[发明专利]用于金属加工的切削工具以及生产切削刀具的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金属加工的切削刀具以及生产切削刀具的方法，例如具有一个或多个用于可转位刀片的刀片座的刀架体。作为此类刀具的例子，可以是具有多个硬质合金、金属陶瓷或陶瓷做的切削刀片的钻头。

背景技术

用于例如在金属材料中进行去屑加工的切削刀具有很多不同的种类，包括用于钻、磨削和车削的刀具。这些刀具的共同点是它们通常包括刀架体以及容纳在刀架体内的刀片座中的一个或多个切削刀片。通常，刀架体由硬化钢制成并随后在冷加工中变黑，获得了黑色表面，切削刀片由硬质合金、金属陶瓷或陶瓷制成。

作用在用于金属材料切削加工的刀具上的静态和动态载荷变得越来越高。从更有效的切削刀片产生出增大的载荷，且刀架体在其几何设计上变得更加优化。刀架体特别受到载荷的区域为刀片座中及刀片座附近的区域。这自然是由于在加工过程中由安装在刀片座中的切削刀片带来了载荷的原因。因此，存在增大此类刀架体、且特别是刀片座中和刀片座附近的疲劳强度的需求。

增加材料疲劳强度的一种方法是在表面区内引入压缩应力。例如，通过材料的表面硬化，在材料的表面区内引入压缩应力，例如通过氮化，其中氮主要在510-550℃的温度下，以气态供给到通常为钢做的刀架体的表面。另一种方法是对材料进行氮渗碳，其中碳和氮通常在约570℃的温度下，以气态供给到该表面。还有一种方法是对材料进行离子硝化，其中氮主要在真空条件下、在约450-650℃的温度下以离子气态供给到该表面。

通过在表面区内引入压缩应力来增加材料的疲劳强度的另一种方法是喷丸硬化。该方法的想法为在精确控制的条件下，利用诸如钢、玻璃或陶瓷的小颗粒来轰击该表面。

US 2005/0002744中公开了一种用于金属加工的切削刀具以及生产切削刀具的方法，其特征在于，该刀具的刀架体首先受到表面硬化，该表面硬化造成表面上压缩应力的形成，然后进行表面处理，该表面处理为表面上提供了附加的压缩应力。这样，一方面能够改变/加工或移除表面硬化中得到的整个相位过渡层或其中的一些部分，同时在该表面上形成附加的压缩应力。但是，已证明该方法在特别高的载荷的情况下，例如在材料超过拉伸(tension)下60％的屈服点的情况下，无法带来刀架体的令人满意的疲劳强度。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种在高载荷下具有提高的疲劳强度的刀架体。

本发明的另一目的是提供一种降低裂纹形成的风险的刀架体。

本发明的另一目的是提供一种易于制造且成本低的刀架体。

本发明的另一目的是提供一种在高载荷下具有长的使用寿命的刀架体。

通过具有所附的独立权利要求限定的特征的方法和切削刀具可至少实现本发明的主要目的。本发明的优选实施方式由从属权利要求限定。

附图说明

以下，参考附图对随后的作为示例的本发明的实施方式进行具体说明，其中：

图1-2示出了根据本发明的典型刀具体的钻头柄的两个侧视图，更精确的，呈用于所谓的短孔钻头的刀架体的形式。

图3示出了从设置有切削刀片的钻头的前部倾斜地看到的视图。

在图中使用了以下的附图标记：11钻头柄；12、13刀片座；14、15切屑通道；16切向支撑面；17轴向支撑面；18径向支撑面；19附加空间；20相对表面；21截面过渡部分。

具体实施方式

图1-3示出了圆柱形钻头柄11，在其前部设置有位于钻头的中心线CL两侧的两个刀片座12和13。形成为用于切屑传递的轴向凹槽或通道由14和15表示。在两个刀片座12、13的中心处设置有用来容纳锁紧螺钉(未示出)的孔，该锁紧螺钉用于将切削刀片锁紧到刀片座中。每个刀片座包括切向支撑面16，轴向支撑面17以及径向支撑面18。这些支撑面设置有附加空间19，用来容纳切削刀片的边角部，从而避免其损坏。切向支撑面16基本上平行于穿过中心线CL的径向平面。每个轴向支撑面17为凹凸不平的，从而形成大致为V形的轮廓，其顶部导向为朝钻头柄的固定部分轴向向后。位于中心座12内且相对径向支撑面18的表面20没有支撑切削刀片的功能，其目的只是防止切屑楔入钻头柄与中心切削刀片之间。径向支撑面18和切向支撑面16之间的截面过渡部分由21表示。在该截面过渡部分21处，在完全与工件接合时，刀片座内的最大应力集中增加。因此，可以期望能提高疲劳强度并且尽可能地降低裂纹形成和扩展的风险。