[发明专利]切削刀具及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有由cBN基烧结体(主要由立方氮化硼构成的烧结体)、陶瓷和金属陶瓷中的一者构成的切削刃的切削刀具，并且尤其涉及一种切削刀具和用于在工业上高产量批量生产该切削刀具的制造方法，该切削刀具在切削铁族系高硬度难切削材料和高速高效切削铁族系金属材料时表现出稳定的寿命，进一步减少了切削时的刀具的所谓颤动(振动)和加工变质层的产生，以实现具有优异表面纹理的加工面。

背景技术

作为用于允许通过更换或交换切削刃角部来更新切削刃的可转位切削刀具的公知技术，已知这样一种刀具：由cBN基烧结体、陶瓷和金属陶瓷(以下简称为硬质烧结体)中的一者构成的刀具材料被用于参与切削的表面(例如，参见专利文献1)。

对于由硬质烧结体构成的超硬刀具材料而言，原料粉末的高精度成形比较困难。因此，当加工面的表面粗糙度被认为比较重要时，所采用的方法是通过在后刀面和前刀面被烧结之后执行磨削来改善将传递到工件的切削刃几何形状。

虽然在考虑成本效益的情况下使用硬质烧结体的切削刀具的主流是将一小块由硬质烧结体构成的刀具材料结合到由硬质合金、金属陶瓷等构成的基体金属的角部上，但一些切削刀具全部由硬质烧结体构成。

在这种类型的切削刀具的常规产品中，整个前刀面被磨削成与刀具底面平行，并且随后形成用作后刀面的侧面、刀尖R部和后刀面。

在包括参与切削的表面(其被施加了硬质烧结体)的切削刀具中，当待加工对象(工件)是诸如耐热合金或淬火钢等高硬度难切削材料时，因切屑剪切、间歇切削、断续切削中的不可避免的振动、冲击而很可能发生切削刃的崩刃、断裂。作为切削刃的增强措施，沿着切削刃脊线设置有使切削刃变钝的负倒棱(倒角，同样参见专利文献1)。

另外，根据切削应用，使用切削刃脊线部已经过珩磨处理的切削刀具。

对于用于精加工且包括参与切削的表面(其被施加了硬质烧结体)的切削刀具而言，通常将大量切削刀具安装在平面研磨机上，所有切削刀具被单个砂轮磨削，以便完成具有处于与刀具的上表面相同高度(平齐)的前刀面的各个切削刀具。

例如在下面引用的专利文献2中公开了此类切削刀具。另外，刀具制造商(例如，Sumitomo Electric Hardmetal Corporation、Tungaloy Corporation、Mitsubishi Materials Corporation、Sandvik Company等)在网络上公开的目录中描述了这些切削刀具。

对于一小块硬质烧结体被结合到基体金属的角部上的这种刀具而言，可以采用这样的方法：磨削基体金属的上表面和底面，然后将这一小块硬质烧结体结合到角部上，使得这一小块硬质烧结体的上表面从基体金属的上表面向上突出，随后仅磨削这一小块硬质烧结体以形成前刀面，随后进一步磨削基体金属的侧面，并且完成将设置在这一小块硬质烧结体中的刀尖R部和后刀面。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2006-187813

专利文献2：日本未审查专利申请公开No.2011-045955

发明内容

技术问题

包括参与切削的表面(其应用了硬质烧结体(cBN、陶瓷和金属陶瓷中的一者))的切削刀具具有如下文所述的优点，因此近年来，利用这种切削刀具的切削加工来替代磨削加工已成为趋势。

优点1：虽然难以对高速钢或硬质合金实现高精度加工，但却可以对诸如耐热合金等高硬度难切削材料或淬火钢进行高精度加工。

优点2：与砂轮不同，利用单个刀具，可以对具有复杂几何形状的产品(例如涡轮盘、齿轮、轴类零件)的轮廓进行精加工。

对于使用硬质烧结体的刀具而言，当被用于精切削难切削材料时，根据难切削材料的硬度和组成部件、待加工工件的几何形状和所需尺寸精度来设定形成在切削刃上的负倒棱的角度。

例如，当工件的尺寸精度被认为比切削刃的抗断裂性更为重要时，减小负倒棱的宽度以降低切削力，而当需要提高切削刃的抗断裂性时，增加负倒棱的宽度，并且根据切削应用对切削刃脊线进一步执行珩磨处理，并且使用进一步加强的切削刃。

常规切削刀具中的上述负倒棱由以下方法形成：以平行于刀具底面的方式磨削前刀面，然后通过磨削来加工外周，以形成刀具侧面、刀尖R部和后刀面。

接着，使处于旋转状态的砂轮的围绕与刀具底面(或前刀面)垂直且作为支撑轴的轴线倾斜了特定角度的磨削面与切削刃脊线部接触，并且在砂轮旋转的同时使砂轮沿着刀尖R部平移。