具制作方法，其特征在于，所述刀刃部的材料为硬质合金、陶瓷、金刚石、PCD、PCBN或者CBN。
6.一种刀具，其特征在于：所述刀具由权利要求1~5任一项所述刀具制作方法制成。
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