[发明专利]连续生产无限长多内螺旋冷却孔棒材的设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可连续生产无限长单(多)内螺旋冷却孔硬质合金棒材或陶瓷棒材的方法及装置。

背景技术

随着机械加工工业的不断发展，对高速铣削工具的加工精度和使用寿命有更高的要求；由于钻削加工时，变形抗力大，切削热量高，而合金的导热系数一般较低，刀刃易粘焊，涂层易剥落变钝，高温增加了工具的扩散磨损。用传统粉末冶金方法生产的硬质合金棒材，其加工的铣削工具只能采用外部冷却，工作速度慢，加工精度差，使用寿命短，而带内螺旋冷却孔的硬质合金铣削工具可采用内冷却方式，在一定压力冷却液或润滑剂的作用下可加快冷却速度和排屑速度，从而提高铣削工具转速、加工精度和使用寿命[周继承等.粉末挤压成型的进展[J]材料导报.1997.11(6)；肖志瑜等.机械零件粉末冶金成型方法金属成型工艺.1997.16(1)；Jean M.Dasch et.al.Lubricants in Cutting Tool for Dry Machining.Pub.No.：US 2005/0214082A1]。

目前，世界上内螺旋冷却孔棒材的生产技术有：

1.镶嵌法：将一根硬质合金棒料表面加工成螺旋沟槽再套压入一根硬质合金管材压坯中一起烧结；但该方法工艺繁杂，合金混料膨胀系数调整和控制困难，尺寸控制困难。也可将加工螺旋沟槽和套压在挤压中一次成型，但是，为组合，中壁越薄越好，为旋转，齿面越宽越好，所以模具制造困难，且一套仅能制造一种尺寸棒材[孙毅.硬质合金内螺旋冷却孔棒材的模具设计试验研究.重庆大学硕士论文.2001.5；Prakash K.Mirchandani et.al.Composite Article with Coolant Channels and Tool Fabrication Method.Pub.No.：US2006/0288820A1]。

2.外螺旋挤压法：方法一，凹模定径带设有螺纹，物料以旋转方式被挤出；冷却孔芯杆制造与凹模螺纹槽须配合，此技术模具设计较为复杂，模具凹模和芯杆必须同步，否则将导致尺寸参数超差，冷却孔孔偏或裂纹[孙毅.硬质合金内螺旋冷却孔棒材的模具设计试验研究.重庆大学硕士论文.2001.5]。方法二，凹模主动旋转驱动物料旋转，同时引导尼龙丝内嵌入物料中[吴恩熙等.制造带内螺旋冷却液孔棒材的装置.发明专利申请公开说明书，公开号：CN 1457940A.2003]或挤压形成带直孔棒材，同时扭转棒材形成螺旋孔[Arno Friedrichset.al.Method and Device for Producing a Sintered Metal Blank with InternallyDisposed Helical Recesses.USA Patent，6699430B2，2004]。尼龙丝(软芯)需引导内嵌，螺孔形状尺寸控制困难，且若后期烧除工艺限制内螺旋孔规格及棒材的长度；棒材旋转前进的方式其外表面质量难以控制。外螺旋挤压法是目前国内外使用较多的一种成型技术。

3.内螺旋挤压法：利用双螺旋挤压机的特殊结构，将芯杆延伸至挤压螺杆，利用螺杆驱动芯杆旋转或带动芯杆中弹性针旋转[Arno Friedrichs et al.Extrusion Tool forProducing a Hard Metal Rod or a Ceramic Rod with Twisted Internal Boreholes.USAPatent，5438858，1995]，达到成型内螺旋孔作用；此工艺模具设计较为简单，但对挤压参数要求严格，须使挤压时物料的挤出速度和芯杆转速匹配。否则，将导致产品的尺寸参数无法达到要求。由于此技术的难度很大，目前仅有德国konard friedrichs公司等国外几家公司可以生产，国内尚无此类技术。该技术为满足速度匹配，芯杆的制造、弹性针的性能须与挤压机挤出速度及螺杆转速相匹配，限制了同一设备的通用性及可生产的棒材规格种类。

发明内容

本发明的目的在于：为提高硬质合金铣削工具工作速度，加工精度，使用寿命，提供一种可生产各种规格的单(多)内螺旋冷却孔硬质合金棒材方法和装置。

本发明达到上述目的技术方案是：