專(zhuān)利名稱(chēng)：超硬材料切削刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬切削加工領(lǐng)域，尤其涉及一種特殊材料制作的切削刀片。
背景技術(shù)：
超硬材料是一種在超高溫和高壓條件下人工合成的材料，具有非常高的硬度，用該材料制造的切削刀具，可用于黑色金屬、有色金屬(如鋁、銅及其合金等)、非金屬(如木 材、復(fù)合地板及石材等)等材料的高速高精度加工。CN200520143724. 8號(hào)中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種超硬刀片，該專(zhuān)利僅提出了連接的方式 而沒(méi)有明確其連接的結(jié)構(gòu)，從其實(shí)施例中可明顯看到凹槽為直角結(jié)構(gòu)，當(dāng)切削刀尖受到一 個(gè)切削力時(shí)，切削刀尖除承受切削力外，將只承受兩種力即刀片基體與切削刀尖之間的連 接力和刀片基體對(duì)切削刀尖的支撐力。CN200520143723. 3號(hào)中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種超硬刀 片，該超硬刀片的超硬材料刀頭與刀片基體通過(guò)彼此之間的凸臺(tái)及對(duì)應(yīng)凹槽結(jié)合在一起。 該刀片在使用過(guò)程中，當(dāng)切削刀尖受到一個(gè)切削力時(shí)，切削刀尖除承受切削力外，將只承受 一種力即刀片基體與切削刀尖之間的連接力。另外，結(jié)合配件凸臺(tái)及對(duì)應(yīng)凹槽，因?yàn)樾螤?復(fù)雜而增加制造成本。上述兩項(xiàng)專(zhuān)利所公開(kāi)的超硬刀片，其刀片基體與超硬材料制成的切 削刀尖之間是直接連接，由于普通金屬對(duì)超硬材料的潤(rùn)濕性極差，采用焊接的方法連接，其 連接強(qiáng)度很小，焊接不牢，因此在金屬切削過(guò)程中，由于刀片基體與切削刀尖的連接強(qiáng)度不 夠，在切削力的作用下，切削刀尖容易從刀片基體上脫落，刀片過(guò)早失效。CN200610107352. 2號(hào)中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種超硬復(fù)合刀片制造方法。該方法是采用 超硬材料的制備方法來(lái)制造具有超硬材料刀尖的切削刀片，其中采用的高溫高壓燒結(jié)工藝 大大提高了刀片的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種連接強(qiáng)度較高、操作穩(wěn) 定性好、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成型加工容易、制作成本低的超硬材料切削刀片。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種超硬材料切削刀片，所述切 削刀片包括刀片基體和固接于刀片基體上的切削刀尖，所述切削刀尖為超硬材料，所述刀 片基體為硬質(zhì)合金材料，所述刀片基體與切削刀尖的結(jié)合面包括結(jié)合底面和結(jié)合側(cè)面，所 述結(jié)合底面與結(jié)合側(cè)面所形成的夾角α為銳角。該技術(shù)方案提供的是一種楔入式連接的 超硬材料切削刀片，此種結(jié)構(gòu)的切削刀片相比現(xiàn)有技術(shù)的切削刀片，雖然結(jié)構(gòu)變化不大，但 是卻大大提高了切削刀尖的受力，而且對(duì)刀片的生產(chǎn)加工設(shè)備無(wú)特別要求，非常適于工業(yè) 化推廣和應(yīng)用。作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供另一種更加優(yōu)選的超硬材料切削刀片，所 述切削刀片包括刀片基體和切削刀尖，所述切削刀尖包括固接于刀片基體上的刀尖基片和 固接于該刀尖基片上的切削刃尖，所述切削刃尖為超硬材料，所述刀片基體和刀尖基片為 硬質(zhì)合金材料，在垂直切削刀片基面且過(guò)切削刀尖的任一切削刀片的截面圖中，切削刀尖與刀片基體的結(jié)合面所形成的夾角α為銳角。本發(fā)明的上述技術(shù)方案主要是基于以下原理首先能形成一杠桿力，有利于優(yōu)化 刀尖的受力狀態(tài)；第二，超硬材料脆性大，在生產(chǎn)制作過(guò)程中可能會(huì)由于熱脹冷縮的作用使 切削刀尖的超硬材料與硬質(zhì)合金基體之間產(chǎn)生擠壓而崩缺，甚至可能會(huì)使超硬材料層與硬 質(zhì)合金基片發(fā)生分離，銳角α可有效地減少此種缺陷的產(chǎn)生。此外，本發(fā)明的上述切削刀 片在外觀(guān)上也更為美觀(guān)。上述優(yōu)選的超硬材料切削刀片中，所述刀片基體和刀尖基片的結(jié)合面處的連接介 質(zhì)最優(yōu)選為銀基釬焊料或銅基釬焊料。更進(jìn)一步的，所述連接介質(zhì)的厚度hi ^ IOym0上述的各超硬材料切削刀片中，所述超硬材料優(yōu)選為聚晶金剛石(PCD)材料或聚 晶立方氮化硼(PCBN)材料。上述的各超硬材料切削刀片中，所述結(jié)合底面最好基本保持水平，因?yàn)檫@有利于 刀尖基片的加工成型，簡(jiǎn)化該超硬材料切削刀片的制備工藝。但是，本發(fā)明切削刀片中的結(jié) 合底面并不限于是水平的，結(jié)合底面完全可以向刀片中心方向傾斜一定角度。此外，所述刀 片基體和切削刀尖的結(jié)合面可以是完全貼合(即切削刀尖上的結(jié)合面夾角α 1與刀片基體 上的結(jié)合面夾角α 2相等)；在靠近結(jié)合底面和結(jié)合側(cè)面的相交部(即拐角部)處，也可以存 在少量間隙(即切削刀尖上的結(jié)合面夾角α 1略大于刀片基體上的結(jié)合面夾角α 2)。上述的各超硬材料切削刀片中，所述銳角α的角度優(yōu)選為85° 89. 99°，最優(yōu) 選為88° 89. 9°。上述的各超硬材料切削刀片中，所述切削刀尖的厚度h2與刀片基體的厚度h3的 比值優(yōu)選為1 (2 16)?？紤]到切削刀片的形狀和種類(lèi)多種多樣，所述切削刀尖的形狀可以為三角形、四 邊形、近似的半圓形、圓環(huán)形或其他多邊形等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明切削刀片的強(qiáng)度更高、受力狀態(tài) 更好，大大提高了切削操作的穩(wěn)定性；2)本發(fā)明切削刀片的切削刀尖與刀片基體的連接強(qiáng) 度較高，可減少掉片，延長(zhǎng)了刀片的使用壽命；3)本發(fā)明的切削刀片不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低 廉，易于加工成型，而且對(duì)生產(chǎn)設(shè)備無(wú)特別要求，可直接利用現(xiàn)有的加工設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，有 利于大批量、規(guī)?；剡M(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的超硬材料切削刀片的俯視圖； 圖2為圖1沿A-A向的剖視圖3為圖1沿B-B線(xiàn)的局部剖面圖； 圖4為圖1沿C-C線(xiàn)的局部剖面圖； 圖5為圖2在D處的局部剖視圖6為圖1所示切削刀片的另一種變通實(shí)施方式一的局部剖視圖； 圖7為圖1所示切削刀片的另一種變通實(shí)施方式二的局部剖視圖； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的超硬材料切削刀片的俯視圖； 圖9為圖8沿E-E向的剖視圖； 圖10為本發(fā)明實(shí)施例3的超硬材料切削刀片的俯視4圖11為圖10沿F-F向的剖視圖。圖例說(shuō)明
1、刀片基體；11、基面；2、切削刀尖；21、切削刃尖；22、刀尖基片；3、安裝孔；4、結(jié)合底
面；5、結(jié)合側(cè)面。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1
一種如圖1 圖5所示的本發(fā)明的超硬材料切削刀片，該超硬材料切削刀片為一基面 11為三角形的切削刀片，在基面11的中心設(shè)有一安裝孔3。該切削刀片包括刀片基體1和 位于角部的切削刀尖2，刀片基體1的厚度h3=3. 98mm,切削刀尖2的厚度h2=l. 60mm,切削 刃尖21的厚度h4=0. 7mm ；切削刀尖2包括固接于刀片基體1上的刀尖基片22和固接于刀 尖基片22上的切削刃尖21，整個(gè)切削刀尖2與刀片基體1的結(jié)合面包括一基本保持水平的 結(jié)合底面4和一與豎直平面呈一夾角的結(jié)合側(cè)面5。刀片基體1與切削刀尖2的結(jié)合面包 括結(jié)合底面4和結(jié)合側(cè)面5，結(jié)合底面4與結(jié)合側(cè)面5所形成的夾角α為銳角，具體到本實(shí) 施例中，該夾角α的度數(shù)為85°。圖2、圖3、圖4分別為過(guò)切削刃尖不同位置處的截面圖 或剖視圖，在這些圖中可以看出，結(jié)合面所形成的夾角α均為銳角。本實(shí)施例切削刀片的刀片基體1和刀尖基片22均為硬質(zhì)合金材料，切削刃尖21 為聚晶金剛石材料。刀片基體1和刀尖基片22的結(jié)合面處的連接介質(zhì)則為銀基釬焊料，該 連接介質(zhì)的厚度hl=3ym。本實(shí)施例的超硬材料切削刀片是通過(guò)以下方法制備得到首先，本實(shí)施例的切削 刃尖21是通過(guò)采用超硬材料的制備工藝固接到刀尖基片22上，得到切削刀尖2 ；然后，采 用砂輪磨削的方法在刀片基體1上加工出帶銳角α的凹槽，同時(shí)在切削刀尖2上加工出帶 銳角α的拐角部；再利用高頻焊接，使刀尖基片22在高頻感應(yīng)焊接機(jī)的作用下通過(guò)銀基釬 焊料固接在刀片基體1上，并保持切削刀尖2的拐角部與刀片基體1上帶銳角的凹槽相配 合；最后經(jīng)電腐蝕加工和/或砂輪磨削加工，并經(jīng)常規(guī)的后續(xù)處理后得到本實(shí)施例的超硬 材料切削刀片。本實(shí)施例的切削刀尖的另一種變通實(shí)施方式如圖6所示，圖6中的切削刀尖21不 包含刀尖基片和連接介質(zhì)，整個(gè)切削刀尖21全部是由聚晶金剛石或聚晶立方氮化硼材料 制成，其制作成本相對(duì)而言有所增加。此外，圖6所示切削刀尖21的結(jié)合底面4與水平面 有一傾角β，這種楔入式的連接結(jié)構(gòu)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。本實(shí)施例的切削刀尖的另一種變通實(shí)施方式如圖7所示，圖7中的切削刀尖21與 刀片基體1的結(jié)合面并不是完全貼合，即切削刀尖21上的結(jié)合面夾角α 1與刀片基體1上 的結(jié)合面夾角α 2并不完全相等；該變通實(shí)施方式中靠近結(jié)合底面4和結(jié)合側(cè)面5的相交 部處存在有一定間隙，這是因?yàn)榍邢鞯都?1上的結(jié)合面夾角α 1略大于刀片基體1上的結(jié) 合面夾角α2所致。這種帶微量間隙式的連接結(jié)構(gòu)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。該實(shí)施方 式中結(jié)合面夾角α 1即可視為結(jié)合底面4與結(jié)合側(cè)面5所形成的夾角α。實(shí)施例2
一種如圖8 圖9所示的本發(fā)明的超硬材料切削刀片，該超硬材料切削刀片為一基面 11為菱形的切削刀片，在基面11的中心設(shè)有一安裝孔3。該切削刀片包括刀片基體1和位于角部的切削刀尖2，刀片基體1的厚度h3= 4. 76mm，切削刀尖2的厚度h2=l. 60mm，切削刃 尖21的厚度h4=0. 9mm ；切削刀尖2包括固接于刀片基體1上的刀尖基片22和固接于刀尖 基片22上的切削刃尖21，整個(gè)切削刀尖2與刀片基體1的結(jié)合面包括一基本保持水平的結(jié) 合底面4和一與豎直平面呈一夾角的結(jié)合側(cè)面5。刀片基體1與切削刀尖2的結(jié)合面包括 結(jié)合底面4和結(jié)合側(cè)面5，結(jié)合底面4與結(jié)合側(cè)面5所形成的夾角α為銳角(參見(jiàn)圖9)，具 體到本實(shí)施例中，該夾角α的度數(shù)為88°。本實(shí)施例切削刀片的刀片基體1和刀尖基片22均為硬質(zhì)合金材料，切削刃尖21 為聚晶立方氮化硼材料。刀片基體1和刀尖基片22的結(jié)合面處的連接介質(zhì)則為銀基釬焊 料，該連接介質(zhì)的厚度為3 μ m。本實(shí)施例切削刀片的制備方法與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例的切削刃尖21是通過(guò)采用超硬材料的制備工藝固接到刀尖基片22上， 刀尖基片22則在高頻感應(yīng)焊接機(jī)的作用下通過(guò)銀基釬焊料過(guò)渡連接。實(shí)施例3
一種如圖10 圖11所示的本發(fā)明的超硬材料切削刀片，該超硬材料切削刀片為一 基面11為六邊形的切削刀片，在基面11的中心設(shè)有一安裝孔3。該切削刀片包括刀片 基體1和位于角部的梯形切削刀尖2，刀片基體1的厚度h3=6. 36mm,切削刀尖2的厚度 h2=l. 60mm,切削刃尖21的厚度h4=0. 5mm ；切削刀尖2包括固接于刀片基體1上的刀尖基 片22和固接于刀尖基片22上的切削刃尖21，整個(gè)切削刀尖2與刀片基體1的結(jié)合面包括 一基本保持水平的結(jié)合底面4和一與豎直平面呈一夾角的結(jié)合側(cè)面5。刀片基體1與切削 刀尖2的結(jié)合面包括結(jié)合底面4和結(jié)合側(cè)面5，結(jié)合底面4與結(jié)合側(cè)面5所形成的夾角α 為銳角(參見(jiàn)圖11)，具體到本實(shí)施例中，該夾角α的度數(shù)為89.5°。本實(shí)施例切削刀片的刀片基體1和刀尖基片22均為硬質(zhì)合金材料，切削刃尖21 為聚晶金剛石材料。刀片基體1和刀尖基片22的結(jié)合面處的連接介質(zhì)則為銀基釬焊料，該 連接介質(zhì)的厚度為4μπι。本實(shí)施例切削刀片的制備方法與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例的切削刃尖21是通過(guò)采用超硬材料的制備工藝固接到刀尖基片22上， 刀尖基片22則在高頻感應(yīng)焊接機(jī)的作用下通過(guò)銀基釬焊料過(guò)渡連接。采用上述各實(shí)施例制備的超硬材料切削刀片，配合適當(dāng)?shù)牡毒吆颓邢鲄?shù)，能有 效地增加刀片基體1與切削刀尖2的連接強(qiáng)度，減少掉片，延長(zhǎng)刀片的使用壽命。上述各實(shí)施例僅僅是為更清楚地描述本發(fā)明的內(nèi)容，但并不能構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限 制，任何與本發(fā)明構(gòu)成實(shí)質(zhì)性相同或等同的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種超硬材料切削刀片，所述切削刀片包括刀片基體(1)和固接于刀片基體(1)上的切削刀尖(2)，所述切削刀尖(2)為超硬材料，所述刀片基體(1)為硬質(zhì)合金材料，其特征在于所述刀片基體(1)與切削刀尖(2)的結(jié)合面包括結(jié)合底面(4)和結(jié)合側(cè)面(5)，所述結(jié)合底面(4)與結(jié)合側(cè)面(5)所形成的夾角α為銳角。
2.一種超硬材料切削刀片，所述切削刀片包括刀片基體(1)和切削刀尖(2)，所述切削 刀尖(2)包括固接于刀片基體(1)上的刀尖基片(22)和固接于刀尖基片(22)上的切削刃 尖(21)，所述切削刃尖(21)為超硬材料，所述刀片基體(1)和刀尖基片(22)為硬質(zhì)合金材 料，其特征在于所述刀片基體(1)與切削刀尖(2)的結(jié)合面包括結(jié)合底面(4)和結(jié)合側(cè)面 (5)，所述結(jié)合底面(4)與結(jié)合側(cè)面(5)所形成的夾角α為銳角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述刀片基體(1)和刀尖基 片(22)的結(jié)合面處的連接介質(zhì)為銀基釬焊料或銅基釬焊料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述連接介質(zhì)的厚度 hi < 10 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述超硬材 料為聚晶金剛石材料或聚晶立方氮化硼材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述結(jié)合底 面基本保持水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述銳角α 的角度為85° 89. 99°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述銳角α的角度為 88° 89. 9°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述切削刀 尖(2)的厚度h2與刀片基體(1)的厚度h3的比值為1 (2 16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特殊材料制作的切削刀片，具體公開(kāi)了一種超硬材料切削刀片，該切削刀片包括刀片基體和固接于刀片基體上的切削刀尖，切削刀尖可以含有一過(guò)渡連接的刀尖基片，刀尖基片和刀片基體為硬質(zhì)合金材料，切削刀尖為超硬材料，刀片基體與切削刀尖的結(jié)合面包括結(jié)合底面和結(jié)合側(cè)面，結(jié)合底面與結(jié)合側(cè)面所形成的夾角α為銳角。本發(fā)明的切削刀片具有連接強(qiáng)度較高、操作穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成型加工容易、制作成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23B27/20GK101954498SQ20101029295
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者姚學(xué)祥, 李屏, 王社權(quán), 高智 申請(qǐng)人:株洲鉆石切削刀具股份有限公司