[发明专利]切削工具以及用于制造此类切削工具的过程

说明书

技术领域

本发明涉及通过连续和不间断的注塑和挤压过程制造的切削工具领域，并且更具体地涉及通过这样的注塑和挤压过程制造的钻头领域。

背景技术

利用挤压过程来生产硬质合金制成的切削工具是已知的。有若干种类型的切削工具均可通过这样的过程生产，例如钻头、端铣刀、铰刀、丝锥以及锪孔和扩孔工具。所需的切削工具可以被挤压为期望直径和长度，并随后加工出必要的排屑槽。

在某些情况下，排屑槽根据需要例如在某些种类的铰刀中可以平行于切削工具的纵向轴线。在另一些情况下，排屑槽根据需要例如在另一些种类的铰刀中以及在端铣刀和钻头中可以围绕纵向轴线螺旋延伸。

每一种切削工具均可设有从其后部延伸至其前部的冷却通道，目的是为切削区域提供冷却液。在切屑工具设有螺旋排屑槽时，那么通常地冷却通道也会遵循槽的螺旋线围绕纵向轴线螺旋延伸。

上述的每一种切削工具都在其后部包括柄部，以及从柄部向前延伸的带槽部分。柄部通常是圆杆的形式并且用于通过切削机或转接器来保持切削工具。

已知有多种不同的方法用于生产螺旋槽和用于生产螺旋冷却通道。

授予Puide的第6669414号美国专利教导了如何通过挤压毛坯并随后烧结毛坯来加工螺旋钻头。在挤压期间，输送混合料通过模具，从而为混合料的外周面提供圆柱形的形状。多个夹钳被设置在模具下游用于引导该混合料。每一个夹钳都包括用于接合挤出材料外表面的螺旋脊纹以促使在其中形成构成工具中的容屑槽的螺旋凹槽。在挤压期间，夹钳被移动离开混合料以结束容屑槽的成形，由此形成工具的柄部。为了将冲刷介质从钻头的主轴传输至钻头尖端，两条冲刷通道延伸贯穿整个钻头。

这种结构的缺点是难以将冷却剂源连接至细的冲刷通道。而且，柄部的笨重结构会导致硬质合金的不必要浪费。

授予Kugelberg等人的第7296497号美国专利公开了另一种用于生产钻头毛坯的方法。该方法包括挤压具有自由端和外槽的第一毛坯部分(B1)，允许挤压继续以提供更多的挤压物质送入空腔(6)内，提供的挤压物质完全填满第一毛坯部分(B1)的外槽以生成与第一毛坯部分(B1)成整体的第二毛坯部分(B2)，允许挤压继续以生成第一毛坯部分(B1)的期望长度，以及在离开第二毛坯部分(B2)朝向的末端切断第一毛坯部分(B1)。

这样的方法也会受到如上所述相同缺点的影响。

授予Kugelberg等人的第7340978号美国专利公开了另一种用于生产钻头毛坯的方法。该方法包括利用模具沿供料方向挤压混合料以形成混合料主体的直径。混合料主体移向凿刀以通过去屑机械加工在混合料主体的外周边内形成容屑槽。在移动凿刀离开混合料主体后，即可形成无槽的轴杆部分。通过在与凿刀接触时旋转混合料主体，就能够形成螺旋的容屑槽。可选地，主体可以在已形成直槽之后再被扭曲，由此使槽变为螺旋状。

同样地，在这种情况下，所述方法也会受到如上所述相同缺点的影响。

在某些情况下，由具有不同结构的区域生产切削工具是有利的。具有不同结构的区域是指它们的性质不同，例如通常是外围区域的一个区域可能更加耐磨，而通常是内部区域的另一区域可能更有韧性而且较不易碎。

硬质合金材料的性质例如由陶瓷成分的化学组成、陶瓷成分的颗粒尺寸、粘合剂的化学组成以及粘合剂与陶瓷成分的比例决定。不同区域的不同特性可能在以下方面有所不同：弹性模量、硬度、耐磨性、断裂韧性、抗拉强度、耐腐蚀性、热膨胀系数以及导热系数。

用于生产具有不同结构区域的切削工具的方法是现有技术中已知的。例如在授予Mirchandani等人的第6511265号美国专利、授予Puide等人的第6450379号美国专利和授予Nagahora等人的第6274082号美国专利中公开了这样的方法。但是，作为一种用于熔融金属材料的复合技术，在共挤成形方法中，第一种材料的整个表面都被覆以第二种材料。因此，即使是不必要的部分也被覆盖，并且无法充分地显示出第一种材料的特性。从成本的观点看，这可能是不利的。

本发明的目标是提供一种减少或者克服了上述缺点的切削工具以及用于制造此类切削工具的过程。

本发明进一步的目标是提供一种通过连续和不间断的注塑和挤压过程制造的切削工具。

本发明再进一步的目标是提供一种通过这样的组合的注塑和挤压过程制造的钻头。

本发明更进一步的目标是提供一种切削工具和用于制造此类切削工具的过程，其中切削工具在其带槽部分内设有冷却通道并且在其柄部内设有大冷却孔和经济的柄结构。