CN1164381C - 刀具的制造方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造刀具的方法和装置，以及根据该方法所制造的刀具。所述装置被安装在机床上以便挤压成形切削机加工用的刀具。所述装置(20)包括壳体(21)，它用于固定在机床上以进行挤压。壳体(21)具有一个贯穿凹槽(24)，沿着进给方向(F)而将混合物挤压通过凹槽(24)。凹槽(24)包括一个喷嘴(28)上的节门(27)和一个模具(29)中的孔(30)。所述装置(20)包括至少一个爪(40，41)，它们被设置得可径向相对于凹槽(24)移动，以便与所述混合物接合或者分离。

Description

刀具的制造方法和装置
技术领域
本发明涉及一种制造刀具的方法和装置。
背景技术
例如国际公开号为WO98/28455的专利申请已经揭示：在冲压机和模具之间压制粉末，例如钴碳化钨硬质合金，随后进行烧结，从而粘结剂金属熔化并结合硬质合金，以便形成切削机加工用的刀具。这种公知的技术具有许多缺点。粉末产生粉尘并且生坯(被冲压但未被烧结的材料)经受不了任意的加工。另外必须磨削出容屑槽，这就需要时间和精力。通过对一种混合在载体中的硬质合金进行注射成型，例如如美国专利申请号5,947,660中所揭示的，以上问题已经被部分地解决了。这种注射成型方法具有高自由度的几何形状，但是对于模具的投资非常昂贵。
从美国专利申请No.4,779,440已经得知一种用于形成螺旋钻坯件的工具。沿着坯件的圆周具有恒定深度容屑槽的压制成形的钻坯是通过这样形成的：即将硬质金属粉末加热至挤压温度，然后在旋转坯件的同时，在高的能耗下将热粉末冲压通过由心轴和喷嘴所确定的空间。坯件由挤压而被导向通过位于喷嘴内部的螺纹，以便沿着坯件而成形出容屑槽。这种公知技术的缺点是要沿着坯件的整个长度而获得容屑槽。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种制造刀具的方法和装置，藉此克服公知技术中所存在的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种制造刀具的方法和装置，藉此能够确定容屑槽的长度。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种用于制造切削机加工用的旋转式刀具的方法，其包括以下步骤：
A)将包括硬质金属粉末和聚合物的载体混合在一起；
B)混合物被放进机床中以进行挤压，以及
C)将混合物加热，然后
D)借助于一个形成坯件直径的模具，沿着进给方向将混合物进行挤压，然后
E)使混合物通过爪，其中每个爪分别具有一个面向另一个爪的空间，所述空间包括螺纹，当所述爪彼此抵靠着时，所述空间形成了具有容屑槽的螺旋钻的横截面，然后
F)径向移动所述爪，以便形成刀具的柄部，
G)使混合物固化并形成一个坯件，然后
H)将坯件从机床中拔出，进行烧结。
在上述方法中，所述爪可以被设置在两个彼此相反的方向上，这两个方向垂直于进给方向。
此外，步骤D可以包括：混合物通过一个坚固地连接在模具上的型芯，然后沿着进给方向在型芯的后部，混合物熔凝成一个圆柱体。
此外，可以在型芯中设有销钉，从而在坯件中成形出空间。
根据本发明，还提供了一种装置，其安装在机床上以便挤压成形一种切削机加工用的刀具的坯件，所述装置包括一个壳体，其用来固定在机床上以进行挤压，所述壳体具有一个贯通凹槽，通过该凹槽混合物沿着进给方向被挤压，所述凹槽包括喷嘴上的节门以及模具中的孔，其特征在于，所述装置包括两个爪，它们相对于凹槽可径向移动，以便与所述混合物接合或分离。
根据上述装置，所述爪可以沿着两个彼此相反的方向径向移动，这两个方向垂直于进给方向。
此外，型芯可以被坚固地固定在模具内，并且模具包括一个圆形空间。
此外，型芯为矩形并包括两个用于容纳细长销钉的孔，当要在坯件中形成冲洗槽时，所述销钉沿着进给方向而从型芯中伸出。
此外，每个爪分别具有一个面向另一个爪的空间，所述空间可以包括螺纹，以便当爪彼此邻接时，所述空间成形出具有容屑槽的螺旋钻的横截面。
通过以下参照附图由附属权利要求所确定的用于制造刀具的方法和装置以及应用该方法所制成的刀具，上述目的以及其他目的可以被实现。
附图说明
图1A-图1C示意性地描述了一种根据本发明的钻头，分别为侧视图、前视图和后视图。
图2A为一种根据本发明的用于生产细长生坯的装置的前视图。
图2B为沿着图2A中的IIB-IIB线的图2A中的装置的剖视图。
图2C示出了上述装置的端视图。
图2D示出了沿着图2A中的IID-IID线的上述装置的剖视图。
图3为带有进给部的上述装置的示意性局部剖视图。
具体实施方式
根据本发明的图1A-图1C所示的实施例为所谓的螺旋钻。钻头10由固态硬质材料制成，例如压制成的硬质金属，并包括螺旋形的容屑槽18，容屑槽可以沿着钻头的整体或者它的部分延伸。钻头包括钻柄11，用于固定在未示出的旋转心轴上。钻头具有两个上部排屑面15。所有的表面和相关的边缘都由同一种材料制造，即最好是压制硬质合金。容屑槽18的横断线和排屑面15一起形成了主切削刃19，最好通过未示出的加强倒角。钻头的总长度选择为它的直径的3-10倍。两个冲洗槽14沿着钻头的整个长度延伸以便将冲洗介质从心轴运输至钻头的尖端。在钻柄端设置有一个径向槽以便掩埋杂质从而减少孔的堵塞。
图2A-2D示出了一种根据本发明的用于生产细长生坯的装置20。装置20包括一个钢制的矩形壳体21，它通过例如螺栓而被固定在机床50上以进行挤压。壳体21用两个螺栓22而被固定在机床上并具有一个用于和所述机床相密封的后表面23。壳体具有一个中央贯通的凹槽24，组合物被冲压通过该凹槽。凹槽24和后表面23相连的地方被加宽以形成容纳两个进给蜗杆53端部的空间25和26，如图3所示。凹槽24在圆形喷嘴28处转变成直径减小的节门27。喷嘴28由耐磨损的材料制成，例如硬质合金。接着凹槽24通过圆形模具29中的一个圆柱形的中央内置式的孔30，圆形模具29邻接着喷嘴28。模具29相对于壳体的位置由壳体中的止动螺钉31和孔32的配合而确定，孔32相对于组合物的主进给方向F而侧向延伸。模具内下凹有杆式的型芯33。型芯是矩形的并包括两个孔34以便容纳细长的销钉35。当要在坯件上形成冲洗槽时，销钉35用于沿着进给方向F从型芯上突出。凹槽24接着成形为盖36上的一个共轴孔37。盖36通过两个螺钉38和22而与壳体连接。盖36具有一个T-型槽39，它在盖36的两个长侧面之间延伸。槽39用于容纳两个爪40和41，根据图2B的爪40和41的基本形状主要为T型。每个爪40、41具有一个面向另一个爪的空间42。空间42包括螺纹43，从而当爪彼此抵靠着时，空间形成了具有容屑槽的螺旋钻的横截面。爪通过未示出的动力装置而被彼此压紧在一起，当爪需要间隔开时，例如当坯件在钻柄等处必须为部分圆柱形时，也应用这种动力装置。最好有一支撑台与爪连接在一起以便支承热的压制坯件。
钻刀或者铣刀如下被制造。包含一定量钴以及聚合物或者塑料等载体的硬质合金粉末，被混合在一起并被形成为小丸或者颗粒。粘结剂的成分在重量上占1％-10％。术语“钴”在这里应当理解为一种金属粘结剂，它可以被其它金属代替或者包含其它金属，列如镍。随后混合物被预热到一个对混合物适宜的温度，并被插入机床50中以进行挤压。如图3所示，机床50包括：用于容纳颗粒的漏斗52、通过电机51而在壳体55内可旋转的两个进给蜗杆53、以及散热器54。然后混合物在一定的压力和大约180°的一定的温度下进行冲压，该温度比现有技术中通过两个进给蜗杆53而进入凹槽24中的钴的熔化温度要低很多，所述节门27将进一步压缩混合物或组合物。然后热的组合物到达型芯33，并通过两个围绕着型芯而成形的大致半圆形的孔而在两侧穿过型芯。沿着进给方向F在型芯的后面，组合物再次熔凝成一个圆柱体。如果在型芯内设有销钉35，则在圆柱体内就形成有空间，空间随后将构成冲洗槽。销钉被选择的足够长以便使组合物冷却，从而避免熔化。接着组合物到达由爪40和41所确定的空间42，藉此由于螺纹43的几何形状，则组合物通过爪时被形成螺纹，从而获得螺旋钻的横截面。螺纹43不需要是相同的。当混合物从爪中出来时，它由于环境温度将迅速地冷却，坯件继续被挤压直至容屑槽件足够的长。随后爪40和41分开并与混合物分离，从而形成圆柱形的柄部。柄部的长度或者由挤压时间的长短所决定，或者由何时爪向内放置从而开始形成一个新的坯件所决定。在后一种情况下，连续形成两个或者多个坯件。固态的坯件然后可以被切割或者仅仅被折断，例如用手，以便形成为直径5-10倍的合适的长度。
然后坯件在一个单独的炉子内被加热，从而载体被烧掉，粘结剂金属熔化并结合硬质合金。接着开始进一步的机加工，比如研磨边缘部、钻柄部和排屑面等。
通过本发明的方法和装置，可以制造一种具有或不具有容屑槽和具有或不具有钻柄的刀具，并且使用方便，成本低。同时不产生粉尘。另外不合格的坯件还可以进行简单的再铣削和再次挤压循环。还可以使用至少一个爪以在钻柄部的需要磨削以用于卡具的地方做出标记。因此可以减少磨削量。
本发明不仅仅被局限于上述实施例，而是可以在附属权利要求所确定的范围内作出任意的改变。因此本发明也可以用于整体立铣刀。刀具可以涂覆有例如AL2O3、TiN和/或TiCN等。

Claims (9)

1、一种用于制造切削机加工用的旋转式刀具的方法，其包括以下步骤：
A)将包括硬质金属粉末和聚合物的载体混合在一起；
B)混合物被放进机床(50)中以进行挤压，以及
C)将混合物加热，然后
D)借助于一个形成坯件直径的模具(29)，沿着进给方向(F)将混合物进行挤压，然后
E)使混合物通过爪(40，41)，其中每个爪分别具有一个面向另一个爪的空间(42)，所述空间(42)包括螺纹(43)，当所述爪彼此抵靠着时，所述空间形成了具有容屑槽的螺旋钻的横截面，然后
F)径向移动所述爪(40，41)，以便形成刀具的柄部，
G)使混合物固化并形成一个坯件，然后
H)将坯件从机床中拔出，进行烧结。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述爪(40，41)被设置在两个彼此相反的方向上，这两个方向垂直于进给方向(F)。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D包括：混合物通过一个坚固地连接在模具(29)上的型芯(33)，然后沿着进给方向(F)在型芯(33)的后部，混合物熔凝成一个圆柱体。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，在型芯中设有销钉(35)，从而在坯件中成形出空间。
5、一种装置，其安装在机床上以便挤压成形一种切削机加工用的刀具的坯件，所述装置(20)包括一个壳体(21)，其用来固定在机床上以进行挤压，所述壳体(21)具有一个贯通凹槽(24)，通过该凹槽(24)混合物沿着进给方向(F)被挤压，所述凹槽(24)包括喷嘴(28)上的节门(27)以及模具(29)中的孔(30)，
其特征在于，所述装置(20)包括两个爪(40，41)，它们相对于凹槽(24)可径向移动，以便与所述混合物接合或分离。
6、如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述爪(40，41)可沿着两个彼此相反的方向径向移动，这两个方向垂直于进给方向(F)。
7、如权利要求5所述的装置，其特征在于，型芯(33)被坚固地固定在模具(29)内，并且模具包括一个圆形空间。
8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，型芯(33)为矩形并包括两个用于容纳细长销钉(35)的孔(34)，当要在坯件中形成冲洗槽时，所述销钉(35)沿着进给方向(F)而从型芯中伸出。
9、如权利要求6所述的装置，其特征在于，每个爪(40，41)分别具有一个面向另一个爪的空间(42)，所述空间(42)包括螺纹(43)，以便当爪彼此邻接时，所述空间成形出具有容屑槽的螺旋钻的横截面。
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