專利名稱：在實(shí)心碳化物工具中同時(shí)成形多個(gè)槽的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造旋轉(zhuǎn)刀具的方法，該旋轉(zhuǎn)刀具是通過(guò)粉末冶金法形成的、用于去除切屑的機(jī)加工、具有至少兩個(gè)螺旋延伸的切屑槽。本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行此類方法的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
諸如麻花鉆頭或端銑刀等工具總體上是從燒結(jié)的圓柱形坯料開(kāi)始制造的，在該燒結(jié)的圓柱形坯料中磨削出了切屑槽并且形成了沒(méi)有槽的柄部分。有時(shí)，隨后將一種磨削的坯件附接到一個(gè)圓柱形柄部上以形成最終的工具。這是一種昂貴并且耗時(shí)的制造途徑。這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)部分地通過(guò)對(duì)在承載件中混合的硬質(zhì)金屬進(jìn)行擠出模制來(lái)解決，如在美國(guó)專利號(hào)4779440中披露的。一種擠出的鉆頭(具有沿著坯件外周的多個(gè)恒定間距的切屑槽)是通過(guò)將一種硬質(zhì)金屬粉末加熱到擠出溫度、將該加熱后的粉末壓制穿過(guò)在轉(zhuǎn)動(dòng)該坯件時(shí)由一個(gè)心軸和一個(gè)噴嘴限定的空間而獲得的。通過(guò)在經(jīng)過(guò)該噴嘴內(nèi)部設(shè)置的一個(gè)螺旋脊的方向上的擠出來(lái)引導(dǎo)該坯件，以便沿著該坯件成型多個(gè)切屑槽。這種已知技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)在于，這些切屑槽是沿著坯件的整個(gè)長(zhǎng)度獲得的并且在被切割成適當(dāng)長(zhǎng)度之后必須連接到一個(gè)柄部上以便提供一個(gè)安裝在機(jī)床中的適當(dāng)部分。
在WO 00/74870中披露了另一個(gè)方案，根據(jù)該方案通過(guò)擠出過(guò)程形成坯件而制造了一種旋轉(zhuǎn)刀具，如螺旋鉆頭或者像端銑刀。在擠出過(guò)程中，使一種混合物穿過(guò)一個(gè)?？?，該?？趯?duì)該混合物的外部周邊表面提供了圓柱形的形狀。在?？诘南掠尾贾昧硕鄠€(gè)夾鉗以便引導(dǎo)該混合物。每個(gè)夾鉗包括一個(gè)用于接合所擠出的塊體外表面的螺旋脊以便促使螺旋凹槽在其中形成，該螺旋凹槽構(gòu)成了該刀具中的一個(gè)切屑槽。在擠出過(guò)程中，這些夾鉗遠(yuǎn)離該混合物移動(dòng)以便終止切屑槽的形成、并且因此在刀具上形成一個(gè)柄部分。這種方法的缺點(diǎn)是，這些冷卻通道可能受到這些槽的形成的不良影響。一組夾鉗僅可以產(chǎn)生一種類型的槽幾何形狀。如果希望不同的間距，則必須使用一組不同的夾鉗。這些冷卻通道是在扭絞過(guò)程中形成的。
美國(guó)公開(kāi)號(hào)2008/0152444A1也描述了一種在擠出本體時(shí)在刀具本體中形成多個(gè)槽的方法。該方法使用了多個(gè)鑿子，這些鑿子在較軟的材料于它被擠出時(shí)燒結(jié)之前在其中形成了多個(gè)槽。這些鑿子是可伸縮的，因而可以在將生坯本體與擠出機(jī)器分開(kāi)之前形成不帶槽的柄部分。雖然上面討論的這些方法存在改進(jìn)，但此類方法局限于所形成的槽的尺寸精確性以及可以形成的槽的數(shù)量，因?yàn)樵谶@個(gè)階段所要切割的材料是軟的并且難以按良好的精確性來(lái)切割。此外，至于上面已經(jīng)討論的這些方法，此類方法僅適用于擠出的桿、并且不適用于通過(guò)直接壓制所制成的桿。
因此，對(duì)于形成切削刀具的改良方法以及執(zhí)行此類方法的系統(tǒng)存在需要。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的實(shí)施方案著手解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，這些實(shí)施方案針對(duì)的是一種用于在一個(gè)旋轉(zhuǎn)切削刀具中同時(shí)成形多個(gè)槽的系統(tǒng)以及用于形成旋轉(zhuǎn)切削刀具的一種方法。
作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于在一個(gè)旋轉(zhuǎn)切削刀具中同時(shí)成形多個(gè)槽的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)夾頭，該夾頭被適配成用于夾持一個(gè)生坯桿構(gòu)件并且將該生坯桿構(gòu)件圍繞一條第一軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且使該生坯桿構(gòu)件沿著該第一軸線平移。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)被適配成用于當(dāng)該生坯桿構(gòu)件圍繞該第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且沿著該第一軸線平移時(shí)在該生還桿構(gòu)件中同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽。
該機(jī)構(gòu)可以包括一個(gè)第一切削刀具，該第一切削刀具被適配成用于圍繞一條第二軸線選擇性旋轉(zhuǎn)并且平移；以及一個(gè)第二切削刀具，該第二切削刀具被適配成用于圍繞一條第三軸線選擇性旋轉(zhuǎn)并且平移，其中，該第一和第二切削刀具均被適配成用于接合在該生坯桿構(gòu)件的多個(gè)部分上并且同時(shí)地在這些部分上進(jìn)行機(jī)加工操作。
該第一和第二切削刀具各自可以包括一個(gè)端銑刀。
該第一和第二切削刀具各自可以包括一個(gè)磨削輪。
該機(jī)構(gòu)可以進(jìn)一步包括一個(gè)第三切削刀具，該第三切削刀具被適配成用于圍繞一條第四軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且平移，其中該第三切削刀具被適配成用于接合在該生坯桿構(gòu)件上并且與該第一和第二切削刀具同時(shí)地在該生坯桿構(gòu)件上進(jìn)行機(jī)加工操作。該機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括一個(gè)第四切削刀具，該第四切削刀具被適配成用于圍繞一條第五軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且平移，其中該第四切削刀具被適配成用于接合在該生坯桿構(gòu)件上并且與該第一、第二和第三切削刀具同時(shí)地在該生坯桿構(gòu)件上進(jìn)行機(jī)加工操作。
作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于形成旋轉(zhuǎn)切削刀具的方法。該方法包括:將一個(gè)生坯桿構(gòu)件固定在一個(gè)夾頭機(jī)構(gòu)中，該夾頭機(jī)構(gòu)被適配成以預(yù)定的方式圍繞一條第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且沿著該第一軸線平移；在該生坯桿構(gòu)件中同時(shí)成形多個(gè)槽；將該生坯桿構(gòu)件從該夾頭機(jī)構(gòu)中移除；燒結(jié)該生坯桿構(gòu)件以便產(chǎn)生一個(gè)燒結(jié)的桿構(gòu)件；并且在該燒結(jié)的桿構(gòu)件上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)磨削操作以便產(chǎn)生最終的旋轉(zhuǎn)切削刀具。
在該生坯桿構(gòu)件中同時(shí)成形多個(gè)槽可以包括使用多個(gè)端銑刀同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽。
在該生坯桿構(gòu)件中同時(shí)成形多個(gè)槽可以包括使用多個(gè)磨削輪同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽。
使用多個(gè)端銑刀同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽可以包括當(dāng)通過(guò)多個(gè)端銑刀來(lái)機(jī)加工該生坯桿構(gòu)件時(shí)將該生坯桿構(gòu)件圍繞該第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且使該生坯桿構(gòu)件沿著該第一軸線平移。
在該燒結(jié)的桿構(gòu)件上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)磨削操作可以包括:在該燒結(jié)的桿構(gòu)件上進(jìn)行一個(gè)磨削操作；并且對(duì)該燒結(jié)的桿構(gòu)件的至少多個(gè)選定的部分進(jìn)行最終的珩磨。
在該燒結(jié)的桿構(gòu)件上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)磨削操作可以包括:對(duì)該燒結(jié)的桿構(gòu)件施加一個(gè)涂層。
通過(guò)參見(jiàn)附圖而考慮以下說(shuō)明和所附權(quán)利要求時(shí)，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和特性，連同操作的方法和結(jié)構(gòu)的多種相關(guān)要素的功能和多個(gè)部分的組合以及制造的經(jīng)濟(jì)性將變得更加清楚，所有這些形成了本說(shuō)明書(shū)的一部分，其中類似的參考號(hào)標(biāo)明不同圖中相應(yīng)的部件。但是，應(yīng)明確理解的是這些附圖僅是用于展示和說(shuō)明的目的，而不旨在作為對(duì)本發(fā)明的界限的限定。


當(dāng)結(jié)合這些附圖來(lái)閱讀時(shí)，可以從以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案的說(shuō)明中獲得對(duì)本發(fā)明的全面理解，在附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一種用于形成碳化物旋轉(zhuǎn)切削刀具的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖2是圖1的系統(tǒng)的示意性仰視圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方案的一種用于形成碳化物旋轉(zhuǎn)切削刀具的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖4是圖3的系統(tǒng)沿圖3的線4-4截取的另一個(gè)示意性側(cè)視圖5是根據(jù)本發(fā)明的又另一個(gè)示例性實(shí)施方案的一種用于形成碳化物旋轉(zhuǎn)切削刀具的系統(tǒng)的不意性仰視圖6是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)示例性實(shí)施方案的一種用于形成碳化物旋轉(zhuǎn)切削刀具的系統(tǒng)的示意性仰視圖；并且
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一種用于形成旋轉(zhuǎn)切削刀具的實(shí)例方法。
具體實(shí)施方式
這里使用的方向性詞語(yǔ)(例如像:左、右、前、后、頂部、底部及其派生詞)涉及在附圖中示出的這些構(gòu)件的取向，并且對(duì)于權(quán)利要求并非進(jìn)行了限制，除非在此明確地引述。在所有附圖中對(duì)相同的部件提供相同的參考號(hào)。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“多個(gè)(number)”應(yīng)該被用于是指任何非零的數(shù)量(B卩，一或大于一的任何數(shù)量)。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”或“復(fù)數(shù)個(gè)”應(yīng)該被用于指代任何兩個(gè)或更多的數(shù)量(即，大于一的任何數(shù)量)。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“大約”應(yīng)該被用于指在一個(gè)在具體確定的點(diǎn)的附近、或者在該點(diǎn)處的點(diǎn)(即，鄰近)。
圖1和2分別描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案用于在一個(gè)旋轉(zhuǎn)切削刀具中同時(shí)成形多個(gè)槽的一種實(shí)例系統(tǒng)10的不意性側(cè)視圖和仰視圖。系統(tǒng)10包括一個(gè)夾頭12或其他被適配成以受控的方式圍繞一條第一軸線14選擇性旋轉(zhuǎn)并且平移的適當(dāng)機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，夾頭12圍繞第一軸線14的選擇性旋轉(zhuǎn)和平移受到一種處理裝置的控制，例如該處理裝置如計(jì)算機(jī)15或其他合適的機(jī)構(gòu)。夾頭12被適配成用于牢固地夾持一個(gè)生坯桿構(gòu)件16。優(yōu)選地，夾頭12的夾鉗應(yīng)以足夠的剛性來(lái)把持生坯桿構(gòu)件16以便在不粉碎或捏碎該生坯材料的情況下操作。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“生坯”應(yīng)該被用于指代一種尚未被完全燒結(jié)的材料(即，未被燒結(jié)的或部分燒結(jié)的)。生坯桿構(gòu)件16可以由以下材料形成:碳化物、金屬陶瓷、陶瓷、鋼、或其他在被放置在夾頭12中之前通過(guò)擠出、壓制或任何其他合適的成形過(guò)程在一個(gè)總體上圓柱形的桿構(gòu)件上已經(jīng)成形的適當(dāng)材料。在一些實(shí)施方案中，生坯桿構(gòu)件16可以包括一個(gè)或多個(gè)可以用于將冷卻劑遞送至完成的切削刀具的選定部分處的通孔。取決于所希望的應(yīng)用，能以預(yù)定的間距形成直的或螺旋的此類通孔。此外，生坯桿構(gòu)件16可以是由一個(gè)末端封閉的管形成的一個(gè)中空桿(為了減少使用的材料)或可以是由多種材料形成的一個(gè)復(fù)合桿(例如而不限于由一種不太貴的材料和用于該切削部分的生坯材料形成的一個(gè)柄部)。
該系統(tǒng)10進(jìn)一步包括一個(gè)機(jī)構(gòu)18，該機(jī)構(gòu)被適配成用于當(dāng)該生坯桿構(gòu)件16通過(guò)夾頭12的受控移動(dòng)而圍繞第一軸線14轉(zhuǎn)動(dòng)并且沿著它平移時(shí)在生坯桿構(gòu)件16中同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽。在圖1和2展示的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，機(jī)構(gòu)18包括一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)切削刀具20，該第一旋轉(zhuǎn)切削刀具被適配成用于圍繞一條第二軸線22選擇性地旋轉(zhuǎn)并且平移；以及一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)切削刀具24，該第二旋轉(zhuǎn)切削刀具被適配成用于圍繞一條第三軸線26選擇性地旋轉(zhuǎn)并且平移，使得該第一和第二旋轉(zhuǎn)切削刀具20、24可以選擇性地接合生坯桿構(gòu)件16并且對(duì)該生坯桿構(gòu)件同時(shí)進(jìn)行機(jī)加工操作，以便在生坯桿構(gòu)件16中形成對(duì)應(yīng)的槽28a和28b。優(yōu)選地，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，第一和第二旋轉(zhuǎn)切削刀具20、24是球頭立銑刀，但還可以利用其他適合的旋轉(zhuǎn)切削刀具。第一和第二旋轉(zhuǎn)切削刀具20、24的選擇性旋轉(zhuǎn)和平移可以通過(guò)使用類似于夾頭12的機(jī)構(gòu)或任何其他至少能以預(yù)定的方式旋轉(zhuǎn)并且平移一個(gè)切削刀具的適當(dāng)機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行。應(yīng)理解，一個(gè)或多個(gè)生坯桿構(gòu)件16、第一旋轉(zhuǎn)切削刀具20和第二旋轉(zhuǎn)切削刀具24的旋轉(zhuǎn)和平移的不同方案可以被設(shè)計(jì)為以所希望的安排來(lái)形成槽28a和28b。
應(yīng)了解的是，通過(guò)選擇性控制生坯桿構(gòu)件16圍繞第一軸線14的旋轉(zhuǎn)和平移，當(dāng)僅使第一和第二旋轉(zhuǎn)切削刀具20、24圍繞其相應(yīng)的軸線22、26旋轉(zhuǎn)(即，不平移切削刀具20、24)時(shí)，就可以選擇性地改變?cè)谏鳁U構(gòu)件16中形成的槽28a和28b的螺旋角Θ (圖1)。同樣地，通過(guò)控制第一和第二旋轉(zhuǎn)切削刀具20和24之一或二者沿著第二和第三軸線22和26的平移可以選擇性地改變槽28a或28b之一的深度(未編號(hào))。此外，通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)切削刀具20、24的前導(dǎo)端(未編號(hào))的形狀可以改變槽28a或28b之一的軸向截面形狀。
盡管在圖2中顯示的是圍繞生坯桿構(gòu)件16相對(duì)彼此總體上以180°間隔開(kāi)，但應(yīng)了解的是，可以將第一和第二旋轉(zhuǎn)切削刀具24和24圍繞生坯桿構(gòu)件16以其他間隔布置，而不背離本發(fā)明的范圍。
還應(yīng)了解的是，本發(fā)明考慮了能以預(yù)定的方式選擇性地調(diào)整第二和第三軸線22和26的位置和取向(即，圍繞一條或多條其他軸線平移和/或旋轉(zhuǎn))以便如具體應(yīng)用所希望的來(lái)改變?cè)谏鳁U構(gòu)件16中的槽的形成，并且這樣，第二和第三軸線22和26的取向不局限于在此所述和描繪的位置。
圖3和4描繪了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的一種實(shí)例系統(tǒng)40的示意性側(cè)視圖，該實(shí)例系統(tǒng)是用于在一個(gè)旋轉(zhuǎn)切削刀具中同時(shí)地形成多個(gè)槽。正如此前所討論的系統(tǒng)10 一樣，系統(tǒng)40包括一個(gè)夾頭12或其他合適的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)被適配成夾持一個(gè)生坯桿構(gòu)件16并且以受控制的方式圍繞一條第一軸線14來(lái)選擇性地旋轉(zhuǎn)和平移的此類桿構(gòu)件。然而，不同于系統(tǒng)10 (其米用第一和第二旋轉(zhuǎn)切削刀具20和24作為機(jī)構(gòu)18的用于同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽的這些部分)，圖3和4的系統(tǒng)40利用一種機(jī)構(gòu)42，該機(jī)構(gòu)相反地采用了一個(gè)第一磨削輪44和一個(gè)第二磨削輪46以便在生坯桿構(gòu)件16中分別形成槽48a和48b。在這樣的實(shí)施方案中，第一和第二磨削輪44和46各自被連接至可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(未顯示)上，該可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件被適配成使連接至其上的磨削輪44和46中的相應(yīng)一個(gè)圍繞各自的軸線50、52選擇性地旋轉(zhuǎn)。具有這樣的可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的適當(dāng)機(jī)構(gòu)在本領(lǐng)域是公知的。
繼續(xù)參見(jiàn)圖3和4，通過(guò)改變第一或第二軸線50、52相對(duì)于一個(gè)垂直于第一軸線14的平面的角度Ψ，可以選擇性地改變?cè)谏鳁U構(gòu)件16中形成的槽48a、48b的螺旋角Θ(圖3)。通過(guò)改變軸線50、52之任一者與第一軸線14之間的相應(yīng)距離da、db圖3)可以選擇性地改變槽48a和48b各自的深度(未編號(hào))。此外，通過(guò)改變以下之一或二者可以改變槽48a或48b之任一者的軸向截面形狀:磨削輪44和46的磨削邊緣(未編號(hào))的形狀和/或此類磨削輪繞之轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線的角度零連同生坯桿構(gòu)件16的平移和/或轉(zhuǎn)動(dòng)速度(B卩，Θ將不等于零)。
盡管在圖3和4中顯示的是圍繞生坯桿構(gòu)件16相對(duì)于彼此總體上以180°間隔開(kāi)，但應(yīng)了解的是，可以將第一和第二磨削輪44和46圍繞生坯桿構(gòu)件16以其他間隔來(lái)布置，而不背離本發(fā)明的范圍。
還應(yīng)了解的是，本發(fā)明考慮了能以預(yù)定的方式選擇性地調(diào)整軸線50和52之任一或兩者的位置和/或取向(即，圍繞一條或多條其他軸線平移和/或旋轉(zhuǎn))以便如具體應(yīng)用所希望的來(lái)改變?cè)谏鳁U構(gòu)件16中的槽的形成，并且這樣，軸線50和52的取向不局限于在此所述的和描繪的位置。
圖5和6描繪了本發(fā)明的另外的實(shí)施方案的實(shí)例的示意性仰視圖，展示了如先前所述的用于在被安裝在一個(gè)夾頭12中的生坯桿構(gòu)件16中同時(shí)機(jī)加工其他個(gè)數(shù)的多個(gè)槽的系統(tǒng)。更特別地，圖5描繪了一種系統(tǒng)10’，該系統(tǒng)類似于系統(tǒng)10 (如先前所討論的)，其中添加了一個(gè)第三旋轉(zhuǎn)切削刀具60以及一個(gè)第四旋轉(zhuǎn)切削刀具64，該第三旋轉(zhuǎn)切削刀具圍繞一條第四軸線62可轉(zhuǎn)動(dòng)并且可平移的并且該第四旋轉(zhuǎn)切削刀具也圍繞一條第五軸線66可旋轉(zhuǎn)和可平移的，使得第一、第二、第三以及第四旋轉(zhuǎn)切削刀具20、24、60、64各自被適配成同時(shí)接合在生坯桿構(gòu)件16的多個(gè)部分上并且在這些部分上進(jìn)行機(jī)加工操作。同樣地，圖6描繪了一種系統(tǒng)10”，該系統(tǒng)利用三個(gè)旋轉(zhuǎn)切削刀具20、24以及60來(lái)同時(shí)接合在被安裝于夾頭12上的生坯桿構(gòu)件16的多個(gè)部分上并且在這些部分上進(jìn)行機(jī)加工操作。
盡管圖5和6顯示了旋轉(zhuǎn)切削刀具(比如端銑刀)用于在生坯桿構(gòu)件16中同時(shí)形成多個(gè)槽的用途，但應(yīng)了解的是，本發(fā)明考慮了能以圖5和6中所示的類似構(gòu)型來(lái)相反地使用磨削輪(例如結(jié)合圖3和4所述的)。
還應(yīng)了解的是，本發(fā)明考慮了能以預(yù)定的方式選擇性地調(diào)整軸線22、26、62或66中的任一個(gè)的位置和取向(即，圍繞一條或多條另外軸線平移和/或旋轉(zhuǎn))以便如具體應(yīng)用所希望的來(lái)改變?cè)谏鳁U構(gòu)件16中的槽的形成，并且這樣，軸線22、26、62或66的取向不局限于在此所述的和描繪的位置。
已經(jīng)如此描述了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)機(jī)加工系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案，現(xiàn)在將結(jié)合圖7來(lái)描述一種使用圖1和2中的系統(tǒng)10來(lái)形成根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削刀具的實(shí)例方法100。然而，應(yīng)了解的是此類方法可以使用根據(jù)本發(fā)明的任何系統(tǒng)類似地來(lái)執(zhí)行，并且這樣，對(duì)圖1和2中的要素的具體引用并不旨在進(jìn)行限制，而是僅為舉例的目的提供的。
作為一個(gè)第一步驟102，將生坯桿構(gòu)件16 (先前通過(guò)任何合適的裝置形成)安裝在夾頭12上。接著在步驟104，在生坯桿構(gòu)件16中同時(shí)形成多個(gè)槽28a、28b?？梢酝ㄟ^(guò)由兩個(gè)或更多個(gè)旋轉(zhuǎn)切削刀具(例如而不限于端銑刀)或磨削輪進(jìn)行的機(jī)加工或磨削操作來(lái)進(jìn)行多個(gè)槽的同時(shí)形成。此類機(jī)加工或磨削操作可以在使該生坯桿構(gòu)件16圍繞第一軸線14(通過(guò)夾頭12)旋轉(zhuǎn)并且平移時(shí)進(jìn)行。
一旦已經(jīng)形成槽28a和28b，就將該帶槽的生坯桿構(gòu)件16從夾頭12中移出，比如在步驟106中所示。
從夾頭12中移出后，燒結(jié)該帶槽的生坯桿構(gòu)件16，比如在步驟108中所示，是通過(guò)任何合適的裝置，從而產(chǎn)生一個(gè)燒結(jié)的桿構(gòu)件。
燒結(jié)后，接著在必要時(shí)將該燒結(jié)的桿構(gòu)件磨削成所希望的成品形狀和/或公差，比如在步驟110中所示。
任選地，如步驟112所示，可以珩磨該燒結(jié)的帶槽的桿構(gòu)件的切削刃，或者在必要時(shí)可以通過(guò)任何合適的手段將這些槽拋光，由此產(chǎn)生了根據(jù)本發(fā)明的最終的旋轉(zhuǎn)切削刀具。
任選地，如步驟114所示，通過(guò)合適的手段(例如而不限于CVD、PVD)可以對(duì)該燒結(jié)的桿構(gòu)件施加一個(gè)涂層(例如而不限于TiN或TiAIN)。
應(yīng)了解的是，該形成旋轉(zhuǎn)切削刀具的方法因?yàn)樵S多原因而總體上比其他已知的方法更快。首先，一次形成多個(gè)槽總體上比在給定的時(shí)間單獨(dú)形成各個(gè)槽更快。其次，這些桿和槽的最終磨削可以更快完成，因?yàn)橄啾扔趶膶?shí)心桿磨削將需要去除較少的材料。另外，應(yīng)了解的是，通過(guò)在生坯桿構(gòu)件上進(jìn)行大部分機(jī)加工操作，實(shí)現(xiàn)了更多的優(yōu)點(diǎn)。作為一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如該生坯材料總體上是特別軟的，用于在生坯桿構(gòu)件中形成這些槽的機(jī)加工工具的磨損速率被減小，因此增加了每個(gè)機(jī)床在需要更換之前生產(chǎn)的工具的量。作為另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)加工過(guò)程中從生坯桿構(gòu)件中去除的材料容易回收用于形成其他生坯桿，因此總體上消除了昂貴的廢物材料。
雖然已對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到鑒于本披露的整體傳授內(nèi)容可以對(duì)在此提供的這些細(xì)節(jié)發(fā)展出不同的修改和替代方案。因此，所披露的具體安排僅是說(shuō)明性的，而不作為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍應(yīng)涵蓋在所附權(quán)利要求以及其任何和所有的等效物的全部廣度內(nèi)。
在權(quán)利要求中，置于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)不應(yīng)被解釋為限制該權(quán)利要求。詞語(yǔ)“包括(comprising)”或“包含(including)”不排除存在除一項(xiàng)權(quán)利要求中列出的那些以外的要素或步驟。在列舉了若干個(gè)手段的裝置權(quán)利要求中，這些手段中的若干可以通過(guò)同一款硬件來(lái)實(shí)施。在一個(gè)要素之前的詞語(yǔ)“一個(gè)”或“一種”并不排除存在多個(gè)這樣的要素。在列舉了若干手段的任何裝置權(quán)利要求中，這些手段中的若干可以通過(guò)同一個(gè)硬件物體來(lái)實(shí)施。在相互不同的從屬權(quán)利要求中敘述了某些要素這個(gè)事實(shí)并不表示這些要素不能以組合方式使用。
權(quán)利要求
1.一種用于在旋轉(zhuǎn)切削刀具中同時(shí)形成多個(gè)槽的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 一個(gè)夾頭，該夾頭被適配成用于夾持一個(gè)生坯桿構(gòu)件并且將該生坯桿構(gòu)件圍繞一條第一軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且使該生坯桿構(gòu)件沿著該第一軸線平移；以及 一個(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)被適配成用于當(dāng)該生坯桿構(gòu)件圍繞該第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且沿著該第一軸線平移時(shí)在該生坯桿構(gòu)件中同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該機(jī)構(gòu)包括: 一個(gè)第一切削刀具，該第一切削刀具被適配成用于圍繞一條第二軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且平移；以及 一個(gè)第二切削刀具，該第二切削刀具被適配成用于圍繞一條第三軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且平移；其中該第一和第二切削刀具被適配成用于接合在該生坯桿構(gòu)件的多個(gè)部分上并且在這些部分上同時(shí)進(jìn)行機(jī)加工操作。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中該第一和第二切削刀具各自包括一個(gè)端銑刀。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中該第一和第二切削刀具各自包括一個(gè)磨削輪。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中該機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括: 一個(gè)第三切削刀具，該第三切削刀具被適配成用于圍繞一條第四軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且平移，其中該第三切削刀具被適配成用于與該第一和第二切削刀具同時(shí)地接合在該生坯桿構(gòu)件上并且在該生還桿構(gòu)件上進(jìn)行機(jī)加工操作。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中該機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括: 一個(gè)第四切削刀具，該第四切削刀具被適配成用于圍繞一條第五軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且平移，其中該第四切削刀具被適配成用于與該第一、第二和第三切削刀具同時(shí)地接合在該生還桿構(gòu)件上并且在該生還桿構(gòu)件上進(jìn)行機(jī)加工操作。
7.一種用于形成旋轉(zhuǎn)切削刀具的方法，該方法包括: 將一個(gè)生坯桿構(gòu)件固定在一個(gè)夾頭機(jī)構(gòu)中，該夾頭機(jī)構(gòu)被適配成以預(yù)定的方式圍繞一條第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且沿著該第一軸線平移； 在該生坯桿構(gòu)件中同時(shí)成形多個(gè)槽； 將該生坯桿構(gòu)件從該夾頭機(jī)構(gòu)中移除； 燒結(jié)該生坯桿構(gòu)件以便產(chǎn)生一個(gè)燒結(jié)的桿構(gòu)件；并且 在該燒結(jié)的桿構(gòu)件上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)磨削操作以便產(chǎn)生最終的旋轉(zhuǎn)切削刀具。
8.如權(quán)利要求7所述的的方法，其中在該生坯桿構(gòu)件中同時(shí)成形多個(gè)槽包括使用多個(gè)端銑刀同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽。
9.如權(quán)利要求7所述的的方法，其中在該生坯桿構(gòu)件中同時(shí)成形多個(gè)槽包括使用多個(gè)磨削輪同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中使用多個(gè)端銑刀同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽包括當(dāng)通過(guò)該多個(gè)端銑刀來(lái)機(jī)加工該生坯桿構(gòu)件時(shí)將該生坯桿構(gòu)件圍繞該第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且使該生坯桿構(gòu)件沿著該第一軸線平移。
11.如權(quán)利要求7所述的的方法，其中在該燒結(jié)的桿構(gòu)件上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)磨削操作包括: 在該燒結(jié)的桿構(gòu)件上進(jìn)行磨削操作；并且對(duì)該燒結(jié)的桿構(gòu)件的至少多個(gè)選定的部分進(jìn)行最終的珩磨。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中在該燒結(jié)的桿構(gòu)件上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)磨削操作包括: 對(duì)該燒結(jié)的 桿構(gòu)件施加一個(gè)涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及在實(shí)心碳化物工具中同時(shí)成形多個(gè)槽的系統(tǒng)和方法。一種用于在碳化物旋轉(zhuǎn)切削刀具中同時(shí)成形多個(gè)槽的系統(tǒng)包括一個(gè)夾頭，該夾頭被適配成用于夾持一個(gè)生坯桿構(gòu)件并且將該生坯桿構(gòu)件圍繞一條第一軸線選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)并且使該生坯桿構(gòu)件沿著該第一軸線平移。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)被適配成用于當(dāng)該生坯桿構(gòu)件圍繞該第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且沿著該第一軸線平移時(shí)在該生坯桿構(gòu)件中同時(shí)機(jī)加工多個(gè)槽。
文檔編號(hào)B24B19/04GK103100949SQ20121045679
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者P·K·梅洛特拉, C·R·達(dá)弗斯, E·T·雷布托伊 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司