[发明专利]圆头铣刀

说明书

本发明涉及一种用于加工连续接合面球槽的圆头铣刀，具体地说，涉及由含有立方体氮化硼的多晶硬烧结材料制成的圆头铣刀切削刀的形状。

用各种粘结剂与细立方体氮化硼粉末烧结而成的材料对高硬度的铁基金属及铸铁加工方面表现出极佳的性能。若采用立方体氮化硼烧结材料所作切刀来加工有特别高硬度的硬化钢材，其加工表面粗糙度和尺寸精度可与磨削获得的相媲美。因此部分原本要用普通磨床来完成的切削正在被用立方体氮化硼烧结材料切刀的切削所代替。

而在有色金属材料切削方面，其较为先进的精密切削是采用单晶钻石。其主要应用为诸如存储器盘板及多边形镜的铝合金加工。最新趋势是用一种较为便宜且易于加工的多晶金刚石取代单晶金刚石。采用多晶金刚石，要是因在晶体界面处有台阶、而在刀片刃口上造成一些大的不平整的话则即使前后面都是磨成的，这种不平整也不得去除。而留在磨成表面上的这些不平整就会影响到工件。也就得不到精确加工。

在日本专利号为6-190610中公开了一种多晶金刚石刀具，通过将切削刃制成前倾面解决了这个问题。它公开了将多晶金刚石嵌入到磨削表面形成切削刃的侧面而不会产生磨痕，并且通过磨平刀锋刃部而在该处提供了小倒角。但是由于构成金刚石的碳会与钢起化学反应，所以对于多晶金刚石刀具来讲，不能用它切削较硬的钢及铸铁。

用如S50C碳钢制成的连续接合面的壳体和球槽，经粗加工后，热处理达到HRC50-60的硬度。在壳体上倾斜形成的球槽，要求其通过精加工形成小的几何公差和高精度的球形。即使圆头铣刀的材料和形状与热处理后较硬的工件相对应，如图5所示靠侧面定位在夹杆上的圆头铣刀也不是令人满意的。

图5A是带有夹头刀杆连接部分的剖视图，图5B显示沿图5A中X-X线的一个剖面。图5A中，圆头铣刀体100具有插入到夹杆102的夹紧孔中的柄101，并通过一个定位螺钉104来固定。但是如图5B所示，借助定位螺钉104柄101被推向夹紧孔103的一侧。因而圆头铣刀体100的轴线具有S距离的偏心。即使偏心只有几微米那么小，但是当从夹杆102的轴线测量时也会增加。这样，对于球槽的高精度加工来讲，这种布置就不适合了。

本发明的一个目的是在切削较硬钢的过程中，通过使用一种多晶硬烧结刀具来改善切削表面的粗糙度Rz到1.6μm或更小，即通过提高由立方体氮化硼硬烧结材料制成的切削刀具的切削刃的形状和表面粗糙度，来获得光洁的表面粗糙度和高的尺寸精度。Rz表示一种10点式平均粗糙度，详见JIS B0601“表面粗糙度-定义和说明”。

为了获得这样的尺寸精度，还必须提高圆头铣刀体和夹杆之间的联结方式。如果采用热装配合联结，就要使用一种刚度高和热膨胀系数小的材料来制造刀柄。

将一种含有20～95％(体积百分比)的立方体氮化硼的多晶硬烧结材料制成圆头铣刀的切削刃，该切削刃的刀锋磨成5～30μm的圆角半径。切削刃的侧面、前倾面或背面通过该圆角半径与刀锋光滑连接。切削刃的刀锋表面粗糙度为0.1～1.0μm，就10点平均粗糙度而言(Rz)。

更好地，切削刃的侧面、前倾面或背面具有0.1～0.5μm的表面粗糙度，就10点平均粗糙度而言(Rz)。侧面和前倾面之间夹角或侧面和背面之间的夹角最好在65°～125°之间。

对于多晶硬烧结材料来讲，最好具有20～95％(体积百分比)的立方体氮化硼及0.1～5μm的平均粒子直径。外涂层组成以氮化物、碳化物、氧化物中的至少一种，和从元素周期表的4a,5a,和6a族所包含的元素中选出来至少一种元素的一种固溶体，和元素Al、Si和B或从该组中选出的至少一种金属元素通过物理或化学沉积法形成刀片的表面。

将一种粘接的碳化物或烧结的超重元素合金制成圆头铣刀体。刀柄部分具有便于与夹柄热装配合连接的形状以便使切削刃的偏心率最小并且通过利用刀柄部分和夹柄之间的不同热膨胀系数实现两者之间的牢固连接。

本发明的其它特征和目的参照附图从以下的描述中能变得清楚，其中：

图1A是根据本发明圆头铣刀的正视图；

图1B是其侧视图；

图2是根据本发明具有背面的切削刃的放大视图；

图3根据本发明不具有背面的切削刃的放大视图；

图4示出工件的形状和尺寸；并且

图5A和5B是常用的带有夹柄的侧面固定形式的圆头铣刀。

实施例详述