CN110709193B - 切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明在上表面及下表面之间的刀片中心线(PO)方向上的厚度局部不同的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法中，在将下冲头(112、212)从下方插入到冲模(111、212)的孔部(111A、211A)中的状态下，将原料粉末(R)填充到成型空间(Q)中，并将具有形状与面对称地反转切削刀片用压坯的上表面的形状不同、例如凹凸面的方向相反的预成型面(114B、214B)的预成型用上冲头(114、214)从上方插入到成型空间(Q)中进行预成型或进一步再填充原料粉末(R)，由此相对于预成型前的状态，与上表面及下表面之间的刀片中心线(PO)方向上的厚度薄的部分相比，使更多的原料粉末(R)填充到厚度厚的部分之后，将最终成型用上冲头从上方插入到成型空间(Q)中来粉末成型压制原料粉末(R)。

Description

切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置
技术领域
本发明涉及一种烧结成切削刀片的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置。
本申请主张基于2017年5月29日于日本申请的专利申请2017-105548号及专利申请2017-105549的优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
作为这种切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置，例如，如专利文献1中所记载，通常将切削刀片用压坯的原料粉末填充到由冲模、上冲头及下冲头形成的成型空间中，并通过上冲头和下冲头来压缩该原料粉末进行粉末成型压制。如此粉末成型压制而得的切削刀片用压坯的上下表面成为面对称地反转上冲头的下端面及下冲头的上端面的形状，并通过烧结收缩成大致相似的形状，从而制造成切削刀片。
专利文献1：国际公开第2008/114827号(A)
该专利文献1中记载的切削刀片为多边形平板状且其上下表面也为大致平面状，因此粉末成型压制而得的切削刀片用压坯的上下表面也为大致平面状。然而，近年来，例如如专利第5715688号公报中所记载，逐渐制造出了上下表面非平面状且凹凸大的切削刀片，烧结成这种切削刀片的切削刀片用压坯也同样地形成为上下表面的凹凸大而上下表面之间的厚度局部不同的形状。
并且，如上所述，若通过冲模、具有面对称地反转切削刀片用压坯的上表面的形状的下端面的上冲头及具有面对称地反转切削刀片用压坯下表面的形状的上端面的下冲头来粉末成型压制这种切削刀片用压坯，则切削刀片用压坯的原料粉末的密度会在切削刀片用压坯的上下表面之间的厚度薄的部分变密，而在厚的部分变疏，导致原料粉末的密度产生不均。因此，若烧结这种切削刀片用压坯，则结果会由该原料粉末的密度不均引起切削刀片发生歪斜或变形。
发明内容
本发明是鉴于这种背景而完成的，其目的在于，提供一种在粉末成型压制烧结成上下表面的凹凸大而上下表面之间的厚度局部不同的切削刀片的切削刀片用压坯时，抑制产生原料粉末的密度不均，从而即使烧结成切削刀片也不会发生歪斜或变形的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置。
为了解决上述课题并实现这种目的，本发明包括以下方式。
(1)一种切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，上述切削刀片用压坯烧结成切削刀片且具有朝向上述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，上述切削刀片用压坯的粉末成型压制方法的特征在于，
在将在上端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述下表面的下表面成型面的下冲头从下方插入到在内周面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述侧面的侧面成型面的冲模的孔部的状态下，将上述切削刀片用压坯的原料粉末填充到由上述下表面成型面和上述侧面成型面形成的成型空间中，
接着，通过将在下端面具有形状与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状不同的预成型面的预成型用上冲头从上方插入到上述成型空间中进行预成型，相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，使更多的上述原料粉末填充到该厚度厚的部分，
之后，将在下端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面的最终成型用上冲头从上方插入到上述成型空间中，从而将上述原料粉末经过粉末成型压制而形成上述切削刀片用压坯。
(2)根据上述(1)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面在上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分中向下方的突出量大于上述最终成型用上冲头的上述上表面成型面在该部分中向下方的突出量，
通过插入该预成型用上冲头，预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的上述原料粉末填充到该厚度厚的部分。
(3)根据上述(2)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面上形成有随着朝向上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分向下方突出的倾斜面，
通过利用该倾斜面来引导上述原料粉末，预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的上述原料粉末填充到该厚度厚的部分。
(4)一种切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，上述切削刀片用压坯烧结成切削刀片且具有朝向上述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，上述切削刀片用压坯的粉末成型压制装置的特征在于，具备：
下冲头，在上端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述下表面的下表面成型面；
冲模，在内周面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述侧面的侧面成型面且具备供上述下冲头从下方插入的孔部；
预成型用上冲头，在下端面具有形状与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状不同的预成型面且从上方插入到由上述下表面成型面和上述侧面成型面形成的成型空间中，并且用于将填充于上述成型空间中的上述切削刀片用压坯的原料粉末预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的上述原料粉末填充到该厚度厚的部分；及
最终成型用上冲头，在下端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面且从上方插入到上述成型空间中，并将通过上述预成型用上冲头进行预成型后的上述原料粉末经过粉末成型压制而形成上述切削刀片用压坯，其中上述预成型后的上述原料粉末相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多地填充到该厚度厚的部分。
(5)根据上述(4)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面在上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分中向下方的突出量大于上述最终成型用上冲头的上述上表面成型面在该部分中向下方的突出量。
(6)根据上述(5)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面上形成有随着朝向上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分向下方突出的倾斜面。
(1A)一种切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，上述切削刀片用压坯烧结成切削刀片且具有朝向上述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，上述切削刀片用压坯的粉末成型压制方法的特征在于，
在将在上端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述下表面的下表面成型面的下冲头从下方插入到在内周面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述侧面的侧面成型面的冲模的孔部的状态下，将上述切削刀片用压坯的原料粉末填充到由上述下表面成型面和上述侧面成型面形成的成型空间中，
接着，通过将在下端面具有形状与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状不同的预成型面的预成型用上冲头从上方插入到上述成型空间进行预成型，使上述原料粉末从上述厚度变薄的部分移动，以便相对于预成型前的状态，使更多的上述原料粉末填充到上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变厚的部分，
之后，将在下端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面的最终成型用上冲头从上方插入到上述成型空间中，从而将上述原料粉末经过粉末成型压制而形成上述切削刀片用压坯。
(2A)根据上述(1A)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面在上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变薄的部分中向下方的突出量大于上述最终成型用上冲头的上述上表面成型面在该部分中向下方的突出量，
通过插入该预成型用上冲头，使上述原料粉末从上述厚度变薄的部分移动而预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，更多的上述原料粉末填充到上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变厚的部分。
(3A)根据上述(2A)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面上形成有随着朝向上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变薄的部分向下方突出的倾斜面，
通过利用该倾斜面来引导上述原料粉末，使上述原料粉末从上述厚度变薄的部分移动而预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，更多的上述原料粉末填充到上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变厚的部分。
(4A)一种切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，上述切削刀片用压坯烧结成切削刀片且具有朝向上述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，上述切削刀片用压坯的粉末成型压制装置的特征在于，具备：
下冲头，在上端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述下表面的下表面成型面；
冲模，在内周面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述侧面的侧面成型面且具备供上述下冲头从下方插入的孔部；
预成型用上冲头，在下端面具有形状与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状不同的预成型面且从上方插入到由上述下表面成型面和上述侧面成型面形成的成型空间中，并且用于通过上述预成型面使填充于上述成型空间中的上述切削刀片用压坯的原料粉末从上述厚度变薄的部分移动而将上述原料粉末预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，更多的上述原料粉末填充到上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变厚的部分；及
最终成型用上冲头，在下端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面且从上方插入到上述成型空间中，并将通过上述预成型用上冲头进行预成型后的上述原料粉末经过粉末成型压制而形成上述切削刀片用压坯，其中，上述预成型后的上述原料粉末相对于预成型前的状态，与上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多地填充到该厚度厚的部分。
(5A)根据上述(4A)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面在上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变薄的部分中向下方的突出量大于上述最终成型用上冲头的上述上表面成型面在该部分中向下方的突出量。
(6A)根据上述(5A)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面上形成有随着朝向上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变薄的部分向下方突出的倾斜面。
在上述(1)～(6A)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置中，在将以面对称地反转切削刀片用压坯的上表面后的形状在下端面具有成型出该上表面的上表面成型面的最终成型用上冲头插入到上述成型空间中之前，将具有形状与面对称地反转该上表面后的形状不同、即形状与最终成型用上冲头的上表面成型面的形状不同的预成型面的预成型用上冲头插入到成型空间来预成型填充于成型空间内的原料粉末，由此相对于预成型前的状态，与上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，使更多的原料粉末填充到该厚度厚的部分。
因此，当通过最终成型用上冲头将如此预成型后的原料粉末经过粉末成型压制而形成规定的尺寸和形状的切削刀片用压坯时，由于相对于预成型前的状态，更多的原料粉末填充到上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度厚的部分，并且在该上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分填充有少于厚度厚的部分的原料粉末，因此能够在最终粉末成型压制而得的切削刀片用压坯中实现原料粉末的密度的均匀化。因此，在烧结这种切削刀片用压坯而制造出的切削刀片中，能够抑制发生歪斜或变形。
在此，为了如此通过预成型用上冲头预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的原料粉末填充到该厚度厚的部分，只要使该预成型用上冲头的预成型面在切削刀片用压坯的上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分中向下方的突出量大于最终成型用上冲头的上表面成型面在该部分中向下方的突出量，并通过突出量大的预成型面挤压填充到厚度变薄的部分的原料粉末，从而使原料粉末移动至厚度变厚的部分即可。
并且，此时，只要通过在预成型用上冲头的预成型面上形成随着朝向切削刀片用压坯的上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分向下方突出的倾斜面，并利用该倾斜面来引导原料粉末，预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的原料粉末填充到该厚度厚的部分，则能够将原料粉末从在切削刀片用压坯中上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变薄的部分顺畅地挤压到厚度变厚的部分。
(7)根据上述(1)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，其特征在于，
填充上述切削刀片用压坯的原料粉末之后，将在下端面具有预成型面的预成型用上冲头从上方插入到上述成型空间中来预成型上述原料粉末，其中上述预成型面的凹凸的方向与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状的凹凸的方向相反，
通过进一步在该预成型后的原料粉末上再填充原料粉末，相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，使更多的上述原料粉末填充到该厚度厚的部分，
之后，将在下端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面的最终成型用上冲头从上方插入到上述成型空间中，从而将预成型后的上述原料粉末和再填充的上述原料粉末经过粉末成型压制而形成上述切削刀片用压坯。
(8)根据上述(7)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面上形成有随着从上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分朝向厚度厚的部分向下方突出的倾斜面，
通过该倾斜面压缩先填充的原料粉末，预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的上述原料粉末再填充到该厚度厚的部分。
(9)一种切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，上述切削刀片用压坯烧结成切削刀片且具有朝向上述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，上述切削刀片用压坯的粉末成型压制装置的特征在于，具备：
下冲头，在上端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述下表面的下表面成型面；
冲模，在内周面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述侧面的侧面成型面且具备供上述下冲头从下方插入的孔部；
预成型用上冲头，在下端面具有预成型面且从上方插入到由上述下表面成型面和上述侧面成型面形成的成型空间中，从而预成型填充于上述成型空间中的上述切削刀片用压坯的原料粉末，其中上述预成型面的凹凸的方向与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状的凹凸的方向相反；及
最终成型用上冲头，在下端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面且从上方插入到上述成型空间中，从而将预成型后的上述原料粉末和再填充于该原料粉末上的原料粉末经过粉末成型压制而形成上述切削刀片用压坯。
(10)根据上述(9)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，其特征在于，
上述预成型用上冲头的上述预成型面上形成有随着从上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分朝向厚度厚的部分向下方突出的倾斜面。
(7A)一种切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，上述切削刀片用压坯烧结成切削刀片且具有朝向上述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，上述切削刀片用压坯的粉末成型压制方法的特征在于，
在将在上端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述下表面的下表面成型面的下冲头从下方插入到在内周面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述侧面的侧面成型面的冲模的孔部的状态下，将上述切削刀片用压坯的原料粉末填充到由上述下表面成型面和上述侧面成型面形成的成型空间中，
接着，将在下端面具有凹凸的方向与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状的凹凸的方向相反的预成型面的预成型用上冲头以将其下端部嵌入到上述冲模的孔部中的方式从上方插入到上述成型空间中来预成型上述原料粉末，
通过进一步在该预成型后的原料粉末上再填充原料粉末，相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，使更多的上述原料粉末填充到该厚度厚的部分，
之后，将在下端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面的最终成型用上冲头从上方插入到上述成型空间中，从而将预成型后的上述原料粉末和再填充的上述原料粉末经过粉末成型压制而形成上述切削刀片用压坯。
(8A)根据上述(7A)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，其特征在于，
凹凸的方向与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状的凹凸的方向相反的上述预成型用上冲头的上述预成型面上形成有随着从上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分朝向厚的部分向下方突出的倾斜面，
通过该倾斜面压缩先填充的原料粉末，预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的上述原料粉末再填充到该厚度厚的部分。
(9A)一种切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，上述切削刀片用压坯烧结成切削刀片且具有朝向上述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，上述切削刀片用压坯的粉末成型压制装置的特征在于，具备：
下冲头，在上端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述下表面的下表面成型面；
冲模，在内周面具有成型出上述切削刀片用压坯的上述侧面的侧面成型面且具备供上述下冲头从下方插入的孔部；
预成型用上冲头，在下端面具有凹凸的方向与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面的形状的凹凸的方向相反的预成型面且以其下端部嵌入到上述冲模的孔部中的方式从上方插入到由上述下表面成型面和上述侧面成型面形成的成型空间中，从而预成型填充于上述成型空间中的上述切削刀片用压坯的原料粉末；及
最终成型用上冲头，在下端面具有成型出上述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面且从上方插入到上述成型空间中，从而将预成型后的上述原料粉末和再填充于该原料粉末上的原料粉末经过粉末成型压制而形成上述切削刀片用压坯。
(10A)根据上述(9A)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，其特征在于，
凹凸的方向与面对称地反转上述切削刀片用压坯的上表面后的形状的凹凸的方向相反的上述预成型用上冲头的上述预成型面上形成有随着从上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分朝向厚的部分向下方突出的倾斜面。
在上述(7)～(10A)所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置中，在将以面对称地反转切削刀片用压坯的上表面后的形状在下端面具有成型出该上表面的上表面成型面的最终成型用上冲头插入到上述成型空间中之前，将具有凹凸的方向与面对称地反转该上表面后的形状的凹凸的方向相反、即凹凸的方向还与最终成型用上冲头的上表面成型面凹凸的方向相反的预成型面的预成型用上冲头插入到成型空间中，从而预成型原料粉末。
因此，通过该预成型，成型空间内的原料粉末上表面的深度在切削刀片用压坯中上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度厚的部分深于厚度薄的部分。并且，通过在如此预成型后的原料粉末上进一步再填充原料粉末，相对于预成型前的状态，与切削刀片用压坯的上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的原料粉末再填充到原料粉末上表面深的部分即该厚度厚的部分。
因此，当通过最终成型用上冲头和下冲头将如此预成型后的原料粉末和再填充的原料粉末经过粉末成型压制而形成规定的尺寸和形状的切削刀片用压坯时，如此更多的原料粉末填充到上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度厚的部分，并且在该上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分填充有少于厚度厚的部分的原料粉末，因此能够在最终粉末成型压制而得的切削刀片用压坯中实现原料粉末的密度的均匀化。因此，在烧结这种切削刀片用压坯而制造出的切削刀片中，能够抑制发生歪斜或变形。
在此，只要在预成型用上冲头的预成型面上形成随着从上述切削刀片用压坯的上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分朝向厚度厚的部分向下方突出的倾斜面，并通过该倾斜面压缩先填充的原料粉末，预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与上述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的原料粉末再填充到该厚度厚的部分，则能够防止在预成型后的原料粉末上表面上从在切削刀片用压坯中上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度变厚的部分朝向厚度变薄的部分产生台阶，从而能够在再填充原料粉末并通过最终成型用上冲头粉末成型压制的切削刀片用压坯中使原料粉末的密度进一步均匀化。
如上所述，根据本发明，在烧结并制造上表面及下表面具有大的凹凸而刀片中心线方向上的厚度局部不同的切削刀片的情况下，也能够使切削刀片用压坯的刀片中心线方向上的原料粉末的密度均匀来抑制发生歪斜或变形，从而能够制造出高精度且高质量的切削刀片。
附图说明
图1是表示烧结通过本发明的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置的第一及第二实施方式粉末成型压制而得的切削刀片用压坯而制造的切削刀片的立体图。
图2是图1所示的切削刀片的俯视图。
图3是从图2中的箭头线X方向观察的侧视图。
图4是表示示出本发明的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置的第一实施方式的冲模的沿刀片中心线切割的剖视图和下冲头的图。
图5是图4所示的实施方式的冲模和下冲头的沿刀片中心线切割的剖视图。
图6是表示在图4所示的实施方式中将原料粉末填充到由下冲头的下表面成型面和冲模的侧面成型面形成的成型空间中的状态(预成型前的状态)和预成型用上冲头的图。
图7是表示从图6所示的状态将预成型用上冲头插入到成型空间中的状态的图。
图8是表示从图7所示的状态将预成型用上冲头从成型空间拔出的状态的图。
图9是表示从图8所示的状态将最终成型用上冲头配置于成型空间的上方的状态的图。
图10是表示从图9所示的状态将最终成型用上冲头插入到成型空间中的状态的图。
图11是图10所示的状态的冲模和下冲头的沿刀片中心线切割的剖视图。
图12是表示从图10所示的状态将粉末成型压制而得的切削刀片用压坯从冲模拔出的状态的图。
图13是图12所示的状态的冲模和下冲头的沿刀片中心线切割的剖视图。
图14是表示示出本发明的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置的第二实施方式的冲模的沿刀片中心线切割的剖视图和下冲头的图。
图15是图14所示的实施方式的冲模和下冲头的沿刀片中心线切割的剖视图。
图16是表示在图14所示的实施方式中将原料粉末填充到由下冲头的下表面成型面和冲模的侧面成型面形成的成型空间中的状态(预成型前的状态)和预成型用上冲头的图。
图17是表示从图16所示的状态将预成型用上冲头插入到成型空间中的状态的图。
图18是表示从图17所示的状态将预成型用上冲头从成型空间拔出的状态的图。
图19是表示从图18所示的状态再填充原料粉末之后，将最终成型用上冲头配置于成型空间的上方的状态的图。
图20是表示从图19所示的状态将最终成型用上冲头插入到成型空间中的状态的图。
图21是图20所示的状态的冲模和下冲头的沿刀片中心线切割的剖视图。
图22是表示从图20所示的状态将粉末成型压制而得的切削刀片用压坯从冲模拔出的状态的图。
图23是图22所示的状态的冲模和下冲头的沿刀片中心线切割的剖视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1至图3表示通过烧结利用本发明的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置的第一或第二实施方式粉末成型压制而得的切削刀片用压坯而制造的切削刀片。图4至图13表示一实施方式的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置。还使用该图4至图13对本实施方式的粉末成型压制方法进行说明。
如图1及图2所示，烧结通过本实施方式粉末成型压制而得的切削刀片用压坯而成的切削刀片的刀片主体1由超硬合金或金属陶瓷、陶瓷等硬质材料形成为不均匀的六边形的板状，并且该切削刀片具备呈不均匀的六边形状的上下表面2、3和配置于这些上下表面2、3的周围的六个侧面4。在上下表面2、3的中央开口有贯穿刀片主体1的截面圆形的安装孔5，该安装孔5的中心线成为上述切削刀片的刀片中心线O。
刀片主体1呈围绕该刀片中心线O按120°旋转对称形状，并且关于上下表面2、3为正反反转对称形状。在此，在上下表面2、3中安装孔5的开口部的周围形成为与刀片中心线O垂直的圆环状的平面部，该平面部形成为在除了安装孔5内以外的刀片主体1的上下表面2、3中在刀片中心线O方向上最凹陷的部分。
上下表面2、3的各六个角部在圆周方向上交替地形成为第1角部C1和第2角部C2，在上下表面2、3彼此上，下表面3的第1角部C1在刀片中心线O方向上位于与上表面2的第1角部C1相反的一侧，下表面3的第2角部C2在刀片中心线O方向上位于与上表面2的第2角部C2相反的一侧。
其中，第1角部C1上形成有从刀片中心线O方向观察呈凸圆弧等凸曲线状的刃角6，并且从该刃角6至在上下表面2、3的圆周方向上与第1角部C1的一侧(在图2中为逆时针方向侧)相邻的第2角部C2形成有主切削刃7。并且，从上述刃角6至在上下表面2、3的圆周方向上与相反于主切削刃7延伸的一侧的另一侧(在图2中为顺时针方向侧)相邻的第2角部C2形成有副切削刃8。
这种切削刀片的上下表面2、3中的一个表面为前刀面，并且另一个表面为落座到未图示的可转位刀片式切削工具的刀片安装座的底面的落座面。
并且，在使该落座面与刀片安装座的底面密合的状态下，将从前刀面侧插通到安装孔5中的紧固螺钉拧入形成于底面的螺孔中，由此以能够装卸的方式安装于可转位刀片式切削工具。
而且，如此安装于可转位刀片式切削工具的切削刀片通过作为前刀面的上下表面2、3中的一个表面上的连续的一组刃角6、主切削刃7及副切削刃8进行工件材料的切削加工。另外，上述侧面4形成为与刀片中心线O平行，并且形成为这些刃角6、主切削刃7及副切削刃8的后刀面，即图1至图3所示的切削刀片形成为负型的切削刀片。
并且，主切削刃7和副切削刃8分别随着从位于第1角部C1的刃角6朝向在圆周方向上相邻的第2角部C2以向刀片中心线O方向凹陷的方式倾斜，从而在刀片主体1中第1角部C1成为在刀片中心线O方向上最突出的部分，并且在上下表面2、3的外周缘中第2角部C2成为在刀片中心线O方向上最凹陷的部分。而且，上下表面2、3分别随着从该外周缘朝向安装孔5的开口部的周围的上述平面部以向刀片中心线O方向逐渐凹陷的方式倾斜。
另外，如图3所示，当将上下表面2、3各自的第1角部C1与第2角部C2之间的刀片中心线O方向上的间隔设为h且将上下表面2、3的第1角部C1彼此的刀片中心线O方向上的间隔设为H时，它们之比h/H例如设定为大于0.21。
如图12及图13所示，烧结并制造成这种切削刀片的切削刀片用压坯P为与刀片主体1大致相似的形状，具有比刀片主体1大一圈的尺寸，并且通过烧结收缩成刀片主体1的尺寸。在此，在图6至图13中，对在切削刀片用压坯P中相当于烧结后的切削刀片的部分在与图1至图3相同的符号的开头标注了符号P，并且对相当于该切削刀片的部分使用相同的名称进行说明。
粉末成型压制该切削刀片用压坯P的本实施方式的粉末成型压制装置具备如图4至图13所示的冲模111、下冲头112及销113、如图6及图7所示的预成型用上冲头114、以及如图9至图11所示的最终成型用上冲头115。另外，在图6至图9中，冲模111及下冲头112的下部和预成型用上冲头114及最终成型用上冲头115的上部省略了图示。
冲模111中以上下贯穿的方式形成有尺寸和形状与切削刀片用压坯P的与刀片中心线PO垂直的截面相同的、具有不均匀六边形状的截面的孔部111A，因此孔部111A的中心线与刀片中心线PO同轴。
该孔部111A的内周面与刀片中心线PO平行，并且为成型出切削刀片用压坯P的侧面P4的侧面成型面111B。并且，冲模111的上表面111C为与刀片中心线PO垂直的平面状。
下冲头112的上端部形成为能够嵌入到孔部111A中的尺寸和形状，该下冲头112能够在刀片中心线PO方向上以规定的行程上下移动，并且该上端部在从下方嵌入的同时插入到孔部111A中。另外，可以通过在固定下冲头112的情况下使冲模111上下移动来实现下冲头112相对地从下方插入到孔部111A的状态，也可以使冲模111和下冲头112这两者能够上下移动。
该下冲头112的上端面除了其中央部以外形成为相对于与刀片中心线PO垂直的平面面对称地反转切削刀片用压坯P的下表面P3的形状和下表面P3侧的安装孔P5的刀片中心线PO方向上的深度的1/2为止的形状的凹凸后的形状，该上端面上形成有成型出切削刀片用压坯P的下表面P3的下表面成型面112A。
而且，下冲头112中以沿刀片中心线PO上下贯穿下冲头112的方式形成有以刀片中心线PO为中心的恒定内径的截面圆形的贯穿孔112B并开口于下表面成型面112A的中央部，恒定外径的呈截面圆形的圆柱状的上述销113依然形成为在从下方嵌入的同时插入到该贯穿孔112B中，并且能够在刀片中心线PO方向上以规定的行程上下移动。销113的上端面113A形成为与刀片中心线PO垂直的平面状。
接着，对最终成型用上冲头115进行说明，该最终成型用上冲头115的下端部形成为能够嵌入到孔部111A中的尺寸和形状，该最终成型用上冲头115依然形成为能够在刀片中心线PO方向上以规定的行程上下移动，并且该下端部在从上方嵌入的同时插入到孔部111A中。该最终成型用上冲头115的下端面形成为相对于与刀片中心线PO垂直的平面面对称地反转切削刀片用压坯P的上表面P2的形状和上表面P2侧的安装孔P5的刀片中心线PO方向上的深度的1/2为止的形状的凹凸的形状，该下端面上形成有成型出切削刀片用压坯P的上表面P2的上表面成型面115A。
因此，关于该上表面成型面115A，成型出在上表面P2中在刀片中心线PO方向上最凹陷的安装孔P5的开口部周边的中央部最向下方突出，在切削刀片用压坯P中在刀片中心线PO方向上最突出的上表面P2的第1角部PC1的部分最向上方凹陷。另外，最向下方突出的上表面成型面115A的中央部上形成有与刀片中心线PO垂直且能够与销113的上端面113A抵接的圆形面115B。并且，从成型出切削刀片用压坯P的刃角P6、主切削刃P7及副切削刃P8部分的最终成型用上冲头115的上表面成型面115A的外周缘朝向圆形面115B，上表面成型面115A以逐渐向下方突出的方式倾斜。
而且，上述预成型用上冲头114的下端部也形成为能够嵌入到孔部111A中的尺寸和形状，并且该预成型用上冲头114也形成为能够在刀片中心线PO方向上以规定的行程上下移动。另外，该预成型用上冲头114中沿刀片中心线PO形成有以刀片中心线PO为中心的截面圆形的容纳孔114A，该容纳孔114A设为能够使销113的上端部嵌入并被容纳的内径。
并且，该预成型用上冲头114的下端面上形成有预成型面114B，该预成型面114B形成为与面对称地反转切削刀片用压坯P的上表面P2的形状不同的形状，因此形成为也与上述最终成型用上冲头115的上表面成型面115A不同的形状。在本实施方式中，该预成型面114B形成为在切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分中从预成型面114B的外周缘向下方的突出量大于面对称地反转切削刀片用压坯P的上表面P2后的形状、即最终成型用上冲头115的上表面成型面115A的形状在该部分中向下方的突出量。
在此，在本实施方式中，在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3的第1角部PC1彼此之间的间隔H最大，从而在该部分刀片中心线PO方向上的厚度最厚，并且上下表面P2、P3的安装孔P5开口部周边在刀片中心线PO方向上最凹陷，从而在该部分刀片中心线PO方向上的厚度最薄。因此，本实施方式的预成型用上冲头114的预成型面114B形成为从成型出切削刀片用压坯P的上表面P2中的第1角部PC1的部分至成型出中央部的安装孔P5开口部周边的部分为止的突出量大于最终成型用上冲头115的从成型出第1角部PC1的部分至成型出安装孔P5开口部周边的部分为止的突出量。
并且，当视作从最向下方突出的部分起的刀片中心线PO方向上的后退量时，本实施方式的预成型面114B形成为切削刀片用压坯P的刀片中心线PO方向上的厚度越厚的部分，后退量越大。即，在本实施方式中，在切削刀片用压坯P中，上下表面P2、P3的第1角部PC1彼此之间的部分的刀片中心线PO方向上的厚度大于第2角部PC2彼此之间的部分的厚度，因此在预成型面114B中，形成为从其下端至相当于上表面P2的第1角部PC1的部分的后退量大于相当于第2角部PC2的部分的后退量。
另外，该预成型用上冲头114的预成型面114B上，除了上述容纳孔114A的周边以外，还形成有随着朝向切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分向下方突出的倾斜面114C。
即，在本实施方式中，形成有随着朝向成型出该厚度变薄的上述安装孔P5开口部周边的预成型面114B中央部向下方突出的倾斜面114C。而且，本实施方式的倾斜面114C由相对于刀片中心线PO的倾斜角朝向该厚度变薄的部分变小的多级(在本实施方式中为二级)平面状的倾斜面部114a、114b形成。
如图4及图5所示，在使用这种粉末成型压制装置的本发明的切削刀片用压坯P的粉末成型压制方法的一实施方式中，首先，以使下表面成型面112A位于从冲模111的上表面111C起规定的深度的方式使下冲头112下降，并且以使销113的上端面113A与冲模111的上表面111C在刀片中心线PO方向上处于相同的位置的方式使该销113从下冲头112突出，由冲模111的侧面成型面111B、下冲头112的下表面成型面112A及销113的外周面形成切削刀片用压坯P的成型空间Q。
接着，将形成刀片主体1的超硬合金或金属陶瓷、陶瓷等硬质材料的原料粉末R填充到该成型空间Q中。在此，该原料粉末R的填充通过如下方式进行：使未图示的供料机以与冲模111的上表面111C滑接的方式水平前进并位于上表面111C中的孔部111A的开口部，并从该供料机向孔部111A供给多于成型空间Q的内部容积的原料粉末R，接着，使供料机同样地以与冲模111的上表面111C滑接的方式水平后退。
另外，在使该供料机后退时，通过供料机擦刮以多于成型空间Q的内部容积的方式供给而从冲模111的上表面111C隆起的原料粉末R，由此如图6所示填充的原料粉末R的上表面与冲模111的上表面111C及销113的上端面113A齐平。即，本实施方式的粉末成型压制装置的供给原料粉末R的供料机(供给机构)具备使原料粉末R成为沿冲模111的上表面111C刮平的状态的擦刮机构。由此，恒定量的原料粉末R填充于成型空间Q中。如此，原料粉末R的上表面被擦刮从而恒定量的原料粉末R填充于成型空间Q中的状态为本实施方式中的预成型前的状态。
在如此原料粉末R填充于成型空间Q后，则如图6所示将预成型用上冲头114配置于成型空间Q之上，并将其下端部从上方以嵌入的方式插入到冲模111的孔部111A中，从而如图7及图8所示预成型原料粉末R。另外，只要在插入该预成型用上冲头114之前使下冲头112下降而使原料粉末R的上表面后退至低于冲模111的上表面111C的位置，则能够防止在从上表面111C中的孔部111A的开口部插入时原料粉末R溢出。
通过基于该预成型用上冲头114的预成型，原料粉末R从在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度变薄的部分朝向刀片中心线PO方向上的厚度变厚的部分移动，相对于预成型前的状态，与在切削刀片用压坯P中刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分相比，更多的原料粉末R填充于厚的部分。
即，如图8所示，在本实施方式中，原料粉末R从切削刀片用压坯P的上表面P2中的安装孔P5的开口部周边移动至外周侧的冲模111的侧面成型面111B侧。而且，相对于预成型前的状态，与第2角部PC2彼此之间的部分相比，更多的原料粉末R移动至在切削刀片用压坯P中刀片中心线PO方向上的厚度厚的上下表面P2、P3的第1角部PC1彼此之间的部分。
接着，在如此预成型原料粉末R后，则使预成型用上冲头114上升并从孔部111A拔出之后从成型空间Q之上撤去，如图9所示在成型空间Q之上配置最终成型用上冲头115，并将其下端部以嵌入的方式插入到孔部111A中并使其下降，如图10及图11所示在下冲头112的下表面成型面112A与最终成型用上冲头115的上表面成型面115A之间压缩原料粉末R来进行粉末成型压制，由此最终成型成切削刀片用压坯P。另外，在该最终成型用上冲头115下降的途中，上述圆形面115B与销113的上端面113A抵接，之后，如图11所示，销113与最终成型用上冲头115一并下降的同时进行粉末成型压制。
而且，在如此最终成型出切削刀片用压坯P后，则使最终成型用上冲头115上升并从冲模111的孔部111A拔出，接着，如图12及图13所示，使下冲头112上升并使下表面成型面112A从冲模111的上表面111C突出之后，取出最终成型出的切削刀片用压坯P。如此最终成型出的切削刀片用压坯P被烧结，从而制造出如图1至图3所示的切削刀片。
如此，在上述结构的切削刀片用压坯P的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置中，在下冲头112的下表面成型面112A与最终成型用上冲头115的上表面成型面115A之间粉末成型压制原料粉末R而最终成型出切削刀片用压坯P之前，通过具有与面对称地反转该最终成型出的切削刀片用压坯P的上表面P2的形状不同的形状的预成型面114B的预成型用上冲头114预成型原料粉末R，由此能够使原料粉末R如下移动：相对于预成型前的状态，与在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分相比，更多的原料粉末R填充到厚的部分。
因此，当通过最终成型用上冲头115将如此预成型后的原料粉末R最终成型成规定的尺寸和形状的切削刀片用压坯P时，将在上表面成型面115A与下表面成型面112A之间填充与切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度对应的填充量的原料粉末R，因此能够在最终成型出的切削刀片用压坯P中使原料粉末R的密度均匀。
因此，当烧结如此最终成型出的切削刀片用压坯P时，能够抑制发生歪斜或变形，因此即使刀片主体1的上下表面2、3的凹凸大而上下表面2、3之间的厚度局部不同，也能够制造出高精度的切削刀片。
并且，在本实施方式中，为了如此预成型成相对于预成型前的状态，与在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分相比，更多的原料粉末R填充到厚的部分，将预成型用上冲头114的预成型面114B形成为在切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分中向下方的突出量大于成型出上表面P2的最终成型用上冲头115的上表面成型面115A在该部分中向下方的突出量。
因此，通过如此设为向下方的突出量大的预成型面114B将原料粉末R从切削刀片用压坯P的刀片中心线PO方向上的厚度变薄的部分挤压到厚度变厚的部分而使其更多地移动，之后，通过最终成型用上冲头115的上表面成型面115A进行粉末成型压制而能够进一步均匀地调整原料粉末R的密度，从而能够进一步可靠地制造出高精度的切削刀片。
而且，在本实施方式中，预成型用上冲头114的预成型面114B上形成有随着朝向切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分向下方突出的倾斜面114C。因此，能够通过该倾斜面114C将原料粉末R顺畅地引导至上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度厚的部分，即使每一个粉末成型压制时间短，也能够可靠地成型出密度均匀的切削刀片用压坯P，从而能够实现制造效率的提高。
而且，在本实施方式中，该倾斜面114C由相对于刀片中心线PO的倾斜角朝向切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的厚度变薄的部分变小的多级平面状的倾斜面部114a、114b形成，能够进一步顺畅地将原料粉末R从倾斜角小的倾斜面部114a挤压到倾斜角大的倾斜面部114b，从而即使在更短的粉末成型压制时间下也能够成型出均匀的密度的切削刀片用压坯P。
另外，在本实施方式中，上述倾斜面部114a、114b形成为平面状，但例如也可以以沿刀片中心线PO切割的截面成为凹曲线状或凸曲线状的方式形成上述倾斜面114C，并将原料粉末R从切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分引导至厚度厚的部分。并且，也可以组合这种截面凹曲线状或凸曲线状的倾斜面114C和平面状的倾斜面部114a、114b来引导原料粉末R。
而且，在本实施方式中，对粉末成型压制将被制造成如图1至图3所示的具有不均匀六边形板状刀片主体1的负型的切削刀片的切削刀片用压坯P的情况进行了说明，但刀片主体1和切削刀片用压坯P的形状并不受限定，并且也能够适用于粉末成型压制将被制造成正型的切削刀片的切削刀片用压坯P的情况。而且，预成型可以进行多次，并且可以在这些多次预成型之间再填充原料粉末R。
(第二实施方式)
如第一实施方式的说明中所记载，图1至图3表示通过烧结利用本发明的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置的第一及第二实施方式粉末成型压制而得的切削刀片用压坯而制造的切削刀片。图14至图23表示第二实施方式的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置。还使用图14至图23对本实施方式的粉末成型压制方法进行说明。
通过烧结利用本发明的第二实施方式的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置粉末成型压制而得的切削刀片用压坯而制造的切削刀片的特征与第一实施方式相同，因此省略详细的说明。
如图22及图23所示，烧结并制造成这种切削刀片的切削刀片用压坯P为与刀片主体1大致相似的形状，具有比刀片主体1大一圈的尺寸，并且通过烧结收缩成刀片主体1的尺寸。在此，在图16至图23中，对在切削刀片用压坯P中相当于烧结后的切削刀片的部分在与图1至图3相同的符号的开头标注了符号P，并且对相当于该切削刀片的部分使用相同的名称进行说明。
粉末成型压制该切削刀片用压坯P的本实施方式的粉末成型压制装置具备如图14至图23所示的冲模211、下冲头212及销213、如图16及图17所示的预成型用上冲头214、以及如图19至图21所示的最终成型用上冲头215。另外，在图16至图19中，冲模211及下冲头212的下部和预成型用上冲头214及最终成型用上冲头215的上部省略了图示。
冲模211中以上下贯穿的方式形成有具有尺寸和形状与切削刀片用压坯P的与刀片中心线PO垂直的截面相同的不均匀六边形状截面的孔部211A，因此孔部211A的中心线与刀片中心线PO同轴。
该孔部211A的内周面与刀片中心线PO平行，并且为成型出切削刀片用压坯P的侧面P4的侧面成型面211B。并且，冲模211的上表面211C为与刀片中心线PO垂直的平面状。
下冲头212的上端部形成为能够嵌入到孔部211A中的尺寸和形状，该下冲头212能够在刀片中心线PO方向上以规定的行程上下移动，并且该上端部在从下方嵌入的同时插入到孔部211A中。另外，可以通过在固定下冲头212的情况下使冲模211上下移动来实现下冲头212相对地从下方插入到孔部211A的状态，也可以使冲模211和下冲头212这两者能够上下移动。
该下冲头212的上端面除了其中央部以外形成为相对于与刀片中心线PO垂直的平面面对称地反转切削刀片用压坯P的下表面P3的形状和下表面P3侧的安装孔P5的刀片中心线PO方向上的深度的1/2为止的形状的凹凸的形状，该上端面上形成有成型出切削刀片用压坯P的下表面P3的下表面成型面212A。
而且，下冲头212中以沿刀片中心线PO上下贯穿下冲头212的方式形成有以刀片中心线PO为中心的恒定内径的截面圆形的贯穿孔212B并开口于下表面成型面212A的中央部，恒定外径的呈截面圆形的圆柱状的上述销213依然形成为在从下方嵌入的同时插入到该贯穿孔212B中，并且能够在刀片中心线PO方向上以规定的行程上下移动。销213的上端面213A形成为与刀片中心线PO垂直的平面状。
接着，对最终成型用上冲头215进行说明，该最终成型用上冲头215的下端部形成为能够嵌入到孔部211A中的尺寸和形状，该最终成型用上冲头215依然形成为能够在刀片中心线PO方向上以规定的行程上下移动，并且该下端部在从上方嵌入的同时插入到孔部211A中。该最终成型用上冲头215的下端面形成为相对于与刀片中心线PO垂直的平面面对称地反转切削刀片用压坯P的上表面P2的形状和上表面P2侧的安装孔P5的刀片中心线PO方向上的深度的1/2为止的形状的凹凸的形状，该下端面上形成有成型出切削刀片用压坯P的上表面P2的上表面成型面215A。
因此，关于该上表面成型面215A，成型出在上表面P2中在刀片中心线PO方向上最凹陷的安装孔P5的开口部周边的中央部最向下方突出，在切削刀片用压坯P中在刀片中心线PO方向上最突出的上表面P2的第1角部PC1的部分最向上方凹陷。另外，最向下方突出的上表面成型面215A的中央部上形成有与刀片中心线PO垂直且能够与销213的上端面213A抵接的圆形面215B。并且，从成型出切削刀片用压坯P的刃角P6、主切削刃P7及副切削刃P8部分的最终成型用上冲头215的上表面成型面215A的外周缘朝向圆形面215B，上表面成型面215A以逐渐向下方突出的方式倾斜。
而且，上述预成型用上冲头214的下端部也形成为能够嵌入到孔部211A中的尺寸和形状，并且该预成型用上冲头214也形成为能够在刀片中心线PO方向上以规定的行程上下移动。另外，该预成型用上冲头214中沿刀片中心线PO形成有以刀片中心线PO为中心的截面圆形的容纳孔214A，该容纳孔214A设为能够使销213的上端部嵌入并被容纳的内径。
并且，该预成型用上冲头214的下端面上形成有预成型面214B，该预成型面214B形成为与面对称地反转切削刀片用压坯P的上表面P2的形状不同的形状，因此形成为也与上述最终成型用上冲头215的上表面成型面215A不同的形状。在本实施方式中，该预成型面214B形成为面对称地反转切削刀片用压坯P的上表面P2的形状、即相对于最终成型用上冲头215的上表面成型面215A的形状其凹凸的方向相反的形状。
在此，在本实施方式中，在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3的第1角部PC1彼此之间的间隔H最大，从而在该部分刀片中心线PO方向上的厚度最厚，并且上下表面P2、P3的安装孔P5开口部周边在刀片中心线PO方向上最凹陷，从而在该部分刀片中心线PO方向上的厚度最薄。因此，本实施方式的预成型用上冲头214的预成型面214B形成为预成型出相当于切削刀片用压坯P的上表面P2中的第1角部PC1的部分的部分比预成型出相当于上表面P2中央部的安装孔P5开口部周边的部分的预成型面214B的中央部更向下方突出。
另外，该预成型面214B也可以形成为相对于与刀片中心线PO垂直的平面面对称地反转最终成型用上冲头215的上表面成型面215A的形状而使凹凸的方向相反，但在本实施方式中，预成型出相当于上表面P2的第1角部PC1周边的部分的部分形成为与刀片中心线PO大致垂直或随着朝向第1角部PC1侧缓慢地朝向下方的以第1角部PC1为中心的扇形的平面状，并且比将预成型出相当于第2角部PC2的部分的部分与预成型面214B的中央部相连的部分更向下方突出。
并且，在预成型面214B中，在将预成型出相当于该上表面P2的第2角部PC2的部分的部分与预成型面214B的中央部相连的部分、即切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分至预成型出相当于上表面P2的第1角部PC1周边的部分的上述扇形平面状的部分、即切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度厚的部分之间，形成有随着朝向该厚度厚的部分而向下方突出的圆锥面状的倾斜面214C。
如图14及图15所示，在使用这种粉末成型压制装置的本发明的切削刀片用压坯P的粉末成型压制方法的一实施方式中，首先，以使下表面成型面212A位于从冲模211的上表面211C起规定的深度的方式使下冲头212下降，并且以使销213的上端面213A与冲模211的上表面211C在刀片中心线PO方向上处于相同的位置的方式使该销213从下冲头212突出，由冲模211的侧面成型面211B、下冲头212的下表面成型面212A及销213的外周面形成切削刀片用压坯P的成型空间Q。
接着，将形成刀片主体1的超硬合金或金属陶瓷、陶瓷等硬质材料的原料粉末R填充到该成型空间Q中。在此，该原料粉末R的填充通过如下方式进行：使未图示的供料机以与冲模211的上表面211C滑接的方式水平前进并位于上表面211C中的孔部211A的开口部，并从该供料机向孔部211A供给多于成型空间Q的内部容积的原料粉末R，接着，使供料机同样地以与冲模211的上表面211C滑接的方式水平后退。
另外，在使该供料机后退时，通过供料机擦刮以多于成型空间Q的内部容积的方式供给而从冲模211的上表面211C隆起的原料粉末R，由此如图16所示填充的原料粉末R的上表面与冲模211的上表面211C及销213的上端面213A齐平。即，本实施方式的粉末成型压制装置的供给原料粉末R的供料机(供给机构)具备使原料粉末R成为沿冲模211的上表面211C刮平的状态的擦刮机构。由此，恒定量的原料粉末R填充于成型空间Q中。如此，原料粉末R的上表面被擦刮从而恒定量的原料粉末R填充于成型空间Q中的状态为本实施方式中的预成型前的状态。
在如此原料粉末R填充于成型空间Q中后，则如图16所示将预成型用上冲头214配置于成型空间Q之上，并将其下端部从上方以嵌入的方式插入到冲模211的孔部211A中，从而如图17及图18所示通过其预成型面214B预成型原料粉末R。另外，只要在插入该预成型用上冲头214之前使下冲头212下降而使原料粉末R的上表面后退至低于冲模211的上表面211C的位置，则能够防止在从上表面211C中的孔部211A的开口部插入时原料粉末R溢出。
因此，如图18所示，通过基于该预成型用上冲头214的预成型，填充到成型空间Q中的原料粉末R在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度变厚的部分以比刀片中心线PO方向上的厚度变薄的部分更深地按压的方式进行压缩，就原料粉末R的上表面的深度而言，该上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度变厚的部分较深。
因此，在如此预成型原料粉末R后，则使预成型用上冲头214上升并从孔部211A拔出之后从成型空间Q之上撤去，接着，再填充与最初填充的原料粉末R相同种类的原料粉末R或根据情况再填充不同种类的原料粉末R。再填充的方法与最初填充时相同，再填充的原料粉末R的上表面擦刮成与冲模211的上表面211C齐平。因此，如图19所示，相对于预成型前的状态，更多的原料粉末R再填充到最初填充而预成型的原料粉末R的上表面较深的、在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度变厚的部分。
在如此再填充原料粉末R后，则如图19所示在成型空间Q之上配置最终成型用上冲头215，并将其下端部以嵌入的方式插入到孔部211A中并使其下降，如图20及图21所示在下冲头212的下表面成型面212A与最终成型用上冲头215的上表面成型面215A之间压缩最初填充的原料粉末R和再填充的原料粉末R来进行粉末成型压制，由此最终成型成切削刀片用压坯P。
另外，只要在该最终成型用上冲头215下降之前也使下冲头212下降而使再填充的原料粉末R的上表面后退至低于冲模211的上表面211C的位置，则能够防止原料粉末R从孔部211A溢出。并且，在该最终成型用上冲头215下降的途中，上表面成型面215A的上述圆形面215B与销213的上端面213A抵接，之后，如图21所示，销213与最终成型用上冲头215一并下降的同时进行粉末成型压制。
而且，在如此最终成型出切削刀片用压坯P后，则使最终成型用上冲头215上升并从冲模211的孔部211A拔出，接着，如图22及图23所示，使下冲头212上升并使下表面成型面212A从冲模211的上表面211C突出之后，取出最终成型出的切削刀片用压坯P。如此最终成型出的切削刀片用压坯P被烧结，从而制造出如图1至图3所示的切削刀片。
如此，在上述结构的切削刀片用压坯P的粉末成型压制方法及粉末成型压制装置中，在下冲头212的下表面成型面212A与最终成型用上冲头215的上表面成型面215A之间粉末成型压制原料粉末R而最终成型出切削刀片用压坯P之前，将具有凹凸的方向与面对称地反转该最终成型出的切削刀片用压坯P的上表面P2的形状相反、即凹凸的方向还与最终成型用上冲头215的上表面成型面215A相反的预成型面214B的预成型用上冲头214插入到成型空间Q中，从而预成型最初填充的原料粉末R。
通过该预成型，如上所述，成型空间Q内的原料粉末R的上表面的深度在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度厚的部分深于厚度薄的部分。因此，通过在如此预成型后的原料粉末R上进一步再填充原料粉末R，相对于预成型前的状态，与切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分相比，更多的原料粉末R再填充到最初填充而预成型后的原料粉末R的上表面深的部分即该厚度厚的部分。
因此，在如此通过最终成型用上冲头215和下冲头212将预成型后的原料粉末R和再填充的原料粉末R粉末成型压制成规定的尺寸和形状的切削刀片用压坯P时，更多的原料粉末R填充到上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度厚的部分，并且在该厚度薄的部分填充有少于厚度厚的部分的原料粉末R，因此能够在最终粉末成型压制而得的切削刀片用压坯P中实现原料粉末R的密度的均匀化。
因此，在烧结如此粉末成型压制而得的切削刀片用压坯P而制造出的切削刀片中，能够抑制刀片主体1发生歪斜或变形，因此即使例如刀片主体1的上下表面2、3的凹凸大而上下表面2、3之间的厚度局部不同，也能够制造出高精度的切削刀片。
并且，在本实施方式中，在预成型用上冲头214的预成型面214B上，随着从预成型出切削刀片用压坯P的上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度薄的部分的部分朝向预成型出厚度厚的部分的部分向下方突出的倾斜面214C形成于这些部分之间，并且在这些部分之间，通过该倾斜面214C压缩先填充的原料粉末R来进行预成型。
因此，能够防止在通过该倾斜面214C预成型后的原料粉末R的上表面上从在切削刀片用压坯P中上下表面P2、P3之间的刀片中心线PO方向上的厚度变厚的部分朝向厚度变薄的部分产生台阶等，从而能够可靠地成型出密度均匀的切削刀片用压坯P。
另外，在本实施方式中，上述倾斜面214C形成为大致圆锥面状，并且形成为沿刀片中心线PO切割的截面呈直线状，但例如也可以将该倾斜面214C形成为沿刀片中心线PO切割的截面呈凸曲线状或凹曲线状来进行预成型。并且，也可以组合如上述实施方式的圆锥面和这种截面凸曲线状或凹曲线状的面来形成倾斜面214C。
而且，在本实施方式中，对粉末成型压制将被制造成如图1至图3所示的具有不均匀六边形板状的刀片主体1的负型的切削刀片的切削刀片用压坯P的情况进行了说明，但刀片主体1和切削刀片用压坯P的形状并不受限定，并且也能够适用于粉末成型压制将被制造成正型的切削刀片的切削刀片用压坯P的情况。而且，预成型可以进行多次，并且也可以在这些多次预成型之间再填充原料粉末R。
产业上的可利用性
根据本发明，在烧结并制造在上下表面具有大的凹凸而刀片中心线方向上的厚度局部不同的切削刀片的情况下，也能够使切削刀片用压坯的刀片中心线方向上的原料粉末的密度均匀而抑制发生歪斜或变形，从而能够制造出高精度且高质量的切削刀片。
符号说明
1 刀片主体 2、P2 上表面
3、P3 下表面 4、P4 侧面
5、P5 安装孔 6、P6 刃角
7、P7 主切削刃 8、P8 副切削刃
111 冲模 111A 孔部
111B 侧面成型面 111C 冲模111的上表面
112 下冲头 112A 下表面成型面
113 销 114 预成型用上冲头
114B 预成型面 114C 倾斜面
115 最终成型用上冲头 115A 上表面成型面
O、PO 刀片中心线 C1、PC1 第1角部
C2、PC2 第2角部 P 切削刀片用压坯
Q 成型空间 R 原料粉末
211 冲模 211A 孔部
211B 侧面成型面 211C 冲模211的上表面
212 下冲头 212A 下表面成型面
213 销 214 预成型用上冲头
214B 预成型面 214C 倾斜面
215 最终成型用上冲头 215A 上表面成型面。

Claims (4)

1.一种切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，所述切削刀片用压坯用于烧结成切削刀片且具有朝向所述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，所述切削刀片用压坯的粉末成型压制方法的特征在于，
在将在上端面具有成型出所述切削刀片用压坯的所述下表面的下表面成型面的下冲头从下方插入到在内周面具有成型出所述切削刀片用压坯的所述侧面的侧面成型面的冲模的孔部的状态下，将所述切削刀片用压坯的原料粉末填充到由所述下表面成型面和所述侧面成型面形成的成型空间中，
接着，通过将在下端面具有形状与面对称地反转所述切削刀片用压坯的上表面后的形状不同的预成型面的预成型用上冲头从上方插入到所述成型空间中进行预成型，相对于预成型前的状态，与所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，使更多的所述原料粉末填充到厚度厚的部分，
之后，将在下端面具有成型出所述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面的最终成型用上冲头从上方插入到所述成型空间中，从而将所述原料粉末经过粉末成型压制而形成所述切削刀片用压坯，
所述预成型用上冲头的所述预成型面在所述切削刀片用压坯的所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分中向下方的突出量大于所述最终成型用上冲头的所述上表面成型面在该部分中向下方的突出量。
2.根据权利要求1所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制方法，其特征在于，
所述预成型用上冲头的所述预成型面上形成有随着朝向所述切削刀片用压坯的所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分向下方突出的倾斜面，
通过利用该倾斜面来引导所述原料粉末，预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的所述原料粉末填充到厚度厚的部分。
3.一种切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，所述切削刀片用压坯用于烧结成切削刀片且具有朝向所述切削刀片的刀片中心线方向的上表面及下表面和配置于这些上表面及下表面的周围的侧面，并且所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度局部不同，所述切削刀片用压坯的粉末成型压制装置的特征在于，具备：
下冲头，在上端面具有成型出所述切削刀片用压坯的所述下表面的下表面成型面；
冲模，在内周面具有成型出所述切削刀片用压坯的所述侧面的侧面成型面且具备供所述下冲头从下方插入的孔部；
预成型用上冲头，在下端面具有形状与面对称地反转所述切削刀片用压坯的上表面后的形状不同的预成型面且从上方插入到由所述下表面成型面和所述侧面成型面形成的成型空间中，并且用于将填充于所述成型空间中的所述切削刀片用压坯的原料粉末预成型成如下的状态：相对于预成型前的状态，与所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多的所述原料粉末填充到厚度厚的部分；及
最终成型用上冲头，在下端面具有成型出所述切削刀片用压坯的上表面的上表面成型面且从上方插入到所述成型空间中，并将通过所述预成型用上冲头进行预成型后的所述原料粉末经过粉末成型压制而形成所述切削刀片用压坯，其中，所述预成型后的所述原料粉末相对于预成型前的状态，与所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分相比，更多地填充到厚度厚的部分，
所述预成型用上冲头的所述预成型面在所述切削刀片用压坯的所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分中向下方的突出量大于所述最终成型用上冲头的所述上表面成型面在该部分中向下方的突出量。
4.根据权利要求3所述的切削刀片用压坯的粉末成型压制装置，其特征在于，
所述预成型用上冲头的所述预成型面上形成有随着朝向所述切削刀片用压坯的所述上表面及下表面之间的刀片中心线方向上的厚度薄的部分向下方突出的倾斜面。
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