用于制造切削刀片的方法和布置设备.pdf

上传人:32 文档编号:444524 上传时间:2018-02-16 格式:PDF 页数:19 大小:2.73MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201410233941.X

申请日:

2014.05.29

公开号:

CN104209519A

公开日:

2014.12.17

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):B22F 3/16申请日:20140529|||公开

IPC分类号:

B22F3/16; B22F5/00

主分类号:

B22F3/16

申请人:

山特维克知识产权股份有限公司

发明人:

亚尔马·斯塔夫

地址:

瑞典桑德维肯

优先权:

2013.05.30 EP 13169833.4

专利代理机构:

中原信达知识产权代理有限责任公司 11219

代理人:

蔡石蒙;车文

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明涉及用于制造切削刀片(1)的方法和布置设备,该切削刀片(1)具有在与主冲压方向不平行的方向上延伸的通孔(9),所述方法包括以下步骤:将第一冲头(13)和第二冲头(14)在模具腔(12)内沿第一冲压轴线(A)朝向彼此移动,以将围绕芯杆(15)的粉末压实成切削刀片坯体;其中在压实步骤的至少一部分期间,使所述芯杆(15)在围绕其纵向轴线(B)的交替方向上转动预定角度。

权利要求书

1.  一种通过使用冲压工具(20)制造具有通孔(9)的切削刀片(1)的方法,所述冲压工具(20)包括模具(11)、第一冲头(13)和第二冲头(14),以及芯杆(15),所述模具(11)具有沿着第一冲压轴线(A)延伸穿过所述模具(11)的模具腔(12),所述第一冲头(13)和第二冲头(14)能够朝向和远离彼此且沿着所述第一冲压轴线(A)移动,所述芯杆(15)布置成在与第一冲压轴线(A)不平行的方向上插入到所述模具腔(12)内,所述方法包括以下步骤:
将所述第一冲头(13)和第二冲头(14)移动到模具填充位置;
将所述芯杆(15)插入到所述模具腔(12)内;
用粉末填充所述模具腔(12);
将所述第一冲头(13)和第二冲头(14)在所述模具腔(12)内沿第一冲压轴线(A)朝向彼此移动,以将围绕所述芯杆(15)的粉末压实成切削刀片坯体;
将所述芯杆(15)和所述第一冲头(13)和第二冲头(14)移动到顶出位置,以允许从所述模具(11)移走所述切削刀片坯体;
烧结所述切削刀片坯体;
其特征在于,在压实步骤的至少一部分期间,使所述芯杆(15)在围绕其纵向轴线(B)的交替方向上转动预定角度。

2.
  根据权利要求1所述的方法,其中所述芯杆(15)围绕其纵向轴线(B)转动相同的预定角度。

3.
  根据权利要求1或2所述的方法,其中所述芯杆(15)围绕其纵向轴线(B)转动不同的预定角度。

4.
  根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述预定角度是≤180°,优选的是≤90°。

5.
  根据权利要求4所述的方法,其中所述预定角度是5°-40°,更优选的是10-30°,更优选的是5-20°,更优选的是10-20°。

6.
  根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中所述芯杆(15)在压实步骤的50–95%期间转动。

7.
  根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其中所述芯杆(15)布置成在与所述第一冲压轴线(A)垂直的方向上插入到所述模具腔(12)内。

8.
  根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其中所述芯杆(15)在所述压实步骤期间转动预定数量的次数。

9.
  根据权利要求8所述的方法,其中所述第一冲头(13)和第二冲头(14)的速度在所述压实步骤期间根据所述芯杆的转动的预定数量进行控制。

10.
  根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其中施加在相对的所述冲头(13、14)上的力(F)在所述压实步骤期间被测量并用于控制所述芯杆的转动角度和/或转动的数量。

11.
  一种用于制造具有通孔(9)的切削刀片(1)的布置设备(100),其中所述布置设备(100)包括:
冲压工具(20),所述冲压工具(20)包括模具(11)、第一冲头(13)和第二冲头(14),以及芯杆(15),所述模具(11)具有沿着第一冲压轴线(A)延伸穿过所述模具(11)的模具腔(12),所述第一冲头(13)和第二冲头(14)能够朝向和远离彼此且沿着所述第一冲压轴线(A)移动,所述芯杆(15)布置成在与所述第一冲压轴线(A)不平行的方向上插入到所述模具腔(12)内,
其特征在于,所述布置设备(100)还包括驱动装置(30),所述 驱动装置(30)布置用以使所述芯杆(15)在围绕其纵向轴线(B)的交替方向上转动预定角度。

12.
  根据权利要求11所述的布置设备,其中所述芯杆(15)具有圆形横截面。

13.
  根据权利要求11所述的布置设备,其中所述芯杆(15)具有非圆形横截面。

14.
  根据权利要求11-13中任一项所述的布置设备,其中所述芯杆(15)包括第一芯杆段(15a)和第二芯杆段(15b),所述第一芯杆段(15a)和第二芯杆段(15b)布置成从相反方向插入到所述模具腔(12)内,使得每一个芯杆段(15a、15b)的前部(18a、18b)在所述模具腔(12)内相互接触。

15.
  根据权利要求11-14中任一项所述的布置设备,包括用于烧结所述切削刀片坯体的烧结炉(60)。

说明书

用于制造切削刀片的方法和布置设备
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于制造切削刀片的方法。本发明还涉及根据权利要求11的前序部分的用于制造切削刀片的布置设备。
背景技术
切削刀片为通过铣削、钻削或车削或通过类似的切屑形成方法加工金属的金属切削刀具。通过粉末冶金方法从金属粉末(例如包括碳化钨和钴的混合物,比如硬质合金粉末)或者从陶瓷粉末(例如,包括氧化铝、氮化硅和碳化硅的混合物)生产切削刀片。切削刀片还可以由金属陶瓷(例如由包括碳化钛和镍的混合物)或其它材料(比如,例如cBN材料)制造。通过相对的第一冲头和第二冲头,粉末在模具腔中被压实成切削刀片坯体。压实之后,将切削刀片坯体从模具腔移走并使其经受烧结,以成为坚固的切削刀片。
典型地,切削刀片设置有通孔,可以通过该通孔来借助于螺钉或销将切削刀片附接到刀具保持器。
在制造某些类型的切削刀片(所谓的“切向刀片”或“横孔刀片”)中,通过芯杆形成通孔,所述芯杆在与主冲压方向不平行的方向上被插入到模具腔内。
制造切向刀片所涉及到的问题是:芯杆关于主冲压方向的不平行布置导致切向刀片坯体中的密度分布围绕通孔变化。当切削刀片坯体在烧结期间收缩时,不均匀的密度分布导致通孔变形。
过去为解决该问题已经进行了各种尝试。
WO2009/085002描述了使用被分成分开的阳型部分和阴型部分的芯杆来形成通孔的方法。在压实步骤期间,阳型芯杆部分和阴型芯杆部分被压到彼此中,以增加通孔周围的粉末的密度。尽管证明在一定程度上是成功的,但是WO2009/085002的方法留下了进一步改进通孔的尺寸精度的空间。WO2009/085002的方法还涉及使用复杂设计的芯杆和多轴冲压装备。
在US6986866B2中,使用具有非圆形横截面的芯杆形成通孔,以便补偿在烧结期间通孔的变形。然而,由于难以预测和匹配通孔的变形与芯杆的形状,所以US6986866B2的方法在烧结的切削刀片中并没有提供高尺寸精度的通孔。
因此,本发明的目的是提供允许制造具有改进的尺寸精度的通孔的切削刀片的方法。本发明另外的目的是提供制造具有改进的尺寸精度的通孔的切削刀片的简单且成本有效的方法。本发明还有的目的是提供允许制造具有高尺寸精度的通孔的切削刀片的布置设备。
发明内容
根据本发明第一方面,通过一种通过使用冲压工具制造具有通孔的切削刀片的方法来实现上述目的中的至少一个,所述冲压工具包括模具、第一冲头和第二冲头,以及芯杆,所述模具具有沿着第一冲压轴线延伸穿过所述模具的模具腔,所述第一冲头和第二冲头能够朝向和远离彼此且沿着所述第一冲压轴线移动,所述芯杆布置成在与第一冲压轴线不平行的方向上插入到所述模具腔内,所述方法包括以下步骤:
将第一冲头和第二冲头移动到模具填充位置;
将芯杆插入到模具腔内;
用粉末填充模具腔;
将第一冲头和第二冲头在模具腔内沿第一冲压轴线朝向彼此移动,以将围绕芯杆的粉末压实成切削刀片坯体;
将芯杆和第一冲头和第二冲头移动到顶出位置,以允许从模具移走切削刀片坯体;
烧结切削刀片坯体;
其特征在于,在压实步骤的至少一部分期间,使芯杆在围绕其纵向轴线的交替方向上转动预定角度。
通过在压实步骤期间使芯杆在围绕其纵向轴线的交替方向上转动,粉末的靠近芯杆的剪切力和重新分布引起在围绕切削刀片坯体中的通孔的粉末非常均匀的密度分布。当切削刀片坯体在烧结期间收缩时,低密度变化导致通孔的最小化的变形改变。
本发明方法的进一步优点是通过本发明方法产生的切削刀片与通过现有技术方法制造的切削刀片相比具有非常低的孔隙率。这导致具有较长的操作寿命的较坚固的切削刀片。
本发明还涉及一种用于制造具有通孔的切削刀片的布置设备,其中所述布置设备包括:
冲压工具,所述冲压工具包括模具、第一冲头和第二冲头,以及芯杆,所述模具具有沿着第一冲压轴线延伸穿过所述模具的模具腔,所述第一冲头和第二冲头能够朝向和远离彼此且沿着所述第一冲压轴线移动,所述芯杆布置成在与第一冲压轴线不平行的方向上插入到所述模具腔内,其特征在于,所述布置设备还包括驱动装置,所述驱动装置布置用以使所述芯杆在围绕其纵向轴线的交替方向上转动预定角度。
本发明的进一步的替代和实施例在从属权利要求和以下的详细说明中公开。
定义
“交替方向”指的是芯杆在围绕其纵向轴线的顺时针方向和逆时针方向或者在逆时针方向/顺时针方向上交替地转动。
“压实步骤”指的是在制造切削刀片期间的这样的时段,其中相对的冲头与粉末接触,冲头在模具腔内朝向彼此移动且模具腔内粉末的密度增加。“压实步骤”在相对的冲头与粉末处于未压实接触时开始。“压实步骤”在相对冲头已经在模具腔内朝向彼此移动到由切削刀片坯体的最终期望尺寸确定的位置时结束。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施例的用于制造切削刀片的布置设备的示意图。
图2a和2b是示出了根据本发明的替代实施例的芯杆的示意图。
图3a-3f是示出了根据本发明的用于制造切削刀片的方法的步骤的示意图。
图4是示出了在根据本发明方法制造切削刀片期间粉末的分布的示意图。
图5是示出了通过本发明方法制造的切削刀片的示意图。
具体实施方式
图1示出了用于执行本发明方法的布置设备100。该布置设备包括包含模具11的冲压工具20,模具11形成围绕模具腔12的周向壁17,模具腔12延伸穿过模具11。模具腔在两端是贯通的,即开放的。冲压工具20还包括第一冲头13和第二冲头14。冲头13和14彼此相对地布置且能够沿着第一冲压轴线A朝向且远离彼此移动,该第一冲压轴线A延伸穿过模具腔12的中心以及第一冲头13和第二冲头14的中心。冲头13和14布置成使得它们能够在模具腔12内朝向彼此移动以将粉末压实成切削刀片坯体。第一上部冲头13还布置成使得其能够远离模具腔12移动,以允许在模具腔中填充粉末或允许从模具腔移走切削刀 片坯体。第二下部冲头14还布置成使得其能够被推入模具腔12内,以将切削刀片坯体从模具腔顶出。还可能的是,第一冲头和/或第二冲头由两个或更多个同心布置的冲头(图1中未示出)组成,该冲头可沿着第一冲压轴线A独立地移动。还可能的是,冲压工具包括能够沿着第二冲压轴线(图1中未示出)移动的第三和第四冲头,该第二冲压轴线在与第一冲压轴线A不平行的方向上延伸。
冲压工具20还包括芯杆15,用于在压实期间在切削刀片坯体中形成通孔。
芯杆15布置成穿过开口16被插入到模具腔12内,开口16延伸穿过模具11的周向壁17。周向壁17中的开口16定位成使得芯杆15在与第一冲压轴线A不平行的方向上插入到模具腔中。开口16因此定位在周向壁17中,使得当芯杆15插入到开口16中时,延伸穿过芯杆15的中心(以及开口16的中心)的纵向轴线B与延伸穿过模具腔12的中心的第一冲压轴线A相交。在图1中,开口16布置成使得穿过芯杆15的中心的纵向轴线B与第一冲压轴线A垂直。然而,还可以将开口16布置成使得芯杆15的纵向轴线B以任何其它角度与第一冲压轴线A相交。
芯杆15可以具有圆形横截面,即圆形截面,或者非圆形横截面,即卵形或椭圆形横截面。
具有圆形截面的芯杆是有优势的,这是因为它们可以以低成本制造且关于本发明方法,产生可接受的尺寸精度的通孔。然而,在通孔的尺寸精度要求非常高的某些应用中,可能需要在切削刀片坯体中提供非圆形的通孔且因此具有非圆形横截面的芯杆可以在本发明方法中使用。在烧结期间,非圆形通孔通过由切削刀片坯体的收缩引起的变形变化而变形成圆形横截面。
根据本发明布置设备的替代方案,参见图2a和2b,芯杆15包括第一芯杆段15a和第二芯杆段15b,第一芯杆段15a和第二芯杆段15b从相反方向插入到模具腔12内,使得第一芯杆段15a和第二芯杆段15b的前部18a和18b在模具腔12中相互接触以形成连续的芯杆。第一芯杆段15a和第二芯杆段15b穿过模具11的周向壁17中的相应开口16a和16b被插入。这使得可以在切削刀片中形成非圆柱形的通孔。在图2a和图2b中,第一芯杆段15a和第二芯杆段15b适合于在切削刀片坯体中产生非圆柱形的通孔。
在图2a和图2b中,前部18a具有阳型构造且前部18b具有阴型构造,使得前部18a可以插入到前部18b中以形成连续的芯杆。然而,明显的是,芯杆段的前部可以具有其它构造。例如,前部18a和18b两者都可以具有阳型构造且在模具腔中相互接触以形成连续的芯杆(未示出)。
冲压工具20可以布置在市场上可买到的压机中,比如CA-SP160电压机,其可从Osterwalder AG公司购得。
根据本发明,布置设备100还包括用于使芯杆15在围绕其纵向轴线B的交替方向上转动的驱动装置30,参见图1。驱动装置可以例如是耦合到芯杆15的电动马达或液压致动器或气动致动器。也可以在驱动装置30和芯杆15之间布置齿轮系和控制器(未示出),以控制芯杆的移动。在操作中,驱动装置30在第一方向上(比如顺时针)将芯杆围绕其纵向轴线转动预定角度且随后在相反方向上(比如逆时针)转动。驱动装置30可以布置成在交替方向上重复地转动芯杆15。测量转动角度的传感器,比如旋转编码器,可以用于确保芯杆被转动预定角度。
布置设备100还可以包括烧结炉60,用于烧结在冲压工具20中所制造的切削刀片坯体。
接下来,将参考图3a至3f描述本发明方法。
本发明方法利用如上所述的包括冲压工具20和驱动装置30的布置设备100来执行。
在第一步骤中,参见图3a,将芯杆15以及第一和第二冲头13、14移动到模具填充位置,以使模具腔12填充有预定量的粉末。第一冲头13从而被移动离开模具腔12且第二冲头14在模具腔12内移动到处在用于芯杆15的开口16下方的位置。
在第二步骤中,参见图3b,将芯杆15穿过开口16插入到模具腔12内。在图3a-f中,芯杆15是一个单个的连续芯杆。然而,如上面参考图2a和图2b描述的,可能的是,芯杆包括从相反方向插入模具腔内的两个段。
在第三步骤中,参见图3b,例如通过所谓的“填充(filling shoe)”(未示出),将模具腔12填充期望量的粉末40。粉末具有适合于制造切削刀片的组分。例如,粉末包括硬颗粒(比如碳化钨)和粘结剂颗粒(比如钴)的混合物。粉末的量和类型取决于所要制造的切削刀片的类型。
在填充模具腔12之后,可以任选地在模具腔12内移动第二、下部冲头14以便围绕芯杆15均匀地分布粉末,参见图3c。为此目标,在模具腔的填充期间也可以执行第二冲头14的移动。
在第四步骤(压实步骤)中,将第一冲头和第二冲头在模具腔内沿主冲压轴线A朝向彼此移动,以便将粉末压实成切削刀片坯体。压实步骤在相对的冲头在模具腔中都与粉末处于非压实接触时开始且在冲头已经在模具腔内朝彼此移动到由所述的切削刀片坯体的最终尺寸 决定的位置时结束。
图3d示出了在压实步骤开始时,即第一冲头13和第二冲头14在模具腔12中与粉末40处于非压实接触时,第一冲头13和第二冲头14的位置。明显的是,在压实步骤之前,上部、第一冲头13从在模具腔上方的位置(参见图3c)移动到图3d中图示的位置。该移动和压实步骤可以作为一个连续行程执行。
图3e图示了在压实步骤期间的冲压工具20。第一、上部冲头13和第二、下部冲头14从而在模具腔12内朝彼此移动,以使粉末40围绕芯杆15压实。在压实步骤期间,施加在第一冲头和第二冲头上的力(F)可被测量并用于控制粉末的压实。
压实步骤在相对的冲头已在模具腔内朝彼此移动到由所述切削刀片坯体的最终尺寸确定的位置(图中未示出)时结束。
在完成压实步骤之后,参见图3f,芯杆15以及第一冲头和第二冲头13、14移动到顶出位置,以允许从模具腔移走切削刀片坯体。从而,芯杆15穿过在模具11的壁17中的开口16从模具腔缩回。第二、下部冲头14进一步移动到模具腔12内并由此将切削刀片坯体50推出模具腔12且同时第一、上部冲头13被移出和远离模具腔12。
随后,在烧结步骤中将切削刀片坯体烧结成切削刀片。通过将切削刀片坯体放置在被加热到粘结剂颗粒熔点之上但是低于硬颗粒的熔点的预定温度的烧结炉中来执行烧结。根据粘结剂材料的类型,预定温度通常是1250℃-1950℃。在该过程期间,切削刀片的体积通常由于粘结剂颗粒熔化且孔隙率降低而减少35-55%。随后,可使烧结的切削刀片经受后处理,比如研磨和涂层。
根据本发明,在压实步骤的至少一部分期间,芯杆15在围绕其纵向轴 线的交替方向被转动预定角度。更详细地,芯杆15从而在围绕其纵向轴线B的第一方向(例如,顺时针方向)首先转动预定角度。然后,在围绕其纵向轴线B的相反方向(即,逆时针方向)转动预定角度。图3e通过箭头70示意性地示出了在围绕其纵向轴线B的交替方向上转动芯杆15。
明显的是,芯杆15的转动可以在顺时针或逆时针方向上开始。还明显的是,芯杆15可以在每一次其转动时被转动相同或不同的角度。例如,可以首先使芯杆15在顺时针方向转动30°。然后,可以使芯杆15在逆时针方向转动30°,此后,在顺时针方向转动30°且之后在逆时针方向转动30°,诸如此类。或者,根据第二示例,可以使芯杆15首先在顺时针方向转动10°。然后,可以使芯杆15在逆时针方向转动20°,此后在顺时针方向转动15°,然后在逆时针方向转动40°,诸如此类。
认为芯杆在压实步骤期间的转动导致在切削刀片坯体中的通孔周围粉末非常均匀的分布。这将在下面参考图4解释。
图4示意性地示出了在压实步骤期间模具工具的一部分的放大前视图。粉末40围绕芯杆15分布并在第一和第二冲头13、14之间压实。由于第一和第二冲头13、14的轴向对准以及芯杆15在模具腔中的位置,粉末将在切削刀片坯体的不同段中被压实到不同的密度。图4示意性地示出了切削刀片坯体的中心段(i)、外周段(ii)和中间段(iii)。在图4中,各个段用虚线示意性地表示,但是应理解,在切削刀片坯体中的密度分布实际上更复杂。最高密度在中心段(i)中实现,这是因为在冲头和芯杆之间的距离是较短的。最低密度在中间段(iii)中实现,这是由于第一冲头和第二冲头之间的距离较长。
当芯杆15在粉末压实期间围绕其纵向轴线交替地转动时,芯杆和周围的粉末之间的摩擦造成靠近芯杆的区域(R)中的粉末进行剪切。不受理论束缚,认为粉末的剪切平衡了围绕芯杆的区域中粉末密度上的差异。这背后的确切机理不是完全已知的,但是认为其至少某种程 度上可能是由于粉末从切削刀片坯体的中心段到其外周段和中间段的重新分布(参见图4中的箭头)所致。
总体效果是围绕切削刀片坯体中的通孔的非常均匀的密度分布,这又导致在切削刀片坯体在烧结期间收缩时通孔变形最小。
另一积极效果是切削刀片坯体中密度的均衡导致切削刀片坯体中的孔隙率总体减小。该效果在切削刀片坯体的中间段(iii)中尤其明显。
为了平衡围绕切削刀片坯体的通孔的密度,必须将芯杆转动大于0°的角度。在切削刀片坯体的中间段和外周段中粉末的密度随着转动角度的增加而增加,且因此大的角度是优选的。然而,预定角度不应超过180°,这是因为这将造成不对称的密度分布。
优选地,预定角度应是90°或更小。认为由此通过粉末从切削刀片坯体的密实的中心段(i)到不太密实的中间段(iii)的重新分布实现了围绕通孔的均匀的密度分布。
进一步认为,大的转动角度促进裂纹形成且因此转动角度应是较小的。优选地,预定角度是5-40°,更优选的是10-30°,更优选的是5-20°,更优选的是10-20°。认为由此围绕芯杆实现了最佳的粉末剪切和良好的粉末重新分布。这最小化在切削刀片坯体中形成裂纹的危险。
芯杆的转动可以在压实步骤最开始时或在将第一冲头从模具腔上方的位置降低期间或之前开始。芯杆的转动也可以在压实步骤开始之后开始。然而,在压实步骤期间,切削刀片坯体的总体密度增加,且当密度较高时,芯杆的转动可能会在切削刀片坯体中造成裂纹。另一方面,认为在压实步骤结束时芯杆的转动导致围绕通孔的密度的更有效的平衡。这被认为是由因在压实步骤结束时芯杆和粉末之间的高摩擦引起的较高的剪切速率和/增加的粉末重新分布造成的。
考虑到上面,优选的是,在压实步骤开始时比如其首先的75%或50%或35%,使芯杆以大的角度比如30–180°转动,且在压实步骤结束时比如其最后的10%或15%或25%或35%,使芯杆以较小的角度比如5-40°转动。
然而,由于形成裂纹的危险,芯杆应仅在压实步骤的第一部分期间转动且在最后部分期间保持不动。例如,芯杆在压实步骤的开始90–95%(即,其0–95%或0-90%)期间转动且在压实步骤的最后5-10%期间保持不动。优选地,在压实步骤的首先75%期间,更优选地在压实步骤的首先50%期间执行转动,且在压实步骤的最后25%期间,更优选地在其最后50%期间保持不动。
例如,芯杆可以在压实步骤的首先50%时转动≤90°的角度,以及在压实步骤的50%至85%时转动≤45°的角度,且在压实步骤的85%-95%转动≤5–10°的角度。在压实步骤的最后5–15%期间,芯杆不动。
当然,仅在压实步骤的结束时段期间,比如其50%-95%期间,能够转动芯杆。这被认为在切削刀片坯体中产生粉末的有效重新分布。
也能够在压实步骤开始时以较大的角度比如180°转动芯杆,且在压实步骤结束时逐渐将转动角度减小到0°。
芯杆在压实步骤期间转动的次数的量是重要的,这是因为认为粉末围绕芯杆的重新分布随转动频率增加而增加。然而,太过频繁的转动可在切削刀片坯体中造成裂纹。优选地,因此在压实步骤期间芯杆转动20–100次,更优选的是转动30–70,甚至更优选的是转动40–60次。
压实步骤是短的且通常持续仅0.3-1秒。为了使芯杆能够转动足够 量的次数,因此必需控制在压实步骤期间相对的冲头的速度。例如,这可以通过降低冲头的速度或通过在压实步骤期间一次或多次停止冲头的移动来实现。为避免太长的压实步骤产生较低的生产率,转动频率应保持是较低的,比如30-70转。
一转指的着芯杆在顺时针方向或逆时针方向上转动预定角度。
应理解,裂纹的风险和切削刀片的密度分布取决于所使用的粉末类型和刀片的设计。因而,上述条件必须在每一个单独的情形中进行确定。
图5示意性地示出了由本发明方法制造的切向切削刀片1的一个示例。切削刀片是横孔切削刀片,即,其具有贯穿的横孔9。切削刀片具有上侧前刀面和下侧前刀面2和3,它们各自包括周向切削刃4。在每一个前刀面的中心,形成了用于断屑的切屑面10。在图5中,仅上侧前刀面2是可见的,然而,上侧前刀面和下侧前刀面是相同的。在制造期间,前刀面2和3通过上冲头和下冲头形成。切削刀片1还包括在上侧前刀面和下侧前刀面2和3之间延伸的相对的前表面5和6以及相对的侧表面7和8。在制造期间,前表面和侧表面通过模具腔12的壁形成。用于将切削刀片夹紧到刀具保持器(未示出)的横孔9在前刀面2和3之间轴向地延伸并穿过相对的前表面5和6。因此,横孔9在刀片的制造期间不平行于冲压方向,而比如垂直于冲压方向延伸。
尽管详细公开了特定实施例,但是这仅为图示目的作出且不是限制性的。特别是,设想到的是,在所附权利要求书的范围内可以作出各种替代、改变和修改。
例如,在压实步骤期间,由相对的冲头施加的力F可以被测量且用于控制芯杆15转动的角度和频率(参见图3e)。施加的力F对应于 切削刀片坯体的总体密度,且因此也对应于芯杆和粉末之间的摩擦并因而适合于用于最优化芯杆转动的角度和频率以避免裂纹形成。
还可以测量施加在芯杆上的扭矩并使用该值来控制芯杆的转动角度和转动频率。

用于制造切削刀片的方法和布置设备.pdf_第1页
第1页 / 共19页
用于制造切削刀片的方法和布置设备.pdf_第2页
第2页 / 共19页
用于制造切削刀片的方法和布置设备.pdf_第3页
第3页 / 共19页
点击查看更多>>
资源描述

《用于制造切削刀片的方法和布置设备.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《用于制造切削刀片的方法和布置设备.pdf(19页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN104209519A43申请公布日20141217CN104209519A21申请号201410233941X22申请日2014052913169833420130530EPB22F3/16200601B22F5/0020060171申请人山特维克知识产权股份有限公司地址瑞典桑德维肯72发明人亚尔马斯塔夫74专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人蔡石蒙车文54发明名称用于制造切削刀片的方法和布置设备57摘要本发明涉及用于制造切削刀片1的方法和布置设备,该切削刀片1具有在与主冲压方向不平行的方向上延伸的通孔9,所述方法包括以下步骤将第一冲头13和第二冲头1。

2、4在模具腔12内沿第一冲压轴线A朝向彼此移动,以将围绕芯杆15的粉末压实成切削刀片坯体;其中在压实步骤的至少一部分期间,使所述芯杆15在围绕其纵向轴线B的交替方向上转动预定角度。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书7页附图9页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图9页10申请公布号CN104209519ACN104209519A1/2页21一种通过使用冲压工具20制造具有通孔9的切削刀片1的方法,所述冲压工具20包括模具11、第一冲头13和第二冲头14,以及芯杆15,所述模具11具有沿着第一冲压轴线A延伸穿过所述模具11的模具腔12,所述第一冲。

3、头13和第二冲头14能够朝向和远离彼此且沿着所述第一冲压轴线A移动,所述芯杆15布置成在与第一冲压轴线A不平行的方向上插入到所述模具腔12内,所述方法包括以下步骤将所述第一冲头13和第二冲头14移动到模具填充位置;将所述芯杆15插入到所述模具腔12内;用粉末填充所述模具腔12;将所述第一冲头13和第二冲头14在所述模具腔12内沿第一冲压轴线A朝向彼此移动,以将围绕所述芯杆15的粉末压实成切削刀片坯体;将所述芯杆15和所述第一冲头13和第二冲头14移动到顶出位置,以允许从所述模具11移走所述切削刀片坯体;烧结所述切削刀片坯体;其特征在于,在压实步骤的至少一部分期间,使所述芯杆15在围绕其纵向轴线。

4、B的交替方向上转动预定角度。2根据权利要求1所述的方法,其中所述芯杆15围绕其纵向轴线B转动相同的预定角度。3根据权利要求1或2所述的方法,其中所述芯杆15围绕其纵向轴线B转动不同的预定角度。4根据权利要求13中任一项所述的方法,其中所述预定角度是180,优选的是90。5根据权利要求4所述的方法,其中所述预定角度是540,更优选的是1030,更优选的是520,更优选的是1020。6根据权利要求15中任一项所述的方法,其中所述芯杆15在压实步骤的5095期间转动。7根据权利要求16中任一项所述的方法,其中所述芯杆15布置成在与所述第一冲压轴线A垂直的方向上插入到所述模具腔12内。8根据权利要求1。

5、7中任一项所述的方法,其中所述芯杆15在所述压实步骤期间转动预定数量的次数。9根据权利要求8所述的方法,其中所述第一冲头13和第二冲头14的速度在所述压实步骤期间根据所述芯杆的转动的预定数量进行控制。10根据权利要求19中任一项所述的方法,其中施加在相对的所述冲头13、14上的力F在所述压实步骤期间被测量并用于控制所述芯杆的转动角度和/或转动的数量。11一种用于制造具有通孔9的切削刀片1的布置设备100,其中所述布置设备100包括冲压工具20,所述冲压工具20包括模具11、第一冲头13和第二冲头14,以及芯杆15,所述模具11具有沿着第一冲压轴线A延伸穿过所述模具11的模具腔12,所述第一冲头。

6、13和第二冲头14能够朝向和远离彼此且沿着所述第一冲压轴线权利要求书CN104209519A2/2页3A移动,所述芯杆15布置成在与所述第一冲压轴线A不平行的方向上插入到所述模具腔12内,其特征在于,所述布置设备100还包括驱动装置30,所述驱动装置30布置用以使所述芯杆15在围绕其纵向轴线B的交替方向上转动预定角度。12根据权利要求11所述的布置设备,其中所述芯杆15具有圆形横截面。13根据权利要求11所述的布置设备,其中所述芯杆15具有非圆形横截面。14根据权利要求1113中任一项所述的布置设备,其中所述芯杆15包括第一芯杆段15A和第二芯杆段15B,所述第一芯杆段15A和第二芯杆段15B。

7、布置成从相反方向插入到所述模具腔12内,使得每一个芯杆段15A、15B的前部18A、18B在所述模具腔12内相互接触。15根据权利要求1114中任一项所述的布置设备,包括用于烧结所述切削刀片坯体的烧结炉60。权利要求书CN104209519A1/7页4用于制造切削刀片的方法和布置设备技术领域0001本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于制造切削刀片的方法。本发明还涉及根据权利要求11的前序部分的用于制造切削刀片的布置设备。背景技术0002切削刀片为通过铣削、钻削或车削或通过类似的切屑形成方法加工金属的金属切削刀具。通过粉末冶金方法从金属粉末例如包括碳化钨和钴的混合物,比如硬质合金粉末或者从陶。

8、瓷粉末例如,包括氧化铝、氮化硅和碳化硅的混合物生产切削刀片。切削刀片还可以由金属陶瓷例如由包括碳化钛和镍的混合物或其它材料比如,例如CBN材料制造。通过相对的第一冲头和第二冲头,粉末在模具腔中被压实成切削刀片坯体。压实之后,将切削刀片坯体从模具腔移走并使其经受烧结,以成为坚固的切削刀片。0003典型地,切削刀片设置有通孔,可以通过该通孔来借助于螺钉或销将切削刀片附接到刀具保持器。0004在制造某些类型的切削刀片所谓的“切向刀片”或“横孔刀片”中,通过芯杆形成通孔,所述芯杆在与主冲压方向不平行的方向上被插入到模具腔内。0005制造切向刀片所涉及到的问题是芯杆关于主冲压方向的不平行布置导致切向刀片。

9、坯体中的密度分布围绕通孔变化。当切削刀片坯体在烧结期间收缩时,不均匀的密度分布导致通孔变形。0006过去为解决该问题已经进行了各种尝试。0007WO2009/085002描述了使用被分成分开的阳型部分和阴型部分的芯杆来形成通孔的方法。在压实步骤期间,阳型芯杆部分和阴型芯杆部分被压到彼此中,以增加通孔周围的粉末的密度。尽管证明在一定程度上是成功的,但是WO2009/085002的方法留下了进一步改进通孔的尺寸精度的空间。WO2009/085002的方法还涉及使用复杂设计的芯杆和多轴冲压装备。0008在US6986866B2中,使用具有非圆形横截面的芯杆形成通孔,以便补偿在烧结期间通孔的变形。然而。

10、,由于难以预测和匹配通孔的变形与芯杆的形状,所以US6986866B2的方法在烧结的切削刀片中并没有提供高尺寸精度的通孔。0009因此,本发明的目的是提供允许制造具有改进的尺寸精度的通孔的切削刀片的方法。本发明另外的目的是提供制造具有改进的尺寸精度的通孔的切削刀片的简单且成本有效的方法。本发明还有的目的是提供允许制造具有高尺寸精度的通孔的切削刀片的布置设备。发明内容0010根据本发明第一方面,通过一种通过使用冲压工具制造具有通孔的切削刀片的方法来实现上述目的中的至少一个,所述冲压工具包括模具、第一冲头和第二冲头,以及芯杆,所述模具具有沿着第一冲压轴线延伸穿过所述模具的模具腔,所述第一冲头和第二。

11、冲说明书CN104209519A2/7页5头能够朝向和远离彼此且沿着所述第一冲压轴线移动,所述芯杆布置成在与第一冲压轴线不平行的方向上插入到所述模具腔内,所述方法包括以下步骤0011将第一冲头和第二冲头移动到模具填充位置;0012将芯杆插入到模具腔内;0013用粉末填充模具腔;0014将第一冲头和第二冲头在模具腔内沿第一冲压轴线朝向彼此移动,以将围绕芯杆的粉末压实成切削刀片坯体;0015将芯杆和第一冲头和第二冲头移动到顶出位置,以允许从模具移走切削刀片坯体;0016烧结切削刀片坯体;0017其特征在于,在压实步骤的至少一部分期间,使芯杆在围绕其纵向轴线的交替方向上转动预定角度。0018通过在压。

12、实步骤期间使芯杆在围绕其纵向轴线的交替方向上转动,粉末的靠近芯杆的剪切力和重新分布引起在围绕切削刀片坯体中的通孔的粉末非常均匀的密度分布。当切削刀片坯体在烧结期间收缩时,低密度变化导致通孔的最小化的变形改变。0019本发明方法的进一步优点是通过本发明方法产生的切削刀片与通过现有技术方法制造的切削刀片相比具有非常低的孔隙率。这导致具有较长的操作寿命的较坚固的切削刀片。0020本发明还涉及一种用于制造具有通孔的切削刀片的布置设备,其中所述布置设备包括0021冲压工具,所述冲压工具包括模具、第一冲头和第二冲头,以及芯杆,所述模具具有沿着第一冲压轴线延伸穿过所述模具的模具腔,所述第一冲头和第二冲头能够。

13、朝向和远离彼此且沿着所述第一冲压轴线移动,所述芯杆布置成在与第一冲压轴线不平行的方向上插入到所述模具腔内,其特征在于,所述布置设备还包括驱动装置,所述驱动装置布置用以使所述芯杆在围绕其纵向轴线的交替方向上转动预定角度。0022本发明的进一步的替代和实施例在从属权利要求和以下的详细说明中公开。0023定义0024“交替方向”指的是芯杆在围绕其纵向轴线的顺时针方向和逆时针方向或者在逆时针方向/顺时针方向上交替地转动。0025“压实步骤”指的是在制造切削刀片期间的这样的时段,其中相对的冲头与粉末接触,冲头在模具腔内朝向彼此移动且模具腔内粉末的密度增加。“压实步骤”在相对的冲头与粉末处于未压实接触时开。

14、始。“压实步骤”在相对冲头已经在模具腔内朝向彼此移动到由切削刀片坯体的最终期望尺寸确定的位置时结束。附图说明0026图1是示出了根据本发明第一实施例的用于制造切削刀片的布置设备的示意图。0027图2A和2B是示出了根据本发明的替代实施例的芯杆的示意图。0028图3A3F是示出了根据本发明的用于制造切削刀片的方法的步骤的示意图。0029图4是示出了在根据本发明方法制造切削刀片期间粉末的分布的示意图。说明书CN104209519A3/7页60030图5是示出了通过本发明方法制造的切削刀片的示意图。具体实施方式0031图1示出了用于执行本发明方法的布置设备100。该布置设备包括包含模具11的冲压工具。

15、20,模具11形成围绕模具腔12的周向壁17,模具腔12延伸穿过模具11。模具腔在两端是贯通的,即开放的。冲压工具20还包括第一冲头13和第二冲头14。冲头13和14彼此相对地布置且能够沿着第一冲压轴线A朝向且远离彼此移动,该第一冲压轴线A延伸穿过模具腔12的中心以及第一冲头13和第二冲头14的中心。冲头13和14布置成使得它们能够在模具腔12内朝向彼此移动以将粉末压实成切削刀片坯体。第一上部冲头13还布置成使得其能够远离模具腔12移动,以允许在模具腔中填充粉末或允许从模具腔移走切削刀片坯体。第二下部冲头14还布置成使得其能够被推入模具腔12内,以将切削刀片坯体从模具腔顶出。还可能的是,第一冲。

16、头和/或第二冲头由两个或更多个同心布置的冲头图1中未示出组成,该冲头可沿着第一冲压轴线A独立地移动。还可能的是,冲压工具包括能够沿着第二冲压轴线图1中未示出移动的第三和第四冲头,该第二冲压轴线在与第一冲压轴线A不平行的方向上延伸。0032冲压工具20还包括芯杆15,用于在压实期间在切削刀片坯体中形成通孔。0033芯杆15布置成穿过开口16被插入到模具腔12内,开口16延伸穿过模具11的周向壁17。周向壁17中的开口16定位成使得芯杆15在与第一冲压轴线A不平行的方向上插入到模具腔中。开口16因此定位在周向壁17中,使得当芯杆15插入到开口16中时,延伸穿过芯杆15的中心以及开口16的中心的纵向。

17、轴线B与延伸穿过模具腔12的中心的第一冲压轴线A相交。在图1中,开口16布置成使得穿过芯杆15的中心的纵向轴线B与第一冲压轴线A垂直。然而,还可以将开口16布置成使得芯杆15的纵向轴线B以任何其它角度与第一冲压轴线A相交。0034芯杆15可以具有圆形横截面,即圆形截面,或者非圆形横截面,即卵形或椭圆形横截面。0035具有圆形截面的芯杆是有优势的,这是因为它们可以以低成本制造且关于本发明方法,产生可接受的尺寸精度的通孔。然而,在通孔的尺寸精度要求非常高的某些应用中,可能需要在切削刀片坯体中提供非圆形的通孔且因此具有非圆形横截面的芯杆可以在本发明方法中使用。在烧结期间,非圆形通孔通过由切削刀片坯体。

18、的收缩引起的变形变化而变形成圆形横截面。0036根据本发明布置设备的替代方案,参见图2A和2B,芯杆15包括第一芯杆段15A和第二芯杆段15B,第一芯杆段15A和第二芯杆段15B从相反方向插入到模具腔12内,使得第一芯杆段15A和第二芯杆段15B的前部18A和18B在模具腔12中相互接触以形成连续的芯杆。第一芯杆段15A和第二芯杆段15B穿过模具11的周向壁17中的相应开口16A和16B被插入。这使得可以在切削刀片中形成非圆柱形的通孔。在图2A和图2B中,第一芯杆段15A和第二芯杆段15B适合于在切削刀片坯体中产生非圆柱形的通孔。0037在图2A和图2B中,前部18A具有阳型构造且前部18B具。

19、有阴型构造,使得前部18A可以插入到前部18B中以形成连续的芯杆。然而,明显的是,芯杆段的前部可以具有其它构造。例如,前部18A和18B两者都可以具有阳型构造且在模具腔中相互接触以形成连说明书CN104209519A4/7页7续的芯杆未示出。0038冲压工具20可以布置在市场上可买到的压机中,比如CASP160电压机,其可从OSTERWALDERAG公司购得。0039根据本发明,布置设备100还包括用于使芯杆15在围绕其纵向轴线B的交替方向上转动的驱动装置30,参见图1。驱动装置可以例如是耦合到芯杆15的电动马达或液压致动器或气动致动器。也可以在驱动装置30和芯杆15之间布置齿轮系和控制器未示。

20、出,以控制芯杆的移动。在操作中,驱动装置30在第一方向上比如顺时针将芯杆围绕其纵向轴线转动预定角度且随后在相反方向上比如逆时针转动。驱动装置30可以布置成在交替方向上重复地转动芯杆15。测量转动角度的传感器,比如旋转编码器,可以用于确保芯杆被转动预定角度。0040布置设备100还可以包括烧结炉60,用于烧结在冲压工具20中所制造的切削刀片坯体。0041接下来,将参考图3A至3F描述本发明方法。0042本发明方法利用如上所述的包括冲压工具20和驱动装置30的布置设备100来执行。0043在第一步骤中,参见图3A,将芯杆15以及第一和第二冲头13、14移动到模具填充位置,以使模具腔12填充有预定量。

21、的粉末。第一冲头13从而被移动离开模具腔12且第二冲头14在模具腔12内移动到处在用于芯杆15的开口16下方的位置。0044在第二步骤中,参见图3B,将芯杆15穿过开口16插入到模具腔12内。在图3AF中,芯杆15是一个单个的连续芯杆。然而,如上面参考图2A和图2B描述的,可能的是,芯杆包括从相反方向插入模具腔内的两个段。0045在第三步骤中,参见图3B,例如通过所谓的“填充LLINGSHOE”未示出,将模具腔12填充期望量的粉末40。粉末具有适合于制造切削刀片的组分。例如,粉末包括硬颗粒比如碳化钨和粘结剂颗粒比如钴的混合物。粉末的量和类型取决于所要制造的切削刀片的类型。0046在填充模具腔1。

22、2之后,可以任选地在模具腔12内移动第二、下部冲头14以便围绕芯杆15均匀地分布粉末,参见图3C。为此目标,在模具腔的填充期间也可以执行第二冲头14的移动。0047在第四步骤压实步骤中,将第一冲头和第二冲头在模具腔内沿主冲压轴线A朝向彼此移动,以便将粉末压实成切削刀片坯体。压实步骤在相对的冲头在模具腔中都与粉末处于非压实接触时开始且在冲头已经在模具腔内朝彼此移动到由所述的切削刀片坯体的最终尺寸决定的位置时结束。0048图3D示出了在压实步骤开始时,即第一冲头13和第二冲头14在模具腔12中与粉末40处于非压实接触时,第一冲头13和第二冲头14的位置。明显的是,在压实步骤之前,上部、第一冲头13。

23、从在模具腔上方的位置参见图3C移动到图3D中图示的位置。该移动和压实步骤可以作为一个连续行程执行。0049图3E图示了在压实步骤期间的冲压工具20。第一、上部冲头13和第二、下部冲头14从而在模具腔12内朝彼此移动,以使粉末40围绕芯杆15压实。在压实步骤期间,施加在第一冲头和第二冲头上的力F可被测量并用于控制粉末的压实。说明书CN104209519A5/7页80050压实步骤在相对的冲头已在模具腔内朝彼此移动到由所述切削刀片坯体的最终尺寸确定的位置图中未示出时结束。0051在完成压实步骤之后,参见图3F,芯杆15以及第一冲头和第二冲头13、14移动到顶出位置,以允许从模具腔移走切削刀片坯体。。

24、从而,芯杆15穿过在模具11的壁17中的开口16从模具腔缩回。第二、下部冲头14进一步移动到模具腔12内并由此将切削刀片坯体50推出模具腔12且同时第一、上部冲头13被移出和远离模具腔12。0052随后,在烧结步骤中将切削刀片坯体烧结成切削刀片。通过将切削刀片坯体放置在被加热到粘结剂颗粒熔点之上但是低于硬颗粒的熔点的预定温度的烧结炉中来执行烧结。根据粘结剂材料的类型,预定温度通常是12501950。在该过程期间,切削刀片的体积通常由于粘结剂颗粒熔化且孔隙率降低而减少3555。随后,可使烧结的切削刀片经受后处理,比如研磨和涂层。0053根据本发明,在压实步骤的至少一部分期间,芯杆15在围绕其纵向。

25、轴线的交替方向被转动预定角度。更详细地,芯杆15从而在围绕其纵向轴线B的第一方向例如,顺时针方向首先转动预定角度。然后,在围绕其纵向轴线B的相反方向即,逆时针方向转动预定角度。图3E通过箭头70示意性地示出了在围绕其纵向轴线B的交替方向上转动芯杆15。0054明显的是,芯杆15的转动可以在顺时针或逆时针方向上开始。还明显的是,芯杆15可以在每一次其转动时被转动相同或不同的角度。例如,可以首先使芯杆15在顺时针方向转动30。然后,可以使芯杆15在逆时针方向转动30,此后,在顺时针方向转动30且之后在逆时针方向转动30,诸如此类。或者,根据第二示例,可以使芯杆15首先在顺时针方向转动10。然后,可。

26、以使芯杆15在逆时针方向转动20,此后在顺时针方向转动15,然后在逆时针方向转动40,诸如此类。0055认为芯杆在压实步骤期间的转动导致在切削刀片坯体中的通孔周围粉末非常均匀的分布。这将在下面参考图4解释。0056图4示意性地示出了在压实步骤期间模具工具的一部分的放大前视图。粉末40围绕芯杆15分布并在第一和第二冲头13、14之间压实。由于第一和第二冲头13、14的轴向对准以及芯杆15在模具腔中的位置,粉末将在切削刀片坯体的不同段中被压实到不同的密度。图4示意性地示出了切削刀片坯体的中心段I、外周段II和中间段III。在图4中,各个段用虚线示意性地表示,但是应理解,在切削刀片坯体中的密度分布实。

27、际上更复杂。最高密度在中心段I中实现,这是因为在冲头和芯杆之间的距离是较短的。最低密度在中间段III中实现,这是由于第一冲头和第二冲头之间的距离较长。0057当芯杆15在粉末压实期间围绕其纵向轴线交替地转动时,芯杆和周围的粉末之间的摩擦造成靠近芯杆的区域R中的粉末进行剪切。不受理论束缚,认为粉末的剪切平衡了围绕芯杆的区域中粉末密度上的差异。这背后的确切机理不是完全已知的,但是认为其至少某种程度上可能是由于粉末从切削刀片坯体的中心段到其外周段和中间段的重新分布参见图4中的箭头所致。0058总体效果是围绕切削刀片坯体中的通孔的非常均匀的密度分布,这又导致在切削刀片坯体在烧结期间收缩时通孔变形最小。。

28、0059另一积极效果是切削刀片坯体中密度的均衡导致切削刀片坯体中的孔隙率总体说明书CN104209519A6/7页9减小。该效果在切削刀片坯体的中间段III中尤其明显。0060为了平衡围绕切削刀片坯体的通孔的密度,必须将芯杆转动大于0的角度。在切削刀片坯体的中间段和外周段中粉末的密度随着转动角度的增加而增加,且因此大的角度是优选的。然而,预定角度不应超过180,这是因为这将造成不对称的密度分布。0061优选地,预定角度应是90或更小。认为由此通过粉末从切削刀片坯体的密实的中心段I到不太密实的中间段III的重新分布实现了围绕通孔的均匀的密度分布。0062进一步认为,大的转动角度促进裂纹形成且因此。

29、转动角度应是较小的。优选地,预定角度是540,更优选的是1030,更优选的是520,更优选的是1020。认为由此围绕芯杆实现了最佳的粉末剪切和良好的粉末重新分布。这最小化在切削刀片坯体中形成裂纹的危险。0063芯杆的转动可以在压实步骤最开始时或在将第一冲头从模具腔上方的位置降低期间或之前开始。芯杆的转动也可以在压实步骤开始之后开始。然而,在压实步骤期间,切削刀片坯体的总体密度增加,且当密度较高时,芯杆的转动可能会在切削刀片坯体中造成裂纹。另一方面,认为在压实步骤结束时芯杆的转动导致围绕通孔的密度的更有效的平衡。这被认为是由因在压实步骤结束时芯杆和粉末之间的高摩擦引起的较高的剪切速率和/增加的粉。

30、末重新分布造成的。0064考虑到上面,优选的是,在压实步骤开始时比如其首先的75或50或35,使芯杆以大的角度比如30180转动,且在压实步骤结束时比如其最后的10或15或25或35,使芯杆以较小的角度比如540转动。0065然而,由于形成裂纹的危险,芯杆应仅在压实步骤的第一部分期间转动且在最后部分期间保持不动。例如,芯杆在压实步骤的开始9095即,其095或090期间转动且在压实步骤的最后510期间保持不动。优选地,在压实步骤的首先75期间,更优选地在压实步骤的首先50期间执行转动,且在压实步骤的最后25期间,更优选地在其最后50期间保持不动。0066例如,芯杆可以在压实步骤的首先50时转动。

31、90的角度,以及在压实步骤的50至85时转动45的角度,且在压实步骤的8595转动510的角度。在压实步骤的最后515期间,芯杆不动。0067当然,仅在压实步骤的结束时段期间,比如其5095期间,能够转动芯杆。这被认为在切削刀片坯体中产生粉末的有效重新分布。0068也能够在压实步骤开始时以较大的角度比如180转动芯杆,且在压实步骤结束时逐渐将转动角度减小到0。0069芯杆在压实步骤期间转动的次数的量是重要的,这是因为认为粉末围绕芯杆的重新分布随转动频率增加而增加。然而,太过频繁的转动可在切削刀片坯体中造成裂纹。优选地,因此在压实步骤期间芯杆转动20100次,更优选的是转动3070,甚至更优选的。

32、是转动4060次。0070压实步骤是短的且通常持续仅031秒。为了使芯杆能够转动足够量的次数,因此必需控制在压实步骤期间相对的冲头的速度。例如,这可以通过降低冲头的速度或通过在压实步骤期间一次或多次停止冲头的移动来实现。为避免太长的压实步骤产生较低的生产率,转动频率应保持是较低的,比如3070转。说明书CN104209519A7/7页100071一转指的着芯杆在顺时针方向或逆时针方向上转动预定角度。0072应理解,裂纹的风险和切削刀片的密度分布取决于所使用的粉末类型和刀片的设计。因而,上述条件必须在每一个单独的情形中进行确定。0073图5示意性地示出了由本发明方法制造的切向切削刀片1的一个示例。

33、。切削刀片是横孔切削刀片,即,其具有贯穿的横孔9。切削刀片具有上侧前刀面和下侧前刀面2和3,它们各自包括周向切削刃4。在每一个前刀面的中心,形成了用于断屑的切屑面10。在图5中,仅上侧前刀面2是可见的,然而,上侧前刀面和下侧前刀面是相同的。在制造期间,前刀面2和3通过上冲头和下冲头形成。切削刀片1还包括在上侧前刀面和下侧前刀面2和3之间延伸的相对的前表面5和6以及相对的侧表面7和8。在制造期间,前表面和侧表面通过模具腔12的壁形成。用于将切削刀片夹紧到刀具保持器未示出的横孔9在前刀面2和3之间轴向地延伸并穿过相对的前表面5和6。因此,横孔9在刀片的制造期间不平行于冲压方向,而比如垂直于冲压方向。

34、延伸。0074尽管详细公开了特定实施例,但是这仅为图示目的作出且不是限制性的。特别是,设想到的是,在所附权利要求书的范围内可以作出各种替代、改变和修改。0075例如,在压实步骤期间,由相对的冲头施加的力F可以被测量且用于控制芯杆15转动的角度和频率参见图3E。施加的力F对应于切削刀片坯体的总体密度,且因此也对应于芯杆和粉末之间的摩擦并因而适合于用于最优化芯杆转动的角度和频率以避免裂纹形成。0076还可以测量施加在芯杆上的扭矩并使用该值来控制芯杆的转动角度和转动频率。说明书CN104209519A101/9页11图1图2A说明书附图CN104209519A112/9页12图2B图3A说明书附图CN104209519A123/9页13图3B说明书附图CN104209519A134/9页14图3C说明书附图CN104209519A145/9页15图3D说明书附图CN104209519A156/9页16图3E说明书附图CN104209519A167/9页17图3F说明书附图CN104209519A178/9页18图4说明书附图CN104209519A189/9页19图5说明书附图CN104209519A19。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 作业;运输 > 铸造;粉末冶金


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1