專利名稱：工具刀頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工具刀頭(tool insert)。
背景技術：
磨料壓實體(Abrasive compacts)是將通常為超硬的研磨粒子接合到一硬質粘結塊上構成的多晶體。這種壓實體通常被接合到一基體上，該基體通常為硬質合金基體。金剛石磨料壓實體還稱為PCD，立方氮化硼磨料壓實體還稱為PCBN。
US4,807,402公開了這樣一種制品，其包括一諸如硬質合金塊的支承體，而且在該支承體的上表面和下表面上都接合有磨料壓實體層。
EP0714719公開了一種工具刀頭，該工具刀頭具有由選自硬質合金，鐵系金屬或者高熔點金屬構成的中心層或者中間層以及接合到上述中心層或中間層的第一和第二磨料壓實體層。工具組件包括由磨料壓實體構成的一突出部和側面，而該突出部和側面為工具刀頭提供了切削點和切削刃。這樣的工具刀頭可通過如在美國專利US4,807,402中所公開的制品進行電火花加工而被切割。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種制造工具刀頭的方法，該方法包括以下步驟(i)提供一個超級研磨材料構成的主體，該主體在其相對側上具有主表面以及一排相間隔的核芯，所述核芯用從一主表面延伸到相對的主表面的硬金屬填充；以及(ii)圍繞各自硬金屬核芯從一主表面到相對的主表面沿相交線或者橫斷線切斷主體來制成工具刀頭。
超級研磨材料最好是一種磨料壓實體，優(yōu)選為PCD或者PCBN，更可取的是PCBN。
硬金屬優(yōu)選是由選自硬質合金，鐵系金屬和高熔點金屬的材料構成。可優(yōu)選的是，該硬金屬是硬質合金。
主體優(yōu)選具有一圓盤狀。該圓盤優(yōu)選具有約為55mm到約為125mm的直徑，更可取的是具有約為80mm到約為100mm的直徑，而且該圓盤具有約為1.6mm到約為30mm的厚度，更可取的是具有約為2mm到約為10mm的厚度。
主體可以包括一位于相對主表面之間的硬金屬中間層，該中間層優(yōu)選采用與核芯相同的硬金屬，并使核芯與中間層一體形成。
主體的切斷可通過公知的方法進行，例如激光切割或者電火花加工。
本發(fā)明的另一方面提供了一種多面體的工具刀頭，該工具刀頭包括一個超級研磨主體和一個硬金屬構成的核芯，所述主體在其相對側上設有主表面，所述硬金屬核芯從一主表面到相對的主表面橫向延伸而貫穿該主體。多面體的工具刀頭優(yōu)選為星形或者六角形，可優(yōu)選地具有內角不等于60度的三個切削刀尖。


圖1a是利用本發(fā)明方法的一個主體實施例的透視圖；圖1b是圖1中主體的橫截面?zhèn)纫晥D；圖1c是通過本發(fā)明方法制造的一工具刀頭的透視圖；圖2至8是本發(fā)明的其它實施例，其中圖“a”是利用本發(fā)明方法的一個主體實施例的透視圖，圖“b”是圖“a”中主體的橫截面?zhèn)纫晥D，圖“c”是工具刀頭實施例的透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，結合附圖中的圖1對本發(fā)明的一個實施例進行說明。首先參考圖1a，主體10呈超級研磨圓盤的型式，在這種情況下，為一磨料壓實體圓盤，其上設有一排間隔的凹槽12。凹槽12從一個主平面14延伸到相對的主平面16。每一個凹槽12都被硬質合金18填充，該硬質合金呈粒子的型式或者是一個預燒結桿。
主體10沿柵格型式的相交切斷線20而被切斷，其中各個硬質合金核芯18位于各自的柵格的塊或者節(jié)段內。為了獲得圖1c所示的方形工具，切斷是貫穿主體從一個主表面14到另一個主表面16來進行的。刀頭具有一個硬質合金的中心核芯22，磨料壓實體24接合到該核芯22上。為了將工具刀頭安裝在一工具內，可以貫穿該中心核芯22形成一個孔26。
主體10可通過將其放置在一個普通的高溫/高壓裝置中來制成。使主體處于適當地升高溫度和壓力的情況下，例如在磨料壓實體處于晶體穩(wěn)態(tài)下，就會產生如圖1a和1b所示的燒結硬質及接合的主體。
圖2的實施例與圖1的實施例相類似，所以相同的部件用相同的附圖標記來表示。凹槽的排列方式和切斷線型式都與圖1不同。可獲得如圖2c所示的三角形的刀頭。
圖3的實施例與圖1的實施例相類似，所以相同的部件用相同的附圖標記來表示。凹槽的排列方式和切斷線型式都與圖1不同，而且可獲得如圖3c所示的菱形的刀頭(rhombohedra-shaped tool inserts)。
圖4的實施例與圖1的實施例相類似，所以相同的部件用相同的附圖標記來表示。但，在該實施例中，沿線20a，20b和21a，21b切斷主體，從而獲得一多面體的工具刀頭，該刀頭具有一個主體28以及一個硬質合金構成的中心核芯32，其中該主體具有四個內角小于90度的切削刀尖30，。為了將工具刀頭安裝在一工具內，可以貫穿該中心核芯32形成一個孔34。
圖5的實施例與圖1的實施例相類似。但是，硬質合金構成的核芯18以圖5a所示的方式進行分布。沿切斷線20切割主體10從而獲得一個如圖5c所示的多面體切割工具刀頭。這樣獲得的工具刀頭具有一超級研磨主體36以及一個硬質合金構成的中心核芯40，在這種情況下，該主體為磨料壓實體主體并具有三個內角不等于60度的刀尖或者轉角38。一個位于中心的孔42可以貫穿該核芯40而形成。
參考圖6，主體50由一個硬質合金56構成的中間層分隔開的圓盤52和54組成。在每個相對主表面60，62上形成多個凹槽58。這些凹槽58以硬質合金64來填充，并且該硬質合金64與超級研磨材料和硬質合金構成的中間層相接合。結果，如虛線66所示，硬質合金構成的核芯從一個主表面60延伸到另一個主表面62?？商鎿Q的是，硬金屬中間層或者圓盤56可以配備有雙頭螺栓從而構成基體的相同幾何形狀。主體沿柵格形狀的相交線68而被切斷，從而獲得圖6c所示方形工具刀頭。一個孔70可以通過核芯區(qū)域72的中心而形成。
圖7所示的實施例與圖6的實施例相類似，所以相同的部件用相同的附圖標記來表示。該實施例的不同之處在于由硬質合金填充的凹槽58的排列方式和相交切斷線68的型式不同，其可獲得如圖7c所示的三角形的刀頭。
圖8所示的實施例與圖6的實施例相類似，所以相同的部件用相同的附圖標記來表示。凹槽58的排列方式和切斷線68的型式被設置成能獲得如圖8c所示的菱形的刀頭。
圖4和圖5所示的實施例還可從圖6所示的一主體中獲得到，只需適當地修改硬質合金核芯66和切斷線68的排列方式。
在上述實施例中，主體的切斷可通過現(xiàn)有技術中公知的方法來進行，例如激光切割或者電火花加工。
權利要求
1.一種制造工具刀頭的方法，該方法包括以下步驟(i)提供一個由超級研磨材料構成的主體，該主體在其每個相對側上具有主表面以及一排相間隔的核芯，所述核芯用從一主表面延伸到相對的主表面延伸的硬金屬來填充；以及(ii)圍繞各自硬金屬核芯從一主表面到相對的主表面沿相交線或者橫向線切斷主體以制成工具刀頭。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述超級研磨材料是一種磨料壓實體。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述磨料壓實體是PCD或者PCBN。
4.根據前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述硬金屬選自由硬質合金，鐵類金屬和高熔點金屬構成的組。
5.根據前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述主體呈圓盤狀。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述圓盤的直徑約為55mm到約為125mm，而且該圓盤的厚度約為1.6mm到約為30mm。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述圓盤的直徑約為80mm到約為100mm，而且該圓盤的厚度約為2mm到約為10mm。
8.根據權利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，選用一種切斷方式來切斷所述主體，從而獲得多個具有所希望形狀的工具刀頭。
9.根據前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述主體還包括一由硬金屬構成的中間層，所述硬金屬核芯與中間層一體形成。
10.一種多面體的工具刀頭，該工具刀頭包括一個超級研磨主體和一個硬金屬的核芯，所述主體具有限定在其相對側上的主表面，所述硬金屬的核芯從一主表面到相對的主表面橫向延伸而貫穿該主體。
11.根據權利要求10所述的多面體的工具刀頭，其特征在于，該工具刀頭沿與相對的主表面平行的一表面上為星形。
12.根據權利要求10所述的多面體的工具刀頭，其特征在于，該工具刀頭沿與相對的主表面平行的一表面上為六角形。
13.根據權利要求12所述的多面體的工具刀頭，其特征在于，該工具刀頭具有三個內角不等于60度的切削刀尖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造一工具刀頭的方法。一個超級研磨材料構成的主體(50)在其相對側上設有主表面。該主體通常為一種磨料壓實體圓盤，諸如一PCBN圓盤或者一PCD圓盤。一排由諸如硬質合金的硬金屬填充的相間隔的核芯(58)從一主表面延伸到相對的主表面。圍繞各自硬金屬核芯從一主表面到相對的主表面沿相交線或者橫斷線(68)切斷主體來制成工具刀頭。主體可以包括一位于相對主表面之間的硬金屬中間層(56)，該中間層優(yōu)選采用與核芯相同的硬金屬，并使核芯與中間層一體形成。
文檔編號B24D3/00GK1635937SQ03804268
公開日2005年7月6日 申請日期2003年2月20日 優(yōu)先權日2002年2月21日
發(fā)明者伊恩·P·古德蒙德, 納德雷特·詹, 詹姆斯·A·里德, 穆罕默德·S.·厄茲巴伊拉克塔爾, 馬修·W·庫克, 斯蒂格·A·安德辛, 布·C·烏洛夫松, 萊夫·A·桑德斯特倫, 斯特凡·M·O·佩爾松 申請人:六號元素(控股)公司