[发明专利]圆化刀具毛坯及用于制造该圆化刀具毛坯的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及制造用于圆化刀具的毛坯的方法和装置且涉及用于圆化刀具的毛坯，并且最后涉及一种用于制造圆化刀具的方法且涉及一种圆化刀具。

背景技术

圆化刀具是在切削刀具领域中使用的术语，并且其指代用于切屑形成加工的切削刀具，诸如钻头、立铣刀、螺纹钻头等。与切削刀具相反，圆化刀具通常是细长的并且被制成为具有刀柄部分和包括一个或更多个切削刃的部分的单件。通常，圆化刀具包括用于在加工期间有效率地除去切屑的容屑槽，并且因此该部分在这里被称之为沟槽部分。圆化刀具普遍地由硬质合金或高速钢制成，但是圆化刀具也能够由陶瓷或金属陶瓷制成。

圆化刀具的制造通常以粉末冶金的方式执行，包括：将粉末材料压制成具有尽可能现实地接近最终产品形状的形状的毛坯，烧结以及研磨，以获得最终产品形状。在常规制造技术中，这意味着毛坯本质上是需要相当大的研磨以形成基本几何形状、容屑槽和切削刃的柱形体。该研磨是耗时并且高成本的，并且期望减少该研磨的使用。

在许多圆化刀具中形成有内部冷却剂通道。这能够通过在模具中以如下方式等静压压制而完成，所述方式包括：绕柱形芯构件扭转由蜡等制成的线，填充模具并且进行压制，以形成毛坯，烧结以及研磨，以获得最终产品形状。通常，该制造技术也需要在烧结之前对所压制的本体进行至少一些加工。

更加先进的制造技术，诸如注模成型或挤出成型，提供具有更接近最终产品形状的形状的毛坯。

US 7,101,167描述了一种用于制造圆化刀具的方法，该方法包括将粉末混合物挤出形成具有非常接近最终产品形状的形状的圆化刀具毛坯。该方法使得能够在连续的过程中形成刀轴部分、容屑槽和可选的内部冷却剂通道。粉末混合物被挤出通过模具，以形成挤出成型的粉末混合物制成的柱形外表面，在这之后，使正在前进的挤出成型的粉末混合物制成的柱形外表面受到作用，形成在模具下游被连续布置的沟槽形成结构，由此沿着柱形外表面的第一长度方向部分形成容屑槽，以限定毛坯的沟槽部分。当获得了期望长度的沟槽部分时，将沟槽形成结构移位，使之远离柱形外表面，以终止容屑槽形成，并且继续通过模具的挤出成型，直至具有限定圆化刀具毛坯的刀轴部分的柱形外表面的第二部分已经被完成。内部冷却剂通道也能够形成在模具中，并且通过旋转正在前进的粉末混合物，内部冷却剂通道将跟着容屑槽。然而，沟槽形成可能使内部冷却剂通道变形。内部冷却剂通道的这种变形可能导致所形成的圆化刀具毛坯的报废。

US 7,296,497描述了一种不同的方法，其包括初始形成容屑槽并且随后形成刀柄部分。这通过如下方式实现，即通过模具来挤出粉末混合物，由此形成容屑槽。通过布置在模具中的长丝而在形成容屑槽的同时形成冷却剂通道。正在前进的挤出成型的粉末混合物随后进入连接到模具的柱形套筒并且最终从该套筒的自由端凸出。挤出成型的粉末混合物的凸出部分被封闭了套筒的自由端的盖子切断。随着挤出成型进行，正在前进的挤出成型的粉末混合物填充套筒并且预先制成的容屑槽被填满，并且预先制成的冷却剂通道由于挤出成型的粉末混合物在套筒内的变形而变形。当套筒中的压力到达一定水平时，盖子被打开并且变形的部分由于与套筒壁的摩擦而以非旋转的方式被从套筒推出。由于套筒内的连续的非旋转前进，所以长丝在套筒内最终变成直线的并且从套筒凸出的变形的部分被切断。挤出成型然后继续，直至获得了期望长度的刀柄部分。

虽然提供了非常接近最终产品形状的形状，但是根据以上方法的沟槽形成导致粉末材料的大量损失。

发明内容

本发明的一个目的在于减少在圆化刀具的生产中的材料浪费。该目的是通过根据独立权利要求的用于圆化刀具的毛坯和用于制造所述毛坯的方法和装置实现的。

根据本发明的用于圆化刀具的毛坯包括刀柄部分、沟槽部分和与所述毛坯的纵向轴线同轴地延伸到刀柄部分中的孔。该毛坯还可以包括内部冷却剂通道。优选地，该毛坯具有接近所要形成的圆化刀具的形状的形状。因此，这里关于毛坯的几何形状的考虑同样适用于由该毛坯形成的圆化刀具，并且反之亦然。从毛坯到圆化刀具的转变至少涉及毛坯的烧结并且可选地涉及其它的后处理，诸如烘干、加工、研磨、抛光、涂层等。圆化刀具用于通过切屑形成加工的金属切削并且因此由合适的材料制成，诸如硬质合金、高速钢、金属陶瓷或陶瓷。毛坯可以具有不同的材料成分，例如其可以包括附加的组分诸如粘合剂并且结构和构成相可以在烧结中改变。

所述孔至少部分地延伸到所述刀柄部分中，优选地在所述毛坯的纵向中心轴线上延伸超过刀柄部分的一半长度，甚至更优选地延伸超过刀柄部分的75%。