專利名稱：：機用鉸刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鉆孔才幾鉆孔后的4交刀加工中所采用的機用鉸刀。技術(shù)背景一般，在鉸刀加工中，為了使已通過鉆孔機鉆孔的被切削件的孔的尺寸準(zhǔn)確，或使孔內(nèi)周的面均勻，通過在頭周圍突設(shè)有多個(多為6個或8個)細長的刃部的切削工具的鉸刀，以小切削量對孔內(nèi)周進行切削。另外，作為安裝于機床的旋轉(zhuǎn)主軸上的機用鉸刀(chuckingreamer),代替工具整體或頭部整體由高速鋼等的單一工具材料形成的類型，近年來，廣泛地采用在鋼制等的鉸刀頭主體上，對應(yīng)于被切削件種類和加工條件等，固定由超硬合金、陶瓷、金屬陶瓷等的硬質(zhì)工具材料形成的刃部的類型，特別是多采用具有超硬合金和金屬陶瓷的刃部的類型。但是，在最近，在所有切削加工中，人們希望進一步提高精度和效率，在鉸刀加工的場合，人們也希望提高加工效率，但是，在過去的機用鉸刀中，由于刃部的材質(zhì)良莠不齊，故無法充分地滿足上述要求。比如，由于設(shè)置超硬合金的刃部的機用鉸刀的刃尖韌性大，故也可適用于深切削，但是，如果提高圓周速度，則被切削件容易熔接于刃部上，故不但難以進行高速加工，并且刃尖的磨耗快，壽命短。另一方面，由于設(shè)置陶瓷的刃部的機用鉸刀的刃尖硬度大，故可使圓周速度提高，但是，由于刃尖易缺乏脆性，故難以適用于深切削。另外，在具有金屬陶瓷的刃部的機用鉸刀中，金屬陶瓷在韌性和硬度方面，處于超硬度合金和陶瓷之間的性質(zhì)，因此在加工速度、耐久性、耐切削負荷的性質(zhì)方面也都只介于兩者之間。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對上述情況，目的在于提供一種機用鉸刀，其中，即使提高切削速度，被切削件仍難以熔接于刃部上，由此，獲得高的加工效率，并且即使為深切削，刃尖的損耗少，耐久性優(yōu)良，壽命延長。為了實現(xiàn)上述目的，在通過附圖參考標(biāo)號表示的場合，本發(fā)明的權(quán)利要求1的機用鉸刀為下述的方案，其中，在鉸刀頭主體(頭部ll)的外周部，突設(shè)多個細長的刃部5A-5F，作為這些多個刃部5A-5F,混合有不同材質(zhì)的類型。權(quán)利要求2的發(fā)明涉及上述權(quán)利要求1的機用鉸刀，其中，作為多個刃部5A5F,混合有從超硬合金、燒結(jié)陶瓷、金屬陶瓷、微晶體金剛石燒結(jié)體中選擇的至少兩種材質(zhì)的類型。權(quán)利要求3的發(fā)明涉及上述權(quán)利要求1或2的機用鉸刀，其中，在鋼制的鉸刀頭主體(頭部ll)的外周部，固定有不同于該鉸刀頭主體1的多種材質(zhì)的刃部5A~5F。權(quán)利要求4的發(fā)明涉及上述權(quán)利要求1~3中任何一項的機用鉸刀，其中，在鉸刀頭主體(頭部ll)的外周部，沿周向等間距地突設(shè)大于或等于4個的偶數(shù)個刃部5A~5F,沿徑向面對的各對刃部為相互不同的材質(zhì)。權(quán)利要求5的發(fā)明涉及上述權(quán)利要求4的機用鉸刀，其中，上述各對中的一個刃部5A,5C,5E由超硬合金形成，并且另一個刃部5B,5D,5F由從燒結(jié)陶瓷、金屬陶瓷、微晶體金剛石燒結(jié)體中選擇出的一種形成。權(quán)利要求6的發(fā)明涉及上述權(quán)利要求4的機用鉸刀，其中，上述各對中的一個刃部5A,5C,5E由金屬陶瓷形成，并且另一個刃部5B,5D,5F由從燒結(jié)陶資和微晶體金剛石燒結(jié)體中選擇出的一種形成。按照權(quán)利要求1的發(fā)明的機用鉸刀，由于在突設(shè)于鉸刀頭主體的外周部的多個刃部中混合有不同材質(zhì)的類型，在刃部之間具有基于材質(zhì)不同的硬度和韌性等的物理性質(zhì)的差別，故在不同材質(zhì)的刃部之間，相互彌補各自的弱點，并且通過協(xié)同效果而進一步發(fā)揮優(yōu)點，使作為機用鉸刀整體的加工性能和耐久性均良好。按照權(quán)利要求2的發(fā)明，由于在上述機用鉸刀的多個刃部中，混合有從特定的工具材料中選擇的至少兩種的材質(zhì)的類型，故不同材質(zhì)的刃部之間，相互彌補各自弱點的作用和發(fā)揮優(yōu)點的作用更加有'效地體現(xiàn)出來，使作為機用鉸刀整體的加工性能和耐久性更加良好。按照權(quán)利要求3的發(fā)明，在鋼制的鉸刀頭主體的外周部，通過焊接或金屬噴鍍固定多種不同材質(zhì)的刃部，由此，可以容易地制作上述機用鉸刀。按照權(quán)利要求4的發(fā)明，由于沿鉸刀頭主體的徑向面對的各對刃部為相互不同的材質(zhì)，故在加工中兩刃部的材質(zhì)特性相互影響明顯，相互彌補弱點的作用更加有效地發(fā)揮，j吏作為才幾用鉸刀整體的加工性能和耐久性進一步提高。按照權(quán)利要求5的發(fā)明，沿鉸刀頭主體的徑向面對的各對中的一個刃部由韌性高，耐缺損性優(yōu)良，但是硬度和耐磨耗性不佳的超硬合金形成，對此，另一個刃部由高硬度，耐磨耗性優(yōu)良，但是缺乏韌性，耐缺損性差的材質(zhì)形成。與具有由各自同一材質(zhì)形成的刃部的鉸刀頭相比，可以獲得更高的加工效率，并且使刃尖的耐磨耗性和耐缺損性均良好，刃尖壽命也大幅度延長。按照權(quán)利要求6的發(fā)明，沿鉸刀頭主體的徑向面對的各對中的一個刃部由韌性高，耐缺損性優(yōu)良，但是硬度和耐磨耗性稍差的金屬陶瓷形成，對此，另一個刃部由高硬度，耐磨耗性優(yōu)良，但是缺乏韌性，耐缺損性差的材質(zhì)形成。與具有由各自同一材質(zhì)形成的刃部的鉸刀頭相比，可以獲得更高的加工效率，并且使刃尖的耐磨耗性和耐缺損性均良好，刃尖壽命也大幅度延長。圖1為本發(fā)明的一個實施方式的機用鉸刀的主視圖；圖2為上述機用鉸刀的側(cè)視圖。具體實施方式下面參照附圖，對本發(fā)明的機用鉸刀的實施方式進行具體說明。在圖1和圖2所示的機用鉸刀中，鋼制的主體1的一端側(cè)為直徑較大的頭部11,另一端側(cè)為嵌合安裝于機床的旋轉(zhuǎn)主軸(圖示省略)上的錐柄部12，沿軸心O貫通設(shè)置的冷卻劑供給孔2,作為冷卻劑排出口2a,在頭部11的前端面lla的中心開口，并且在該冷卻劑供給孔2的基端側(cè)內(nèi)周面上，車有內(nèi)螺紋IO,另外，在中間的頸部13的徑向兩側(cè)，突設(shè)有傳遞旋轉(zhuǎn)主軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的驅(qū)動銷3,3。在該主體1的頭部11的外周面lib上，沿周向等間距地形成沿相對軸心0傾4+的方向的6個凹槽部4......,面對這些凹槽部4……的一側(cè)側(cè)面，固定有由基本方軸狀的單獨部件形成的細長刃部5A-5F。另外，這些刃部5A~5F按照角度60°的相位差設(shè)置于頭周圍，以各自的一端側(cè)51稍稍突出于頭部11的前端面lla,并且外面部52也稍稍突出于的頭部11的外周面llb的方式設(shè)置。在這里，6個刃部5A~5F為下述的類型，它們的全部不是相同的材質(zhì)，混合有至少兩種的材質(zhì)。作為其材質(zhì)，列舉有如WC-Co系那樣的以碳化鴒為主體的超硬合金、如氧化鋁系、氮化硅系、氮化硼系那樣的燒結(jié)陶乾、如TiC/N系那樣的金屬陶瓷、微晶體金剛石燒結(jié)體等作為優(yōu)選的材質(zhì)。并且，特別優(yōu)選的形式為在6個刃部5A~5F中，沿頭的徑向面對的各對由不同的材質(zhì)構(gòu)成，即刃部5A-5D對、刃部5B-5E對、刃部5C-5F對中的一個和另一個由不同的材質(zhì)構(gòu)成。進而，最優(yōu)選的方式為這些各對中的一個刃部由超硬合金或金屬陶瓷形成的方案。即，具體來說，采用比如，沿周向設(shè)置1個的刃部5A,5C，5E由超硬合金制成，另一個刃部5B,5D,5F為燒結(jié)陶瓷、金屬陶瓷、微晶體金剛石燒結(jié)體中的任意者的方案；上述刃部5A,5C,5E由金屬陶瓷制成，另一個刃部5B,5D,5F為燒結(jié)陶瓷或微晶體金剛石燒結(jié)體的方案。此外，相對主體1的鋼制的頭部11,由金屬陶瓷或超硬合金形成的刃部可以焊接，但是，由燒結(jié)陶瓷形成的刃部難以焊接。然而，在燒結(jié)陶瓷的場合，通過金屬噴鍍法也可以確實地固定。對于該金屬噴鍍法，作為公知技術(shù)，其對陶瓷表面進行金屬化處理，焊接于對象金屬件上，由此，將不能焊接的陶瓷和金屬件接合。另外，微晶體金剛石燒結(jié)體一般作為在超硬合金的基材表面，通過超高壓高溫技術(shù)，致密地?zé)Y(jié)有微晶體金剛石的多晶體人造金剛石層而獲得。于是，作為釆用它的刃部，可采用在由超硬合金形成的基材表面上設(shè)置微晶體金剛石燒結(jié)體的燒結(jié)層的類型，與由超硬合金形成的刃部相同，通過焊接而固定于鋼制的頭部11上。如果采用這樣的方案的機用鉸刀，混合有與突設(shè)于頭部11的外周部的刃部5A~5F不同材質(zhì)的類型，在刃部之間具有硬度和韌性等的物理性質(zhì)的差異，由此，在不同材質(zhì)的刃部之間，相互彌補各自的弱點，并且通過協(xié)同效果發(fā)揮優(yōu)點，特別是沿頭部ll的徑向面對的各對刃部為相互不同的材質(zhì)，則在加工中，兩刃部的材質(zhì)特性相互影響明顯，相互彌補弱點的作用和發(fā)揮優(yōu)點的作用更加有效地體現(xiàn)出來，使作為機用鉸刀整體的加工性能和耐久性均大大提高。對于刃部的材質(zhì)在物理性質(zhì)上的差異，每種對比的具體的材質(zhì)種類具有差異，但是，作為有代表性的工具材料的大致傾向，可以如下所舉例。比如，在硬度和耐磨耗性方面，為纟鼓晶體金剛石燒結(jié)體、立方晶體氮化硼燒結(jié)體>氧化鋁系燒結(jié)陶瓷>氮化硅系燒結(jié)陶瓷〉TiC/N系金屬陶瓷>超硬合金的順序。另一方面，在韌性和耐缺損性的方面，超硬合金〉TiC/N系金屬陶資>氮化硅系燒結(jié)陶瓷>氧化鋁系燒結(jié)陶瓷〉微晶體金剛石燒結(jié)體、立方晶體氮化硼燒結(jié)體，為與前者的場合基本相反的順序。另外，對于被切削件的熔接性，在金屬陶瓷和燒結(jié)陶瓷的場合，該性質(zhì)一般較小，但在超硬合金的場合，該性質(zhì)增大。從上述代表性的工具材料的特性對比可知，優(yōu)選沿頭部11的徑向面對的各對刃部的材質(zhì)為有效地發(fā)揮相互彌補的作用，并且兩者之間的特性差異增大的組合。在這樣的觀點上結(jié)合來自材料成本方面的優(yōu)先性，則對于上述工具材料的選擇，從可顯著地提高加工速度和刃尖的耐久性的方面來說，可推薦將位于各特性一端的超硬合金用于各對中的一個刃部的組合。對于該場合的另一個刃部，也可為微晶體金剛石燒結(jié)體、燒結(jié)陶瓷、金屬陶瓷中的任意者，但是，由于特性差和材料成本特別優(yōu)選燒結(jié)陶瓷。另夕卜，在這里所說的超硬合金還包括較高硬度的涂敷超硬合金、韌性大的超微顆粒超硬合金。進而，作為沿頭部11的徑向面對的各對的刃部的材質(zhì)，還推薦將金屬陶瓷作為一個刃部，將另一個作為燒結(jié)陶瓷或微晶體金剛石燒結(jié)體的組合。即，根據(jù)這樣的組合，如后述的實施例和比較例的對比所示可知，相對刃部采用金屬陶瓷的現(xiàn)有的機用鉸刀，可進一步提高加工速度，并且刃尖壽命也大大延長。通過圖1和圖2列舉的機用鉸刀具有6個刃部，但是，本發(fā)明的機用鉸刀包括具有大于或等于2個的刃部的全部類型。其中，根據(jù)作為機用鉸刀的平衡和上述作用效果，優(yōu)選大于或等于4個的偶數(shù)個刃部'沿周向等間距地突設(shè)，并且，沿頭的徑向面對的各對的刃部由不同材質(zhì)形成。另外，在列舉的機用鉸刀中，多個刃部沿相對軸心傾斜的方向，^f旦是，這些刃部的縱向與軸心平行的類型的機用鉸刀也為本發(fā)明的適用對象。實施例按照圖1和圖2所示的形式和尺寸比，采用工具切削直徑為20.0mm,軸向長度為13.5mm的6個刃部5A~5F為下述表1中所述的材質(zhì)的才幾用4交刀Ml~M7,—邊分別按照5kg/cm2的壓力供給油性冷卻劑，一邊在上述記載的條件下，進行在由S50C形成的被切削件中預(yù)先穿孔的直徑為19.5mm的底孔的鉸刀加工，調(diào)查切削速度、孔內(nèi)周的表面粗糙度、被切削件熔接性。其結(jié)果表示于表1。另外，用于刃部的工具材料的簡稱和詳細內(nèi)容如下所述。超硬WC系超硬合金(ISO-P20);陶瓷氧化鋁系燒結(jié)陶瓷(85%八1203、3.5°/oTiC、10%ZrO3);金屬陶瓷TiC/N系金屬陶瓷[89W(Ti，W)(C,N)、0.6%(Ti,Mo，W)C、10.4%Ni/Co];DIA:微晶體金剛石燒結(jié)體(金剛石含量88體積％、粒徑4.5pm,硬度Hv9000、抗彎強度1.8GPa)表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如上表可知，相對6個刃部5A~5F的全部由超-更合金形成的現(xiàn)有方案的機用鉸刀M4，在上述刃部5A~5F按照交替配置的方式采用超硬合金和其它的硬質(zhì)工具材料(燒結(jié)陶資、金屬陶瓷、微晶體金剛石燒結(jié)體)的本發(fā)明的機用鉸刀Ml~M3的場合，獲得約6-10倍的加工速度(工作臺傳送速度F),并且刃尖壽命也延長了約2.7~3.3倍。另外，相對上述刃部5A~5F的全部由金屬陶瓷形成的現(xiàn)有方案的機用鉸刀M7,在上述刃部5A~5F按照交替配置的方式釆用金屬陶瓷和燒結(jié)陶瓷或微晶體金剛燒結(jié)體的機用鉸刀M5、M6的場合，獲得約5.3~6.4倍的加工速度，并且刃尖壽命也延長到約1.3~1.5倍。根據(jù)該結(jié)果可判明，作為機用鉸刀中的多個刃部，通過將不同的硬質(zhì)工具材料組合，可以相互彌補各自的弱點，產(chǎn)生明顯發(fā)揮良好的特性的協(xié)同效果。標(biāo)號說明標(biāo)號1表示主體；標(biāo)號11表示頭部(鉸刀頭主體);標(biāo)號12表示錐柄部；標(biāo)號2表示冷卻劑供給孔；標(biāo)號4表示凹槽部；標(biāo)號5A~5F表示刃部。權(quán)利要求1.一種機用鉸刀，其中，在鉸刀頭主體的外周部，突設(shè)多個細長的刃部，作為這些多個刃部，混合有不同材質(zhì)的類型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機用鉸刀，其中，作為上述多個刃部，混合有從超硬合金、燒結(jié)陶瓷、金屬陶瓷、微晶體金剛石燒結(jié)體中選擇的至少兩種材質(zhì)的類型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機用鉸刀，其中，在鋼制的鉸刀頭主體的外周部，固定有不同于該鉸刀頭主體的多種材質(zhì)的刃部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機用鉸刀，其中，在鉸刀頭主體的外周部，沿周向等間距地突設(shè)大于或等于4個的偶數(shù)個刃部，沿徑向面對的各對刃部為相互不同的材質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機用鉸刀，其中，上述各對中的一個刃部由超硬合金形成，并且另一個刃部由從燒結(jié)陶瓷、金屬陶瓷、微晶體金剛石燒結(jié)體中選擇出的一種形成。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機用鉸刀，其中，上述各對中的一個刃部由金屬陶瓷形成，并且另一個刃部由從燒結(jié)陶瓷和微晶體金剛石燒結(jié)體中選擇出的一種形成。全文摘要本發(fā)明涉及一種機用鉸刀，其中，即使提高切削速度，被切削件仍難以熔接于刃部上，可獲得高的加工效率，并且即使為深切削，刃尖的損耗少，耐久性優(yōu)良，壽命延長。在鉸刀頭主體(11)的外周部，突設(shè)多個細長的刃部(5A～5F)，作為這些多個刃部(5A～5F)，混合有不同材質(zhì)的類型。文檔編號B23D77/02GK101227995SQ200680026948公開日2008年7月23日申請日期2006年7月4日優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日發(fā)明者野村倬司申請人:猶尼達克株式會社