用于制造切削刀片的方法和布置設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于制造切削刀片（1)的方法和布置設(shè)備，該切削刀片（1)具有在與主沖壓方向不平行的方向上延伸的通孔（9)，所述方法包括以下步驟：將第一沖頭（13)和第二沖頭（14)在模具腔（12)內(nèi)沿第一沖壓軸線（A)朝向彼此移動，以將圍繞芯桿（15)的粉末壓實成切削刀片坯體；其中在壓實步驟的至少一部分期間，使所述芯桿（15)在圍繞其縱向軸線（B)的交替方向上轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。
【專利說明】用于制造切削刀片的方法和布置設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于制造切削刀片的方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求11的前序部分的用于制造切削刀片的布置設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]切削刀片為通過銑削、鉆削或車削或通過類似的切屑形成方法加工金屬的金屬切削刀具。通過粉末冶金方法從金屬粉末(例如包括碳化鎢和鈷的混合物，比如硬質(zhì)合金粉末)或者從陶瓷粉末(例如，包括氧化鋁、氮化硅和碳化硅的混合物)生產(chǎn)切削刀片。切削刀片還可以由金屬陶瓷(例如由包括碳化鈦和鎳的混合物)或其它材料(比如，例如CBN材料)制造。通過相對的第一沖頭和第二沖頭，粉末在模具腔中被壓實成切削刀片坯體。壓實之后，將切削刀片坯體從模具腔移走并使其經(jīng)受燒結(jié)，以成為堅固的切削刀片。
[0003]典型地，切削刀片設(shè)置有通孔，可以通過該通孔來借助于螺釘或銷將切削刀片附接到刀具保持器。
[0004]在制造某些類型的切削刀片(所謂的“切向刀片”或“橫孔刀片”)中，通過芯桿形成通孔，所述芯桿在與主沖壓方向不平行的方向上被插入到模具腔內(nèi)。
[0005]制造切向刀片所涉及到的問題是:芯桿關(guān)于主沖壓方向的不平行布置導(dǎo)致切向刀片坯體中的密度分布圍繞通孔變化。當(dāng)切削刀片坯體在燒結(jié)期間收縮時，不均勻的密度分布導(dǎo)致通孔變形。
[0006]過去為解決該問題已經(jīng)進(jìn)行了各種嘗試。
[0007]W02009/085002描述了使用被分成分開的陽型部分和陰型部分的芯桿來形成通孔的方法。在壓實步驟期間，陽型芯桿部分和陰型芯桿部分被壓到彼此中，以增加通孔周圍的粉末的密度。盡管證明在一定程度上是成功的，但是W02009/085002的方法留下了進(jìn)一步改進(jìn)通孔的尺寸精度的空間。W02009/085002的方法還涉及使用復(fù)雜設(shè)計的芯桿和多軸沖壓裝備。
[0008]在US6986866B2中，使用具有非圓形橫截面的芯桿形成通孔，以便補(bǔ)償在燒結(jié)期間通孔的變形。然而，由于難以預(yù)測和匹配通孔的變形與芯桿的形狀，所以US6986866B2的方法在燒結(jié)的切削刀片中并沒有提供高尺寸精度的通孔。
[0009]因此，本發(fā)明的目的是提供允許制造具有改進(jìn)的尺寸精度的通孔的切削刀片的方法。本發(fā)明另外的目的是提供制造具有改進(jìn)的尺寸精度的通孔的切削刀片的簡單且成本有效的方法。本發(fā)明還有的目的是提供允許制造具有高尺寸精度的通孔的切削刀片的布置設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明第一方面，通過一種通過使用沖壓工具制造具有通孔的切削刀片的方法來實現(xiàn)上述目的中的至少一個，所述沖壓工具包括模具、第一沖頭和第二沖頭，以及芯桿，所述模具具有沿著第一沖壓軸線延伸穿過所述模具的模具腔，所述第一沖頭和第二沖頭能夠朝向和遠(yuǎn)離彼此且沿著所述第一沖壓軸線移動，所述芯桿布置成在與第一沖壓軸線不平行的方向上插入到所述模具腔內(nèi)，所述方法包括以下步驟:
[0011]將第一沖頭和第二沖頭移動到模具填充位置；
[0012]將芯桿插入到模具腔內(nèi)；
[0013]用粉末填充模具腔；
[0014]將第一沖頭和第二沖頭在模具腔內(nèi)沿第一沖壓軸線朝向彼此移動，以將圍繞芯桿的粉末壓實成切削刀片坯體；
[0015]將芯桿和第一沖頭和第二沖頭移動到頂出位置，以允許從模具移走切削刀片坯體；
[0016]燒結(jié)切削刀片坯體；
[0017]其特征在于，在壓實步驟的至少一部分期間，使芯桿在圍繞其縱向軸線的交替方向上轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。
[0018]通過在壓實步驟期間使芯桿在圍繞其縱向軸線的交替方向上轉(zhuǎn)動，粉末的靠近芯桿的剪切力和重新分布引起在圍繞切削刀片坯體中的通孔的粉末非常均勻的密度分布。當(dāng)切削刀片坯體在燒結(jié)期間收縮時，低密度變化導(dǎo)致通孔的最小化的變形改變。
[0019]本發(fā)明方法的進(jìn)一步優(yōu)點是通過本發(fā)明方法產(chǎn)生的切削刀片與通過現(xiàn)有技術(shù)方法制造的切削刀片相比具有非常低的孔隙率。這導(dǎo)致具有較長的操作壽命的較堅固的切削刀片。
[0020]本發(fā)明還涉及一種用于制造具有通孔的切削刀片的布置設(shè)備，其中所述布置設(shè)備包括:
[0021]沖壓工具，所述沖壓工具包括模具、第一沖頭和第二沖頭，以及芯桿，所述模具具有沿著第一沖壓軸線延伸穿過所述模具的模具腔，所述第一沖頭和第二沖頭能夠朝向和遠(yuǎn)離彼此且沿著所述第一沖壓軸線移動，所述芯桿布置成在與第一沖壓軸線不平行的方向上插入到所述模具腔內(nèi)，其特征在于，所述布置設(shè)備還包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置布置用以使所述芯桿在圍繞其縱向軸線的交替方向上轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。
[0022]本發(fā)明的進(jìn)一步的替代和實施例在從屬權(quán)利要求和以下的詳細(xì)說明中公開。
[0023]定義
[0024]“交替方向”指的是芯桿在圍繞其縱向軸線的順時針方向和逆時針方向或者在逆時針方向/順時針方向上交替地轉(zhuǎn)動。
[0025]“壓實步驟”指的是在制造切削刀片期間的這樣的時段，其中相對的沖頭與粉末接觸，沖頭在模具腔內(nèi)朝向彼此移動且模具腔內(nèi)粉末的密度增加?！皦簩嵅襟E”在相對的沖頭與粉末處于未壓實接觸時開始。“壓實步驟”在相對沖頭已經(jīng)在模具腔內(nèi)朝向彼此移動到由切削刀片坯體的最終期望尺寸確定的位置時結(jié)束。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于制造切削刀片的布置設(shè)備的示意圖。
[0027]圖2a和2b是示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的芯桿的示意圖。
[0028]圖3a_3f是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造切削刀片的方法的步驟的示意圖。
[0029]圖4是示出了在根據(jù)本發(fā)明方法制造切削刀片期間粉末的分布的示意圖。
[0030]圖5是示出了通過本發(fā)明方法制造的切削刀片的示意圖。

【具體實施方式】
[0031]圖1示出了用于執(zhí)行本發(fā)明方法的布置設(shè)備100。該布置設(shè)備包括包含模具11的沖壓工具20，模具11形成圍繞模具腔12的周向壁17，模具腔12延伸穿過模具11。模具腔在兩端是貫通的，即開放的。沖壓工具20還包括第一沖頭13和第二沖頭14。沖頭13和14彼此相對地布置且能夠沿著第一沖壓軸線A朝向且遠(yuǎn)離彼此移動，該第一沖壓軸線A延伸穿過模具腔12的中心以及第一沖頭13和第二沖頭14的中心。沖頭13和14布置成使得它們能夠在模具腔12內(nèi)朝向彼此移動以將粉末壓實成切削刀片坯體。第一上部沖頭13還布置成使得其能夠遠(yuǎn)離模具腔12移動，以允許在模具腔中填充粉末或允許從模具腔移走切削刀片坯體。第二下部沖頭14還布置成使得其能夠被推入模具腔12內(nèi)，以將切削刀片坯體從模具腔頂出。還可能的是，第一沖頭和/或第二沖頭由兩個或更多個同心布置的沖頭(圖1中未示出)組成，該沖頭可沿著第一沖壓軸線A獨立地移動。還可能的是，沖壓工具包括能夠沿著第二沖壓軸線(圖1中未示出)移動的第三和第四沖頭，該第二沖壓軸線在與第一沖壓軸線A不平行的方向上延伸。
[0032]沖壓工具20還包括芯桿15，用于在壓實期間在切削刀片坯體中形成通孔。
[0033]芯桿15布置成穿過開口 16被插入到模具腔12內(nèi)，開口 16延伸穿過模具11的周向壁17。周向壁17中的開口 16定位成使得芯桿15在與第一沖壓軸線A不平行的方向上插入到模具腔中。開口 16因此定位在周向壁17中，使得當(dāng)芯桿15插入到開口 16中時，延伸穿過芯桿15的中心(以及開口 16的中心)的縱向軸線B與延伸穿過模具腔12的中心的第一沖壓軸線A相交。在圖1中，開口 16布置成使得穿過芯桿15的中心的縱向軸線B與第一沖壓軸線A垂直。然而，還可以將開口 16布置成使得芯桿15的縱向軸線B以任何其它角度與第一沖壓軸線A相交。
[0034]芯桿15可以具有圓形橫截面，即圓形截面，或者非圓形橫截面，S卩卵形或橢圓形橫截面。
[0035]具有圓形截面的芯桿是有優(yōu)勢的，這是因為它們可以以低成本制造且關(guān)于本發(fā)明方法，產(chǎn)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應(yīng)用中，可能需要在切削刀片坯體中提供非圓形的通孔且因此具有非圓形橫截面的芯桿可以在本發(fā)明方法中使用。在燒結(jié)期間，非圓形通孔通過由切削刀片坯體的收縮引起的變形變化而變形成圓形橫截面。
[0036]根據(jù)本發(fā)明布置設(shè)備的替代方案，參見圖2a和2b,芯桿15包括第一芯桿段15a和第二芯桿段15b,第一芯桿段15a和第二芯桿段15b從相反方向插入到模具腔12內(nèi)，使得第一芯桿段15a和第二芯桿段15b的前部18a和18b在模具腔12中相互接觸以形成連續(xù)的芯桿。第一芯桿段15a和第二芯桿段15b穿過模具11的周向壁17中的相應(yīng)開口 16a和16b被插入。這使得可以在切削刀片中形成非圓柱形的通孔。在圖2a和圖2b中，第一芯桿段15a和第二芯桿段15b適合于在切削刀片坯體中產(chǎn)生非圓柱形的通孔。
[0037]在圖2a和圖2b中，前部18a具有陽型構(gòu)造且前部18b具有陰型構(gòu)造，使得前部18a可以插入到前部18b中以形成連續(xù)的芯桿。然而，明顯的是，芯桿段的前部可以具有其它構(gòu)造。例如，前部18a和18b兩者都可以具有陽型構(gòu)造且在模具腔中相互接觸以形成連續(xù)的芯桿(未示出)。
[0038]沖壓工具20可以布置在市場上可買到的壓機(jī)中，比如CA-SP160電壓機(jī)，其可從Osterwalder AG 公司購得。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，布置設(shè)備100還包括用于使芯桿15在圍繞其縱向軸線B的交替方向上轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置30，參見圖1。驅(qū)動裝置可以例如是耦合到芯桿15的電動馬達(dá)或液壓致動器或氣動致動器。也可以在驅(qū)動裝置30和芯桿15之間布置齒輪系和控制器(未示出)，以控制芯桿的移動。在操作中，驅(qū)動裝置30在第一方向上(比如順時針)將芯桿圍繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動預(yù)定角度且隨后在相反方向上(比如逆時針)轉(zhuǎn)動。驅(qū)動裝置30可以布置成在交替方向上重復(fù)地轉(zhuǎn)動芯桿15。測量轉(zhuǎn)動角度的傳感器，比如旋轉(zhuǎn)編碼器，可以用于確保芯桿被轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。
[0040]布置設(shè)備100還可以包括燒結(jié)爐60，用于燒結(jié)在沖壓工具20中所制造的切削刀片坯體。
[0041]接下來，將參考圖3a至3f描述本發(fā)明方法。
[0042]本發(fā)明方法利用如上所述的包括沖壓工具20和驅(qū)動裝置30的布置設(shè)備100來執(zhí)行。
[0043]在第一步驟中，參見圖3a，將芯桿15以及第一和第二沖頭13、14移動到模具填充位置，以使模具腔12填充有預(yù)定量的粉末。第一沖頭13從而被移動離開模具腔12且第二沖頭14在模具腔12內(nèi)移動到處在用于芯桿15的開口 16下方的位置。
[0044]在第二步驟中，參見圖3b，將芯桿15穿過開口 16插入到模具腔12內(nèi)。在圖3a_f中，芯桿15是一個單個的連續(xù)芯桿。然而，如上面參考圖2a和圖2b描述的，可能的是，芯桿包括從相反方向插入模具腔內(nèi)的兩個段。
[0045]在第三步驟中，參見圖3b，例如通過所謂的“填充(filling shoe)”(未示出)，將模具腔12填充期望量的粉末40。粉末具有適合于制造切削刀片的組分。例如，粉末包括硬顆粒(比如碳化鎢)和粘結(jié)劑顆粒(比如鈷)的混合物。粉末的量和類型取決于所要制造的切削刀片的類型。
[0046]在填充模具腔12之后，可以任選地在模具腔12內(nèi)移動第二、下部沖頭14以便圍繞芯桿15均勻地分布粉末，參見圖3c。為此目標(biāo)，在模具腔的填充期間也可以執(zhí)行第二沖頭14的移動。
[0047]在第四步驟(壓實步驟)中，將第一沖頭和第二沖頭在模具腔內(nèi)沿主沖壓軸線A朝向彼此移動，以便將粉末壓實成切削刀片坯體。壓實步驟在相對的沖頭在模具腔中都與粉末處于非壓實接觸時開始且在沖頭已經(jīng)在模具腔內(nèi)朝彼此移動到由所述的切削刀片坯體的最終尺寸決定的位置時結(jié)束。
[0048]圖3d示出了在壓實步驟開始時，即第一沖頭13和第二沖頭14在模具腔12中與粉末40處于非壓實接觸時，第一沖頭13和第二沖頭14的位置。明顯的是，在壓實步驟之前，上部、第一沖頭13從在模具腔上方的位置(參見圖3c)移動到圖3d中圖示的位置。該移動和壓實步驟可以作為一個連續(xù)行程執(zhí)行。
[0049]圖3e圖示了在壓實步驟期間的沖壓工具20。第一、上部沖頭13和第二、下部沖頭14從而在模具腔12內(nèi)朝彼此移動，以使粉末40圍繞芯桿15壓實。在壓實步驟期間，施加在第一沖頭和第二沖頭上的力(F)可被測量并用于控制粉末的壓實。
[0050]壓實步驟在相對的沖頭已在模具腔內(nèi)朝彼此移動到由所述切削刀片坯體的最終尺寸確定的位置(圖中未示出)時結(jié)束。
[0051]在完成壓實步驟之后，參見圖3f，芯桿15以及第一沖頭和第二沖頭13、14移動到頂出位置，以允許從模具腔移走切削刀片坯體。從而，芯桿15穿過在模具11的壁17中的開口 16從模具腔縮回。第二、下部沖頭14進(jìn)一步移動到模具腔12內(nèi)并由此將切削刀片坯體50推出模具腔12且同時第一、上部沖頭13被移出和遠(yuǎn)離模具腔12。
[0052]隨后，在燒結(jié)步驟中將切削刀片坯體燒結(jié)成切削刀片。通過將切削刀片坯體放置在被加熱到粘結(jié)劑顆粒熔點之上但是低于硬顆粒的熔點的預(yù)定溫度的燒結(jié)爐中來執(zhí)行燒結(jié)。根據(jù)粘結(jié)劑材料的類型，預(yù)定溫度通常是1250°C-1950°C。在該過程期間，切削刀片的體積通常由于粘結(jié)劑顆粒熔化且孔隙率降低而減少35-55%。隨后，可使燒結(jié)的切削刀片經(jīng)受后處理，比如研磨和涂層。
[0053]根據(jù)本發(fā)明，在壓實步驟的至少一部分期間，芯桿15在圍繞其縱向軸線的交替方向被轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。更詳細(xì)地，芯桿15從而在圍繞其縱向軸線B的第一方向(例如，順時針方向)首先轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。然后，在圍繞其縱向軸線B的相反方向(即，逆時針方向)轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。圖3e通過箭頭70示意性地示出了在圍繞其縱向軸線B的交替方向上轉(zhuǎn)動芯桿15。
[0054]明顯的是，芯桿15的轉(zhuǎn)動可以在順時針或逆時針方向上開始。還明顯的是，芯桿15可以在每一次其轉(zhuǎn)動時被轉(zhuǎn)動相同或不同的角度。例如，可以首先使芯桿15在順時針方向轉(zhuǎn)動30°。然后，可以使芯桿15在逆時針方向轉(zhuǎn)動30°，此后，在順時針方向轉(zhuǎn)動30°且之后在逆時針方向轉(zhuǎn)動30°，諸如此類。或者，根據(jù)第二示例，可以使芯桿15首先在順時針方向轉(zhuǎn)動10°。然后，可以使芯桿15在逆時針方向轉(zhuǎn)動20°，此后在順時針方向轉(zhuǎn)動15°，然后在逆時針方向轉(zhuǎn)動40°，諸如此類。
[0055]認(rèn)為芯桿在壓實步驟期間的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致在切削刀片坯體中的通孔周圍粉末非常均勻的分布。這將在下面參考圖4解釋。
[0056]圖4示意性地示出了在壓實步驟期間模具工具的一部分的放大前視圖。粉末40圍繞芯桿15分布并在第一和第二沖頭13、14之間壓實。由于第一和第二沖頭13、14的軸向?qū)?zhǔn)以及芯桿15在模具腔中的位置，粉末將在切削刀片坯體的不同段中被壓實到不同的密度。圖4示意性地示出了切削刀片坯體的中心段(i)、外周段(ii)和中間段(iii)。在圖4中，各個段用虛線示意性地表示，但是應(yīng)理解，在切削刀片坯體中的密度分布實際上更復(fù)雜。最高密度在中心段(i)中實現(xiàn)，這是因為在沖頭和芯桿之間的距離是較短的。最低密度在中間段(iii)中實現(xiàn)，這是由于第一沖頭和第二沖頭之間的距離較長。
[0057]當(dāng)芯桿15在粉末壓實期間圍繞其縱向軸線交替地轉(zhuǎn)動時，芯桿和周圍的粉末之間的摩擦造成靠近芯桿的區(qū)域(R)中的粉末進(jìn)行剪切。不受理論束縛，認(rèn)為粉末的剪切平衡了圍繞芯桿的區(qū)域中粉末密度上的差異。這背后的確切機(jī)理不是完全已知的，但是認(rèn)為其至少某種程度上可能是由于粉末從切削刀片坯體的中心段到其外周段和中間段的重新分布(參見圖4中的箭頭)所致。
[0058]總體效果是圍繞切削刀片坯體中的通孔的非常均勻的密度分布，這又導(dǎo)致在切削刀片坯體在燒結(jié)期間收縮時通孔變形最小。
[0059]另一積極效果是切削刀片坯體中密度的均衡導(dǎo)致切削刀片坯體中的孔隙率總體減小。該效果在切削刀片坯體的中間段(iii)中尤其明顯。
[0060]為了平衡圍繞切削刀片坯體的通孔的密度，必須將芯桿轉(zhuǎn)動大于0°的角度。在切削刀片坯體的中間段和外周段中粉末的密度隨著轉(zhuǎn)動角度的增加而增加，且因此大的角度是優(yōu)選的。然而，預(yù)定角度不應(yīng)超過180°，這是因為這將造成不對稱的密度分布。
[0061]優(yōu)選地，預(yù)定角度應(yīng)是90°或更小。認(rèn)為由此通過粉末從切削刀片坯體的密實的中心段⑴到不太密實的中間段(iii)的重新分布實現(xiàn)了圍繞通孔的均勻的密度分布。
[0062]進(jìn)一步認(rèn)為，大的轉(zhuǎn)動角度促進(jìn)裂紋形成且因此轉(zhuǎn)動角度應(yīng)是較小的。優(yōu)選地，預(yù)定角度是5_40°，更優(yōu)選的是10-30°，更優(yōu)選的是5_20°，更優(yōu)選的是10-20°。認(rèn)為由此圍繞芯桿實現(xiàn)了最佳的粉末剪切和良好的粉末重新分布。這最小化在切削刀片坯體中形成裂紋的危險。
[0063]芯桿的轉(zhuǎn)動可以在壓實步驟最開始時或在將第一沖頭從模具腔上方的位置降低期間或之前開始。芯桿的轉(zhuǎn)動也可以在壓實步驟開始之后開始。然而，在壓實步驟期間，切削刀片坯體的總體密度增加，且當(dāng)密度較高時，芯桿的轉(zhuǎn)動可能會在切削刀片坯體中造成裂紋。另一方面，認(rèn)為在壓實步驟結(jié)束時芯桿的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致圍繞通孔的密度的更有效的平衡。這被認(rèn)為是由因在壓實步驟結(jié)束時芯桿和粉末之間的高摩擦引起的較高的剪切速率和/增加的粉末重新分布造成的。
[0064]考慮到上面，優(yōu)選的是，在壓實步驟開始時比如其首先的75%或50%或35%，使芯桿以大的角度比如30 - 180°轉(zhuǎn)動，且在壓實步驟結(jié)束時比如其最后的10%或15%或25%或35%，使芯桿以較小的角度比如5-40°轉(zhuǎn)動。
[0065]然而，由于形成裂紋的危險，芯桿應(yīng)僅在壓實步驟的第一部分期間轉(zhuǎn)動且在最后部分期間保持不動。例如，芯桿在壓實步驟的開始90 - 95% (B卩，其O-95%或0-90%)期間轉(zhuǎn)動且在壓實步驟的最后5-10%期間保持不動。優(yōu)選地，在壓實步驟的首先75%期間，更優(yōu)選地在壓實步驟的首先50%期間執(zhí)行轉(zhuǎn)動，且在壓實步驟的最后25%期間，更優(yōu)選地在其最后50%期間保持不動。
[0066]例如，芯桿可以在壓實步驟的首先50%時轉(zhuǎn)動< 90°的角度，以及在壓實步驟的50%至85%時轉(zhuǎn)動< 45°的角度，且在壓實步驟的85%-95%轉(zhuǎn)動< 5 - 10°的角度。在壓實步驟的最后5 - 15%期間，芯桿不動。
[0067]當(dāng)然，僅在壓實步驟的結(jié)束時段期間，比如其50% -95%期間，能夠轉(zhuǎn)動芯桿。這被認(rèn)為在切削刀片坯體中產(chǎn)生粉末的有效重新分布。
[0068]也能夠在壓實步驟開始時以較大的角度比如180°轉(zhuǎn)動芯桿，且在壓實步驟結(jié)束時逐漸將轉(zhuǎn)動角度減小到0°。
[0069]芯桿在壓實步驟期間轉(zhuǎn)動的次數(shù)的量是重要的，這是因為認(rèn)為粉末圍繞芯桿的重新分布隨轉(zhuǎn)動頻率增加而增加。然而，太過頻繁的轉(zhuǎn)動可在切削刀片坯體中造成裂紋。優(yōu)選地，因此在壓實步驟期間芯桿轉(zhuǎn)動20 - 100次，更優(yōu)選的是轉(zhuǎn)動30 - 70，甚至更優(yōu)選的是轉(zhuǎn)動40 - 60次。
[0070]壓實步驟是短的且通常持續(xù)僅0.3-1秒。為了使芯桿能夠轉(zhuǎn)動足夠量的次數(shù)，因此必需控制在壓實步驟期間相對的沖頭的速度。例如，這可以通過降低沖頭的速度或通過在壓實步驟期間一次或多次停止沖頭的移動來實現(xiàn)。為避免太長的壓實步驟產(chǎn)生較低的生產(chǎn)率，轉(zhuǎn)動頻率應(yīng)保持是較低的，比如30-70轉(zhuǎn)。
[0071]一轉(zhuǎn)指的著芯桿在順時針方向或逆時針方向上轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。
[0072]應(yīng)理解，裂紋的風(fēng)險和切削刀片的密度分布取決于所使用的粉末類型和刀片的設(shè)計。因而，上述條件必須在每一個單獨的情形中進(jìn)行確定。
[0073]圖5示意性地示出了由本發(fā)明方法制造的切向切削刀片I的一個示例。切削刀片是橫孔切削刀片，即，其具有貫穿的橫孔9。切削刀片具有上側(cè)前刀面和下側(cè)前刀面2和3，它們各自包括周向切削刃4。在每一個前刀面的中心，形成了用于斷屑的切屑面10。在圖5中，僅上側(cè)前刀面2是可見的，然而，上側(cè)前刀面和下側(cè)前刀面是相同的。在制造期間，前刀面2和3通過上沖頭和下沖頭形成。切削刀片I還包括在上側(cè)前刀面和下側(cè)前刀面2和3之間延伸的相對的前表面5和6以及相對的側(cè)表面7和8。在制造期間，前表面和側(cè)表面通過模具腔12的壁形成。用于將切削刀片夾緊到刀具保持器(未示出)的橫孔9在前刀面2和3之間軸向地延伸并穿過相對的前表面5和6。因此，橫孔9在刀片的制造期間不平行于沖壓方向，而比如垂直于沖壓方向延伸。
[0074]盡管詳細(xì)公開了特定實施例，但是這僅為圖示目的作出且不是限制性的。特別是，設(shè)想到的是，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以作出各種替代、改變和修改。
[0075]例如，在壓實步驟期間，由相對的沖頭施加的力F可以被測量且用于控制芯桿15轉(zhuǎn)動的角度和頻率(參見圖3e)。施加的力F對應(yīng)于切削刀片坯體的總體密度，且因此也對應(yīng)于芯桿和粉末之間的摩擦并因而適合于用于最優(yōu)化芯桿轉(zhuǎn)動的角度和頻率以避免裂紋形成。
[0076]還可以測量施加在芯桿上的扭矩并使用該值來控制芯桿的轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動頻率。
【權(quán)利要求】
1.一種通過使用沖壓工具(20)制造具有通孔(9)的切削刀片(I)的方法，所述沖壓工具(20)包括模具(11)、第一沖頭(13)和第二沖頭(14)，以及芯桿(15)，所述模具(11)具有沿著第一沖壓軸線(A)延伸穿過所述模具(11)的模具腔(12)，所述第一沖頭(13)和第二沖頭(14)能夠朝向和遠(yuǎn)離彼此且沿著所述第一沖壓軸線(A)移動，所述芯桿(15)布置成在與第一沖壓軸線(A)不平行的方向上插入到所述模具腔(12)內(nèi)，所述方法包括以下步驟: 將所述第一沖頭(13)和第二沖頭(14)移動到模具填充位置； 將所述芯桿(15)插入到所述模具腔(12)內(nèi)； 用粉末填充所述模具腔(12)； 將所述第一沖頭(13)和第二沖頭(14)在所述模具腔(12)內(nèi)沿第一沖壓軸線(A)朝向彼此移動，以將圍繞所述芯桿(15)的粉末壓實成切削刀片坯體； 將所述芯桿(15)和所述第一沖頭(13)和第二沖頭(14)移動到頂出位置，以允許從所述模具(11)移走所述切削刀片坯體； 燒結(jié)所述切削刀片坯體； 其特征在于，在壓實步驟的至少一部分期間，使所述芯桿(15)在圍繞其縱向軸線(B)的交替方向上轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述芯桿(15)圍繞其縱向軸線(B)轉(zhuǎn)動相同的預(yù)定角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述芯桿(15)圍繞其縱向軸線(B)轉(zhuǎn)動不同的預(yù)定角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述預(yù)定角度是<180°，優(yōu)選的是彡 90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述預(yù)定角度是5°-40°，更優(yōu)選的是10-30°，更優(yōu)選的是5-20°，更優(yōu)選的是10-20°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其中所述芯桿(15)在壓實步驟的50-95%期間轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法,其中所述芯桿(15)布置成在與所述第一沖壓軸線(A)垂直的方向上插入到所述模具腔(12)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述芯桿(15)在所述壓實步驟期間轉(zhuǎn)動預(yù)定數(shù)量的次數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一沖頭(13)和第二沖頭(14)的速度在所述壓實步驟期間根據(jù)所述芯桿的轉(zhuǎn)動的預(yù)定數(shù)量進(jìn)行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其中施加在相對的所述沖頭(13、14)上的力(F)在所述壓實步驟期間被測量并用于控制所述芯桿的轉(zhuǎn)動角度和/或轉(zhuǎn)動的數(shù)量。
11.一種用于制造具有通孔(9)的切削刀片(I)的布置設(shè)備(100)，其中所述布置設(shè)備(100)包括: 沖壓工具(20)，所述沖壓工具(20)包括模具(11)、第一沖頭(13)和第二沖頭(14)，以及芯桿(15)，所述模具(11)具有沿著第一沖壓軸線(A)延伸穿過所述模具(11)的模具腔(12)，所述第一沖頭(13)和第二沖頭(14)能夠朝向和遠(yuǎn)離彼此且沿著所述第一沖壓軸線(A)移動，所述芯桿(15)布置成在與所述第一沖壓軸線(A)不平行的方向上插入到所述模具腔(12)內(nèi)， 其特征在于，所述布置設(shè)備(100)還包括驅(qū)動裝置(30)，所述驅(qū)動裝置(30)布置用以使所述芯桿(15)在圍繞其縱向軸線(B)的交替方向上轉(zhuǎn)動預(yù)定角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的布置設(shè)備，其中所述芯桿(15)具有圓形橫截面。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的布置設(shè)備，其中所述芯桿(15)具有非圓形橫截面。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項所述的布置設(shè)備，其中所述芯桿(15)包括第一芯桿段(15a)和第二芯桿段(15b),所述第一芯桿段(15a)和第二芯桿段(15b)布置成從相反方向插入到所述模具腔(12)內(nèi)，使得每一個芯桿段(15a、15b)的前部(18a、18b)在所述模具腔(12)內(nèi)相互接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一項所述的布置設(shè)備，包括用于燒結(jié)所述切削刀片坯體的燒結(jié)爐(60)。
【文檔編號】B22F3/16GK104209519SQ201410233941
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】亞爾馬·斯塔夫 申請人:山特維克知識產(chǎn)權(quán)股份有限公司