專利名稱：表面包覆切削刀片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝于刀片裝卸式的各種工具上以用來進行切削加工的表面包覆切削刀片及其制造方法。
本申請要求于2005年12月2日申請的日本專利申請第2005-349651號的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此引入。
背景技術(shù)：
切削刀片具有以碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷或陶瓷等硬質(zhì)材料為母材的(例如多邊形板狀)刀片主體，在其前面和后面的交叉棱線部形成切削刃。該切削刀片安裝在刀片裝卸式的工具上，被廣泛應(yīng)用于金屬切削材料的切削加工。另外，對于這樣的切削刀片，主要考慮到要提高其耐磨性，提出了在刀片主體的表面上包覆有包覆層的表面包覆切削刀片，該包覆層是由例如元素周期表中的IVa、Va、VIa族金屬以及Al、Si中的一種的碳化物、氮化物、氧化物、硼化物或其復(fù)合化合物而形成的單層或兩層以上的多層包覆層。
而且，對于這樣的表面包覆切削刀片，在例如專利文獻1、2中也提出了以機械方式去除這樣的包覆層的一部分、或者使包覆層的表面平滑化的切削刀片。也就是說，在專利文獻1中公開了以下的切削刀片，即，僅從切削刃輪廓線或者前面與切削刃輪廓線雙方以機械方式去除形成于α-Al2O3層上的TiCxNyOz層，而在后面上保留TiCxNyOz層。將相對于擴散前面磨損和熔敷(涂抹，smearing)的抵抗性強的Al2O3作為前面和切削刃的最外層，而在后面將相對于后面磨損的抵抗性強的TiCxNyOz作為最外層以代替相對來說較早產(chǎn)生磨損的Al2O3，從而可以在前面和后面同時發(fā)揮出優(yōu)良的耐磨損性。另外，可以舉出刷光、拋光、干式或濕式噴砂處理作為機械方式的去除方法。
在專利文獻2中公開了下述方案，即，為了可以簡單地檢測出切削刃是沒有使用過還是已經(jīng)用過了，而在后面上設(shè)置使用狀態(tài)顯示層。而且，示出了如下方法，即，希望包覆Al2O3作為減少磨損的包覆膜，然后包覆TiN層作為最外層，再通過刷光或噴砂來從前面和切削刃以機械方式去除作為使用狀態(tài)顯示層的TiN層。
在專利文獻1、2中記載的該包覆層的機械去除方法中，采用刷子進行的刷光、拋光處理如下所述，例如，采用含有磨料的尼龍刷、添加了金剛石磨漿的動物毛刷或者彈性磨具等來對切削刀片的表面進行拋光。
但是，為了在普通切削刀片的切削刃的珩磨和研磨處理中也能應(yīng)用這種處理，該處理的加工能量較高。并且，由于加工能量較強地作用在刀片主體中特別是形成有突出的切削刃的上述交叉棱線部，所以，在該交叉棱線部不僅去除了最外層的TiCxNyOz層和TiN層，還有可能將其下面的部分Al2O3層也研磨得較薄。另外，在干式噴砂那樣的噴砂處理中，加工能量也較高，有可能在去除了最外層而露出的Al2O3層的表面上產(chǎn)生研磨傷等，或者是表面粗糙度劣化，或者導(dǎo)致刀片自身的韌性下降。
而且，在上述采用刷子或彈性磨具進行的刷光、拋光中，只能逐面對切削刀片進行處理。特別是，對于在板狀刀片主體的正反兩面形成有切削刃的負型切削刀片等，無法避免處理效率下降的問題。另外，即使在利用噴砂進行的干式或濕式噴砂處理中，在將切削刀片嵌入到形成于例如硬質(zhì)聚氨酯等制的夾具上的孔中，或者將設(shè)置于夾具上的銷插入到切削刀片的安裝孔中，從而將該切削刀片設(shè)定于夾具上，然后進行噴砂處理的情況下，還是只能逐面處理，并且，若噴砂的研磨材料噴射方向為單方向的話，則無法均勻地對切削刀片整周進行處理，從而會制造出切削刃和前面的狀態(tài)局部不同的切削刀片。
日本特開平8-52603號公報；[專利文獻2]日本特開2002-144108號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是在這樣的背景下提出的，其目的在于提供一種表面包覆切削刀片的制造方法，在對刀片主體表面上形成有包覆層的切削刀片進行去除局部包覆層或使其表面平滑化的處理的情況下，不存在去除必要量以上的包覆層、反而導(dǎo)致表面粗糙度劣化的問題，并且，可以均勻且高效地進行處理。
本發(fā)明的表面包覆切削刀片的制造方法，借助可繞軸線旋轉(zhuǎn)的一對旋轉(zhuǎn)軸夾入并保持表面包覆切削刀片，邊使其繞上述軸線旋轉(zhuǎn)，邊借助至少一個噴槍向上述表面包覆切削刀片的表面噴射研磨液，來進行濕噴砂。
也可以以前面與上述軸線垂直地朝向上述軸線方向的方式，夾入并保持上述刀片。
也可以在借助上述噴槍進行濕噴砂期間，控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)時間和旋轉(zhuǎn)速度。
也可以在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或者旋轉(zhuǎn)角度位置，控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。
也可以在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個上述旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變化。
也可以在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個上述旋轉(zhuǎn)角度位置，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)停止。
也可以在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或者旋轉(zhuǎn)角度位置，使上述噴槍噴出的研磨液的噴射壓力變化。
也可以在一個或多個上述旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變化。
也可以在一個或多個上述旋轉(zhuǎn)角度位置，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)停止。
也可以設(shè)計成，可以調(diào)整上述噴槍噴出的研磨液的噴射方向與上述軸線所成的噴射角。
也可以在上述一對旋轉(zhuǎn)軸中的至少一個上安裝遮蔽部件，對上述表面包覆切削刀片的表面進行遮蔽，而進行濕噴砂。
也可以由多個噴槍進行濕噴砂。
也可以設(shè)計成，上述多個噴槍隔著旋轉(zhuǎn)軸的軸線位于相反側(cè)，并且配置成，噴嘴朝向保持在該旋轉(zhuǎn)軸上的切削刀片側(cè)。
也可以設(shè)計成，上述多個噴槍隔著一對旋轉(zhuǎn)軸之間的部分在軸線方向上位于相反側(cè)。
也可以設(shè)計成，上述表面包覆切削刀片形成為多邊形板狀。
上述表面包覆切削刀片的母材可以是碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷或陶瓷。
在本發(fā)明中，對表面包覆切削刀片進行的濕噴砂處理，是將含有噴射研磨材料的液體(一般是水)即研磨液噴射到被處理物上而進行研磨。與上述那樣的采用彈性磨具或刷子的機械加工相比自不必說，即使與干式噴砂處理那樣的噴砂處理相比，也是加工能量較弱的軟加工，這是由于液體在與被處理物之間使噴射研磨材料的運動能量衰減。因此，通過將其用于去除本發(fā)明那樣的表面包覆切削刀片的一部分包覆層或使之表面平滑化，可以防止過度去除必要量以上的包覆層而導(dǎo)致上述包覆層局部變薄、或者表面粗糙度劣化的問題。另外，特別是在上述交叉棱線部，也沒有強加工能量局部作用，所以，也不會產(chǎn)生僅對形成切削刃的該交叉棱線部進行過處理的問題。
而且，在本發(fā)明的制造方法中，由可繞軸線旋轉(zhuǎn)的一對旋轉(zhuǎn)軸夾入并保持表面包覆切削刀片，借助這些旋轉(zhuǎn)軸使切削刀片旋轉(zhuǎn)，并且借助噴槍朝上述表面包覆切削刀片的表面噴射研磨液、進行濕噴砂。由此，可以在切削刀片的整周進行均勻的處理。而且，在上述軸線方向上，在切削刀片的兩側(cè)具有噴槍，這樣，即使對于在刀片主體的正反兩面形成有切削刃的負型切削刀片來說，也可以同時進行雙面處理，效率高。此外，通過這樣由旋轉(zhuǎn)軸夾入并保持切削刀片，與例如將刀片設(shè)置在上述具有孔或銷的夾具上的情況相比，容易實現(xiàn)自動化，也可以使噴砂處理自動化。因此，可以通過批量生產(chǎn)來制造出經(jīng)濟且品質(zhì)穩(wěn)定的表面包覆切削刀片。
在此，若來自上述噴槍的研磨液的噴射壓力、研磨液中的研磨材料含有量、或者切削刀片與噴槍之間的距離等恒定的話，則切削刀片的各部分通過濕噴砂處理所接受的被處理量(研磨量)，會受到對切削刀片進行濕噴砂處理的時間即旋轉(zhuǎn)時間、以及切削刀片繞軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速即旋轉(zhuǎn)速度的影響。若旋轉(zhuǎn)時間過短，則被處理量少，存在無法獲得充分的表面平滑化的危險，而若是旋轉(zhuǎn)時間過長，則會產(chǎn)生去除了必要量以上的包覆層的危險。另外，在進行濕噴砂處理期間，若旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度、即切削刀片的旋轉(zhuǎn)速度過快，則也存在難以獲得充分的平滑化的危險。而若旋轉(zhuǎn)速度過慢，則處理會集中到各部分，雖說是濕噴砂處理，但是還是會存在使包覆層局部變薄的危險。因此，對于這樣由旋轉(zhuǎn)軸保持而旋轉(zhuǎn)的切削刀片，為了進行更可靠且充分均勻的處理，希望在由上述噴槍進行濕噴砂期間，控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)時間和旋轉(zhuǎn)速度。
另外，上述那樣的切削刀片，除了被稱之為所謂圓塊(駒)刀片的圓板狀刀片以外，一般形成為上述那樣的多邊形板狀等。因此，即使噴槍與旋轉(zhuǎn)軸軸線之間的距離一定，被實施濕噴砂處理的刀片主體表面的包覆層與噴槍之間的距離還是會隨著旋轉(zhuǎn)而變化，所以，各部位的被處理量會存在差異。另一方面，對于這樣的多邊形板狀的切削刀片，若將其多邊形面的棱邊部作為切削刃，則即使在該切削刃中，也大多將實際參與切削加工的切削刃限定在該多邊形面的角部側(cè)的范圍內(nèi)。因此，有時存在如下的要求，即，在該角部即角部側(cè)，對切削刃、以及與形成該切削刃的交叉棱線部相連的前面或后面進行集中的處理，而在其他部位則抑制處理，從而獲得高效化。
因此，對于這樣的多邊形板狀切削刀片，在下述兩種情況下，希望在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變化，所述兩種情況是指增強對隨著旋轉(zhuǎn)而距離增加從而變得難以處理的部分的處理，并且，抑制對因距離的縮短而變得易于處理的部位的處理，由此來在刀片主體的整周進行可靠且均勻的處理；或者，與上述情況相反，在上述角部等處增強集中處理，而在其他部位則抑制處理，由此來實現(xiàn)進一步的高效化。
也就是說，在距離變遠而變得難以處理的部位或想要集中處理的部位處于與噴槍對置的位置時，在旋轉(zhuǎn)軸的上述旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，降低該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度，從而可以對上述部位進行充分的濕噴砂處理。反之，在容易處理的部位或要簡略化的部位處于與噴槍對置的位置時，在旋轉(zhuǎn)軸的上述旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，加快旋轉(zhuǎn)速度，從而可以抑制處理。特別是，在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個旋轉(zhuǎn)角度位置，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)停止，這樣，對于在該旋轉(zhuǎn)角度位置與噴槍對置的部位，可以進行更加可靠且充分的濕噴砂處理。
另一方面，例如在以上述那樣的多邊形板狀切削刀片的側(cè)面上形成的后面為主進行濕噴砂處理的情況下，將上述噴槍噴出的研磨液的噴射方向與上述軸線所成的噴射角設(shè)定為90度。另外，在以形成于多邊形面上的前面為主進行濕噴砂處理的情況下，將該噴射角設(shè)定為0度。而且，在對后面和前面這兩個面進行處理的情況下，將噴射角設(shè)定為銳角。因此，若可以調(diào)整該噴射角，則可以與進行處理的部位相對應(yīng)地設(shè)定理想的噴射方向。
另外，例如，若如專利文獻1中所述那樣僅從切削刃輪廓線上去除形成于α-Al2O3層上的TiCxNyOz層，則為了不去除該切削輪廓線以外的部分上的包覆層，希望在切削刀片表面的包覆層上進行遮蔽。在這種情況下，由于在本發(fā)明的制造方法中是通過一對旋轉(zhuǎn)軸來夾入并保持該表面包覆切削刀片，所以，通過將遮蔽部件安裝在這一對旋轉(zhuǎn)軸中的至少一個上，僅用一對旋轉(zhuǎn)軸進行夾入，就可以一邊對表面包覆切削刀片的表面進行遮蔽、一邊進行濕噴砂。因此，與例如對要進行處理的切削刀片的一個個表面進行遮蔽處理的情形相比，可以大幅度簡化作業(yè)，即使在批量生產(chǎn)進行了這樣的濕噴砂處理的表面包覆切削刀片的情況下，也可以容易地進行應(yīng)對。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式(第一實施方式)的制造裝置的圖。
圖2是用于說明采用圖1所示制造裝置進行濕噴砂處理來制造表面包覆切削刀片W的情況下的、本發(fā)明的一個實施方式的圖。
圖3是表示采用圖2的實施方式而實施了濕噴砂處理的表面包覆切削刀片W的一個例子的立體圖。
圖4是用于說明本發(fā)明制造方法的第二實施方式的圖。
圖5是用于說明本發(fā)明制造方法的第三實施方式的圖。
圖6是用于說明本發(fā)明制造方法的第四實施方式的圖。
圖7是用于說明本發(fā)明制造方法的第五實施方式的圖。
圖8是用于說明本發(fā)明制造方法的第六實施方式的圖。
具體實施例方式
圖1表示本發(fā)明的一個實施方式(第一實施方式)的表面包覆切削刀片的制造裝置的一個例子，圖2用于說明采用該裝置的本發(fā)明的一個實施方式。
其中，在圖1所示的制造裝置中，一對旋轉(zhuǎn)軸1以末端彼此相互對置的方式隔開間隔，被同軸支承，能繞例如沿水平方向延伸的軸線O相互向同一方向旋轉(zhuǎn)，并且，在該軸線O的側(cè)方(圖1中的上側(cè))具有噴槍2，如圖2所示，該噴槍2通過向保持在上述旋轉(zhuǎn)軸1之間的表面包覆切削刀片W的表面噴射研磨液G而進行濕噴砂。
在此，采用本實施方式而實施濕噴砂處理的上述表面包覆切削刀片W，其刀片主體11由以碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷、或陶瓷等硬質(zhì)材料為母材的燒結(jié)合金形成為圖3所示的多邊形板狀(在圖3中為菱形板狀)。也就是說，其表面具有相互平行的一對多邊形面、以及配置在這一對多邊形面的周圍并向該刀片主體11的厚度方向(圖3中的上下方向)延伸的多個側(cè)面。另外，在上述多邊形面的中央，以沿上述厚度方向貫通刀片主體11的方式開設(shè)有安裝孔12，該安裝孔12用于將該刀片主體11安裝在刀片裝卸式切削工具的安裝座上。
在該刀片主體11的上述多邊形面上形成前面13，并且，在上述側(cè)面上形成后面14。在這些前面13和后面14的交叉棱線部15、即上述多邊形面的棱邊部上，形成切削刃16。在具有上述那樣的多邊形板狀刀片主體11的切削刀片中，很少將該多邊形面的所有棱邊部都作為切削刃16加以使用，特別是在菱形板狀的切削刀片中，將該菱形面中成銳角角部17側(cè)的棱邊部專用作切削刃16。
而且，上述表面包覆切削刀片W是負型刀片，其中，形成前面13的一對多邊形面與形成后面14的四個側(cè)面夾著交叉棱線部15向相互垂直交叉的方向延伸。因此，在夾著上述角部17的正反八條棱邊部上形成切削刃16，可以通過使刀片主體11繞上述安裝孔12旋轉(zhuǎn)180度、并進行正反顛倒來隨意使用切削刃16。在形成該切削刃16的上述交叉棱線部15上可以進行圓珩磨等珩磨。
這樣的刀片主體11的表面上，在上述那樣的母材上形成有包覆層18。該包覆層18是由例如元素周期表中的IVa、Va、VIa族金屬以及Al、Si中的一種的碳化物、氮化物、氧化物、硼化物或其復(fù)合化合物形成的單層或兩層以上的多層包覆層，該包覆層被包覆在刀片主體11的整個表面上。在該包覆層18具有元素周期表中的IVa、Va、VIa族金屬以及Al、Si中的一種的碳化物、氮化物、氧化物、硼化物或其復(fù)合化合物層時，希望該元素周期表中的IVa、Va、VIa族金屬從Ti、Zr、Hf、Cr中加以選擇。
這樣的包覆層18可以通過公知的化學(xué)蒸鍍法(CVD)或物理蒸鍍法(PVD)等形成，但是希望采用在高溫下進行包覆且負荷高的高效率加工中使用的化學(xué)蒸鍍法。另外，待包覆的刀片主體11的母材表面，可以進行研磨，也可以是保持原有燒結(jié)表面的所謂M級精度。
在這樣的表面包覆切削刀片W上進行濕噴砂處理的上述制造裝置，用于在刀片主體11上具有上述安裝孔12的切削刀片W，在上述旋轉(zhuǎn)軸1的末端部分別安裝有帽3，該帽3朝向旋轉(zhuǎn)軸1末端側(cè)逐漸變細而呈例如圓錐狀，由硬質(zhì)聚氨酯等彈性材料制成。另外，這一對旋轉(zhuǎn)軸1中的至少一個旋轉(zhuǎn)軸可沿軸線O方向進退。以使刀片主體11的上述厚度方向與該軸線O方向一致的方式，將切削刀片W配置于兩旋轉(zhuǎn)軸1之間，通過使上述至少一個旋轉(zhuǎn)軸1向另一旋轉(zhuǎn)軸前進，可以使各帽3與安裝孔12的開口部緊密接觸來保持切削刀片W，并且，可以使其與旋轉(zhuǎn)軸1一體旋轉(zhuǎn)。因此，如圖2所示，這樣保持著的表面包覆切削刀片W的前面13以與軸線O垂直的方式朝向該軸線O方向，并且，后面14與軸線O平行。
另一方面，噴槍2借助壓縮空氣的壓力，從其末端的噴嘴4朝夾持在上述旋轉(zhuǎn)軸1之間的表面包覆切削刀片W噴出在液體中混合了噴射研磨材料的上述研磨液G，進行濕噴砂。通常采用水作為研磨液G的液體，并且，可以采用氧化鋁、氧化鋯、樹脂類、玻璃類等各種硬質(zhì)介質(zhì)作為噴射研磨材料，優(yōu)選采用粒徑為大約10～500μm左右的微粒，特別優(yōu)選粒徑為10～200μm左右的微粒。在以例如氧化鋁作為介質(zhì)而使用的情況下，研磨液G中所含的研磨材料的量優(yōu)選在15～60wt％的范圍內(nèi)，上述壓縮空氣的壓力(噴射壓力)優(yōu)選在0.05～0.3MPa的范圍內(nèi)。
而且，該噴槍2相對于上述軸線O噴射研磨液G的噴射角θ、即從噴嘴4噴出的研磨液G的噴射方向與軸線O所成的角度，可以在0～90度的范圍內(nèi)調(diào)整。因此，對于上述那樣使前面13朝向軸線O方向的表面包覆切削刀片W，從該前面13側(cè)噴射的噴射角θ相對于軸線O設(shè)定為0～90度。即，如后所述，可以在噴射角θ是0度而與該前面13對置且平行于軸線O以及后面14的方向，到如圖2所示那樣噴射角θ是90度而與后面14對置且垂直于軸線以及后面14的方向之間，對研磨液G的噴射方向進行設(shè)定。在圖示例中，是沿著上述噴射角θ的方向從噴嘴4中平行地噴射研磨液G，但是，也可以以將沿該噴射角θ的方向延伸的直線作為中心的圓錐狀等噴射研磨液G。
另外，使上述旋轉(zhuǎn)軸1繞軸線O旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可由未圖示的控制裝置進行適當?shù)目刂?。在該控制裝置中，可以控制例如旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)時間即對表面包覆切削刀片W進行濕噴砂處理的時間、以及旋轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)速即表面包覆切削刀片W的旋轉(zhuǎn)速度。另外，可以進行如下控制，即，在旋轉(zhuǎn)軸1旋轉(zhuǎn)一周、即表面包覆切削刀片W繞軸線O旋轉(zhuǎn)一周期間，在對應(yīng)于接受噴槍2的研磨液G噴射的位置預(yù)先設(shè)定的一個或多個旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域中，使上述旋轉(zhuǎn)速度斷續(xù)或連續(xù)地變化，或者，在預(yù)先設(shè)定的一個或多個旋轉(zhuǎn)角度位置，使旋轉(zhuǎn)軸1和表面包覆切削刀片W的旋轉(zhuǎn)停止既定時間。而且，從上述噴槍2進行的研磨液G的噴射，也可以由該控制裝置進行控制，控制研磨液G的噴射開始或停止，或當表面包覆切削刀片W處于上述那樣的既定旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或旋轉(zhuǎn)角度位置時，使研磨液G的上述噴射壓力斷續(xù)或連續(xù)地變化。
在采用這樣的制造裝置的本實施方式的制造方法中，如圖2所示，將噴槍2的上述噴射角θ設(shè)定為90度，因此，相對于表面包覆切削刀片W的后面14，從與該后面14對置并垂直于上述厚度方向和軸線O的方向進行研磨液G的噴射。因此，若如上述那樣將表面包覆切削刀片W保持在一對旋轉(zhuǎn)軸1之間并使之旋轉(zhuǎn)、同時由噴槍2進行濕噴砂，則在本實施方式中，主要對包覆到刀片主體11表面的上述后面14上的包覆層18進行研磨、平滑化處理，或者根據(jù)需要對其進行去除處理，并且，對例如后面14與前面13的交叉棱線部15中的后面14側(cè)的部分，也進行處理。
該濕噴砂處理如上所述是將含有噴射研磨材料的液體即研磨液噴射到切削刀片W上而對其表面進行研磨等，所以，與采用彈性磨具或刷子的機械加工相比自不必說，即使與噴砂那樣的干式噴砂處理相比，也是加工能量較弱的軟加工，這是因為，由于研磨液的液體的作用，研磨材料的運動能量衰減。因此，可以防止由于處理而過度去除必要量以上的包覆層18從而導(dǎo)致上述包覆層局部變薄、或者產(chǎn)生研磨傷從而表面粗糙度劣化的問題。另外，特別是在上述交叉棱線部15，也沒有強加工能量局部作用，所以，也不會產(chǎn)生僅對形成切削刃16的該交叉棱線部15進行過處理的問題。
而且，在這樣進行濕噴砂處理時，在上述制造方法中，一邊由可繞軸線O旋轉(zhuǎn)的一對旋轉(zhuǎn)軸1夾入并保持表面包覆切削刀片W，一邊借助這些旋轉(zhuǎn)軸1使切削刀片W旋轉(zhuǎn)，同時，進行濕噴砂。因此，與從單方向?qū)η邢鞯镀琖進行處理的加工相比，可以在切削刀片W的整周實現(xiàn)沒有遺漏的無不均勻現(xiàn)象的均勻處理。而且，通過這樣借助旋轉(zhuǎn)軸1對切削刀片W進行夾持，即使與將刀片設(shè)定在具有上述孔或銷的夾具上的情況等相比，也可以借助例如旋轉(zhuǎn)軸1的上述進退來保持切削刀片W，所以，容易實現(xiàn)自動化，再加上噴砂處理也能自動化，便可以批量生產(chǎn)經(jīng)濟且品質(zhì)穩(wěn)定的、進行了上述處理的表面包覆切削刀片W。
另一方面，在本實施方式中，采用上述噴槍2進行濕噴砂期間的旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)時間是由上述控制裝置來進行控制的。因此，可以防止旋轉(zhuǎn)時間即處理時間過短而導(dǎo)致無法實現(xiàn)表面的充分平滑化等問題，也可以防止相反因旋轉(zhuǎn)時間過長而使包覆層進行了必要量以上的噴砂所導(dǎo)致的被意外去除的問題。另外，與之相應(yīng)地，也可以由上述控制裝置來控制旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)速度、即被處理的切削刀片W的旋轉(zhuǎn)速度。因此，不會存在因旋轉(zhuǎn)速度過快而無法實現(xiàn)充分平滑化的問題，也不會存在相反因旋轉(zhuǎn)速度過慢而集中處理切削刀片W的各個部分所導(dǎo)致的包覆層18局部變薄的問題，因此，可以可靠且充分地實現(xiàn)均勻的處理。
對于根據(jù)本實施方式進行濕噴砂處理的上述菱形板狀那樣的多邊形板狀的切削刀片W來說，即便噴槍2的位置固定從而其與旋轉(zhuǎn)軸1的軸線O之間的距離一定，表面的包覆層18與噴槍2末端的噴嘴4之間的距離也會隨著旋轉(zhuǎn)而變化。為此，切削刀片W的各個部位所接受的濕噴砂的被處理量不同。例如，上述菱形面的銳角角部17，距作為切削刀片W中心的上述安裝孔12的中心線較遠。為此，該角部17距與該中心線同軸的旋轉(zhuǎn)軸1的軸線O也較遠，隨著旋轉(zhuǎn)的進行，當該角部17朝向噴槍2的噴嘴4時，該角部17與噴嘴4之間的距離比切削刀片W的其它部位近。由此，研磨液G被較強地吹噴在該部位，從而被處理量也較多。反之，在距上述中心線近的鈍角角部、和刀片主體11側(cè)面中與以上述中心線為中心的圓內(nèi)接的部位上，被處理量少。
因此，即使在這種情況下，為了對表面包覆切削刀片W的整周進行均勻的處理，也借助上述控制裝置，在像上述那樣旋轉(zhuǎn)軸1繞軸線O旋轉(zhuǎn)一周期間，使該旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)速度在一個或多個旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域變化。于是，可以在銳角角部17朝向噴槍2側(cè)的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，使旋轉(zhuǎn)速度相對變快來控制被處理量，而在鈍角角部或上述側(cè)面的內(nèi)接部位朝向噴槍2側(cè)的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，使旋轉(zhuǎn)速度相對變慢來確保充分的被處理量。另外，特別是在這樣的被處理量變少的部位，為了可靠地保證被處理量，如下進行控制在旋轉(zhuǎn)軸1繞軸線O旋轉(zhuǎn)一周期間，在這些部位朝向噴槍2側(cè)的一個或多個旋轉(zhuǎn)角度位置，使該旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)停止能確保必要的被處理量的既定時間。
另一方面，在這樣的多邊形板狀切削刀片W中，像上述那樣在形成于該多邊形面的棱邊部的切削刃16中，實際參與切削加工的切削刃大多是該多邊形面的角部、特別是上述銳角角部17側(cè)的有限范圍。因此，根據(jù)情況，有時與上述控制方法不同，需要對參與該切削加工的角部17周邊的切削刃16、與形成該切削刃16的交叉棱線部15相連的前面13、后面14進行集中的處理，以確保充分的被處理量。另外，有時要求通過在參與這樣的切削加工部分以外的上述鈍角角部或內(nèi)接部位控制被處理量，來使?jié)駠娚疤幚砀咝Щ?br> 因此，即使在這種情況下，在旋轉(zhuǎn)軸1繞軸線O旋轉(zhuǎn)一周期間，借助上述控制裝置使該旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)速度在一個或多個旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域變化，也只要與上述情況相反地進行如下控制即可，即，在銳角角部17朝向噴槍2側(cè)的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或旋轉(zhuǎn)角度位置，使旋轉(zhuǎn)速度相對變慢、或者使旋轉(zhuǎn)停止既定的時間，以確保被處理量，而在鈍角角部或上述內(nèi)接部位朝向噴槍2側(cè)的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，使旋轉(zhuǎn)速度相對變快。在本實施方式那樣的菱形板狀切削刀片W中，以正反對稱的方式各形成兩處銳角角部17，所以，上述旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或旋轉(zhuǎn)角度位置有兩處，但是，這些旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或旋轉(zhuǎn)角度位置的數(shù)目可以根據(jù)切削刀片W的形狀或所需的處理，適當?shù)卦O(shè)定為一個或多個。
上面所述的控制，是對旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)時間和旋轉(zhuǎn)速度進行控制、或使旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)速度在預(yù)先設(shè)定的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域內(nèi)變化、或使旋轉(zhuǎn)軸1停止，也可以通過與這種控制相配合地，或者獨立于這些控制而借助上述控制裝置控制研磨液G的噴射，來對切削刀片W的各部位的被處理量進行調(diào)整。也就是說，在想要增大切削刀片W的被處理量的部位朝向噴槍2側(cè)的、旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或者旋轉(zhuǎn)角度位置，采用相對高的噴射壓力進行濕噴砂。反之，在想要抑制被處理量的部位朝向噴槍2側(cè)的、旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或者旋轉(zhuǎn)角度位置，采用相對低的噴射壓力進行濕噴砂。由此，可以得到與控制旋轉(zhuǎn)時間或旋轉(zhuǎn)速度、使旋轉(zhuǎn)時間或旋轉(zhuǎn)速度變化、或者使旋轉(zhuǎn)停止這樣的控制相同的效果。
當然，若對這些控制加以組合，則可以得到更好的效果。
另外，在本實施方式中，與軸線O成的上述噴射角θ設(shè)為90度角，在后面14和交叉棱線部15中的后面14側(cè)部分進行濕噴砂處理，所以，可以實現(xiàn)該后面14的表面平滑化。因此，根據(jù)進行了這樣的處理而制成的表面包覆切削刀片W，例如，在將切削刀片W安裝到形成在插入裝卸式切削工具的工具主體上的安裝座上時，可以提高將一個銳角角部17側(cè)的切削刃16用于切削加工而使另一個銳角角部17側(cè)的后面與上述安裝座的壁面相接觸時的定位精度，并且，使切削刀片W顛倒來交換角部17時切削刃16的位置再現(xiàn)性良好，為此，可以提高使用切削刀片W進行加工時的加工精度。
另一方面，根據(jù)本實施方式，切削刀片W的前面13側(cè)部分受到濕噴砂處理的影響較小，所以，可以原樣保留形成于其表面上的上述包覆層18。另外，上述那樣的包覆層18可以調(diào)整為黃色、奶黃色、金色、或者白色系等明亮色調(diào)，所以，若在切削時切屑擦過前面13而切去包覆層18，或者在由于該擦過而產(chǎn)生的磨擦熱作用下使包覆層18變色，則即使在照明不充分的切削加工作業(yè)現(xiàn)場，也能夠容易地加以辨認。因此，可以可靠地識別切削刃16的使用/未使用，可以防止已使用過的切削刃16被再次使用，或者未使用過的切削刃16未被使用就將切削刀片W廢棄的問題。而且，在本實施方式中，通過使旋轉(zhuǎn)軸1旋轉(zhuǎn)一周，切削刀片W的形成有待處理的后面14的側(cè)面也旋轉(zhuǎn)一周，所以有下述優(yōu)點，即，如圖2所示那樣，可以采用一個噴槍2進行處理。但是，為了提高效率，也可以配置兩個或兩個以上噴槍2。
在本實施方式中，設(shè)上述噴射角θ為90度，采用一個噴槍2，主要對切削刀片W的后面14進行濕噴砂處理。但是，也可以調(diào)整該噴射角θ，使之成為圖4所示第二實施方式那樣的0度，即，將旋轉(zhuǎn)軸1的軸線O與來自噴槍2的研磨液G的噴出方向設(shè)定為平行，這樣，可以對切削刀片W的形成于上述多邊形面的前面13或交叉棱線部15中的該前面13側(cè)部分，進行濕噴砂處理。而且，在該實施方式的制造裝置中，多個(在本實施方式中為兩個)噴槍2隔著旋轉(zhuǎn)軸1的軸線O配置在相反側(cè)，并且，隔著保持切削刀片W的一對旋轉(zhuǎn)軸1之間的部分，也在軸線O方向上配置于相反側(cè)。也就是說，噴槍2配置成，沿保持著的切削刀片W的厚度方向位于相反側(cè)，分別使噴嘴4朝向該切削刀片W側(cè)。
在利用這樣的制造裝置的實施方式中，在形成有包覆層18的表面包覆切削刀片W中，可以主要對形成于刀片主體11的多邊形面上的上述前面13、以及上述交叉棱線部15中與該前面13側(cè)相連的部分進行處理。因此，根據(jù)本實施方式，可以實現(xiàn)所制得的切削刀片W的前面13的平滑化，所以，可以提供能降低前面13與擦過其上的切屑之間的摩擦從而抑制切削阻力的切削刀片W。而且，在本實施方式中，多個噴槍2沿切削刀片W的厚度方向配置在相反側(cè)，所以，在切削刀片W與旋轉(zhuǎn)軸1一起旋轉(zhuǎn)期間，可以同時對刀片主體11的正反兩面的多邊形面進行濕噴砂處理，對在正反兩面形成有前面13和切削刃16的負型切削刀片W也可以進行高效的處理。
而且，在采用這樣的制造裝置實施的本發(fā)明的制造方法中，通過調(diào)整噴射角θ，除了圖2和圖4所示情況以外，還可以如圖5所示的第三實施方式那樣，使噴射角θ與軸線O成大于0度而小于90度的銳角(在圖5中為45度)。在該情況下，例如使噴槍2所噴出的研磨液G的噴射中心線與上述交叉棱線部15附近吻合，從而可以用一個噴槍2對上述交叉棱線部15、以及與該交叉棱線部15交叉的切削刀片W的后面14和形成于刀片主體11的一個多邊形面上的前面13，同時進行濕噴砂處理。因此，與上述實施方式同樣地，如該圖5所示，可以使多個(在本實施方式中也是兩個)噴槍2隔著旋轉(zhuǎn)軸1的軸線O位于相反側(cè)，并且隔著一對旋轉(zhuǎn)軸1之間的部分也在軸線O方向上位于相反側(cè)，使各噴嘴4朝著切削刀片W側(cè)配置，這樣，隨著旋轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)，可以同時對切削刀片W的整個表面進行濕噴砂處理，可以進一步提高效率。
另外，如這些圖4和圖5所示的實施方式那樣，特別是在對切削刀片W的前面13進行濕噴砂處理時，考慮到有下述必要性。即，例如將上述呈明亮色調(diào)的包覆層18可靠地保留在前面13上，以便能夠容易地通過切屑的擦過來判斷切削刃16的使用/未使用。鑒于此，在這種情況下，為了使上述包覆層18在既定部分不受濕噴砂處理影響而被保留下來，如圖6所示的第四實施方式那樣，只要在夾入并保持表面包覆切削刀片W的一對旋轉(zhuǎn)軸1中的至少一個(在圖6中為兩個)上，代替其末端的上述帽3，而安裝遮蔽部件5即可，所述遮蔽部件5對切削刀片W表面中不進行濕噴砂處理的部分進行遮蔽。
在此，該遮蔽部件5，與上述帽3同樣由如硬質(zhì)聚氨酯制的彈性材料那樣密封性良好的材質(zhì)形成，并且，與上述那樣的切削刀片W表面中不應(yīng)進行濕噴砂處理而可靠地保留包覆層18的部分、或者無需進行濕噴砂處理的部分的尺寸、形狀相匹配地形成。在本實施方式中，在形成于上述多邊形面上的前面13中，對能夠根據(jù)切屑的擦過來識別切削刃16的使用/未使用的、從切削刃16離開既定距離的內(nèi)側(cè)區(qū)域進行遮蔽。另外，與圖5所示的實施方式同樣，與軸線O成銳角(45度)的多個(兩個)噴槍2的傾斜角θ彼此相等，噴槍2隔著旋轉(zhuǎn)軸1的軸線O配置在相反側(cè)，并且隔著一對旋轉(zhuǎn)軸1之間的部分也在軸線O方向上配置于相反側(cè)，使噴嘴4朝向保持于該旋轉(zhuǎn)軸的切削刀片W側(cè)。
因此，根據(jù)這樣的實施方式，由上述遮蔽部件5遮蔽應(yīng)保留包覆層18的部分，僅對切削刀片W表面中從該遮蔽部件5露出的部分進行濕噴砂處理。因此，可以可靠地制造出例如上述那樣的、在前面13上形成有識別切削刃16的使用/未使用的區(qū)域的表面包覆切削刀片W。另外，在本實施方式中，遮蔽部件5安裝在旋轉(zhuǎn)軸1的末端，所以，僅通過用旋轉(zhuǎn)軸1夾入刀片主體11即可精度良好地進行遮蔽，操作容易，即使在批量生產(chǎn)進行了這樣的濕噴砂處理的表面包覆切削刀片W的情況下，也可以容易地加以應(yīng)對。
即使這樣在前面13上形成了識別切削刃16的使用/未使用的區(qū)域，由于在上述那樣的多邊形板狀切削刀片W中，其多邊形面的棱邊部中大多只有上述多邊形面的角部、例如上述角部17側(cè)作為切削刃16參與切削加工，所以，也可以在其以外的部分不用遮蔽部件5遮蔽而進行濕噴砂處理。
在上述各實施方式的制造方法中，對相對于在刀片主體11上形成安裝孔12的負型表面包覆切削刀片W進行濕噴砂處理的情況進行了說明。為了對不具有安裝孔12的無孔切削刀片W進行濕噴砂處理，可以如圖7所示的第五實施方式那樣，采用末端面為與軸線O垂直的平坦面的帽6，來代替例如圖1等所示的末端漸細的上述帽3。當然，圖6所示的遮蔽部件5的末端面也與該帽6的末端面同樣形成為與軸線O垂直的平坦面，從而即使是沒有安裝孔12的刀片主體11，也可以在由該遮蔽部件5遮蔽的區(qū)域以外的希望范圍內(nèi)進行濕噴砂。
另外，在對前面13和后面14配置于交叉成銳角的方向上、且在該后面14上預(yù)先形成有后角的切削刀片(例如正型刀片)W的后面14進行濕噴砂處理(第六實施方式)的情況下，可以如圖8中附圖標記A所示那樣，使從噴槍2噴射研磨液G的噴射角θ與圖2所示情況同樣相對于軸線O成90度角，或者，也可以如圖8中附圖標記B所示那樣，使得朝前面13的相反側(cè)噴射時與軸線O成的噴射角θ為銳角，可以選擇附圖標記A、B中的任一種姿勢來配置噴槍2。
其中，在附圖標記B所示的情況下，與后面14上形成的后角相對應(yīng)地來設(shè)定噴射角θ，從而可使研磨液G的噴射方向接近于與后面14垂直的方向來進行高效的噴砂處理。即使在這樣的正型切削刀片W中，要對前面13進行濕噴砂處理，也只要如下進行即可，即，與圖4或圖5、6所示情況同樣地，從前面13側(cè)以相對于軸線O成0度以上且小于90度的傾斜角θ來配置噴槍2，使其噴嘴4朝向前面13側(cè)噴射研磨液G。
以上對本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式進行了描述，這些實施方式僅僅是例示而不應(yīng)當看作是對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明的后附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進行各種添加、省略、替換以及其他改變。本發(fā)明并非限于上述說明，而僅由后附的權(quán)利要求的范圍進行限定。
權(quán)利要求
1.一種表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，借助可繞軸線旋轉(zhuǎn)的一對旋轉(zhuǎn)軸夾入并保持表面包覆切削刀片，邊使其繞上述軸線旋轉(zhuǎn)，邊借助至少一個噴槍向上述表面包覆切削刀片的表面噴射研磨液，來進行濕噴砂。
2.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，以前面與上述軸線垂直地朝向上述軸線方向的方式，夾入并保持上述刀片。
3.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在借助上述噴槍進行濕噴砂期間，控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)時間和旋轉(zhuǎn)速度。
4.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或者旋轉(zhuǎn)角度位置，控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個上述旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變化。
6.如權(quán)利要求4所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個上述旋轉(zhuǎn)角度位置，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)停止。
7.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述旋轉(zhuǎn)軸繞上述軸線旋轉(zhuǎn)一周期間，在一個或多個旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域或者旋轉(zhuǎn)角度位置，使上述噴槍噴出的研磨液的噴射壓力變化。
8.如權(quán)利要求7所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在一個或多個上述旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變化。
9.如權(quán)利要求7所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在一個或多個上述旋轉(zhuǎn)角度位置，使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)停止。
10.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，可以調(diào)整上述噴槍噴出的研磨液的噴射方向與上述軸線所成的噴射角。
11.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，在上述一對旋轉(zhuǎn)軸中的至少一個上安裝遮蔽部件，對上述表面包覆切削刀片的表面進行遮蔽，而進行濕噴砂。
12.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，由多個噴槍進行濕噴砂。
13.如權(quán)利要求12所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，上述多個噴槍隔著旋轉(zhuǎn)軸的軸線位于相反側(cè)，并且配置成，噴嘴朝向保持在該旋轉(zhuǎn)軸上的切削刀片側(cè)。
14.如權(quán)利要求12所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，上述多個噴槍隔著一對旋轉(zhuǎn)軸之間的部分在軸線方向上位于相反側(cè)。
15.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，上述表面包覆切削刀片形成為多邊形板狀。
16.如權(quán)利要求1所述的表面包覆切削刀片的制造方法，其特征在于，上述表面包覆切削刀片的母材為碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷或陶瓷。
全文摘要
本發(fā)明的表面包覆切削刀片的制造方法中，借助可繞軸線旋轉(zhuǎn)的一對旋轉(zhuǎn)軸夾入并保持表面包覆切削刀片，邊使其繞上述軸線旋轉(zhuǎn)，邊借助至少一個噴槍向上述表面包覆切削刀片的表面噴射研磨液，來進行濕噴砂。
文檔編號B24C1/04GK1974133SQ20061016308
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者岡田義一, 佐伯卓司, 大森弘 申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社