CN110621485A - 切削板和用于生产切削板的生坯的方法和压模 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产由硬质金属、特别是由烧结碳化物制成的切削板的方法，所述方法通过以下实现：多轴压制硬质金属组分和粘合剂的粉末混合物以形成生坯(10)，然后烧结所述生坯，所述生坯在压制之后包括两个基本上平行的主表面(1a、1b)和周边边缘表面(2、3a、3b)，所述周边边缘表面在所述主表面的周边处于所述主表面之间延伸并连接所述主表面，所述主表面包括至少部分地延伸到所述边缘表面的凹陷(4a、4b；5a、5b)，使得在所述凹陷的底部和所述边缘表面的至少一部分(3a、3b)的相交点处形成切削刃(6a、6b)，其中将所述粉末混合物供应到包括有模腔的压模，所述模腔由侧冲头和至少一个镦锻冲头限定，所述侧冲头能够沿着至少第一方向移动，以形成所述边缘表面，所述至少一个镦锻冲头能够基本上垂直于所述第一方向移动，以压实所述粉末混合物，从而形成切削板生坯，其中使用能够垂直于并朝向所述主表面移动的镦锻工具，其特征在于，所述镦锻工具包括两个部分，所述两个部分中的一个部分是主冲头(23a、23b)，另一个部分是能够独立移动的成型冲头(24a、24b)，其中在第一压制步骤中，所述成型冲头(24a、24b)朝向所述粉末混合物移动，以形成所述生坯的与所述边缘表面(3)相邻的初步压制部，并且该初步压制部包括被指定用以成为所述生坯的具有最小最终厚度的区域的区域，而在第二步骤中，所述主冲头(23a、23b)和所述成型冲头(24a、24b)两者都朝向它们的最终位置移动，以给所述生坯提供包括所述凹陷(4a、4b、5a、5b)在内的平行的所述主表面(1a、1b)的所述生坯的最终尺寸。本发明还公开了一种对应的压制工具和一种切削板。

Description

切削板和用于生产切削板的生坯的方法和压模
技术领域
本发明涉及一种生产由硬质金属、特别是由烧结碳化物制成的切削板的方法，所述方法通过以下实现：多轴压制硬质金属组分和粘合剂的粉末混合物以形成生坯，然后烧结生坯，生坯在压制之后包括两个基本上平行的主表面和周边边缘表面，该周边边缘表面在主表面的周边处于主表面之间延伸并连接主表面，该主表面包括至少部分地延伸到边缘表面的凹陷，使得在所述凹陷的底部和所述边缘表面的至少一部分的相交点处形成切削刃，其中将粉末混合物供应到包括模腔的压模，该模腔由侧冲头和至少一个镦锻冲头限定，该侧冲头能够沿着至少第一方向移动，以形成所述边缘表面，该至少一个镦锻冲头能够基本上垂直于第一方向移动，以压实粉末混合物，从而形成切削板生坯。
然后，可根据现有技术中已知的标准方法烧结生坯。
一种用于通过多轴压制来生产板状生坯的对应压模，其中，生坯由两个基本上平行的主表面和连接主表面的周边边缘表面形成，并且由硬质金属和粘合剂的粉末混合物组成，该压模限定了用于容纳粉末混合物的模腔，并且包括：能够沿着至少一个第一方向朝向彼此移动的至少两个侧冲头，所述侧冲头的互相面对的前表面被设置用以形成生坯的边缘表面的至少一部分，其中侧冲头中的一个侧冲头可以替选地是被模具的固定侧壁代替，以及至少一个镦锻工具，该至少一个镦锻工具包括至少一个冲头，以沿着垂直于侧冲头的(第一)移动方向的方向压制粉末混合物，以便形成切削板的主表面。
在烧结生坯后获得的切削板被设计用于钻孔或铣削，该切削板通过使用上述方法和对应的压模来制备。从硬质金属(诸如碳化钨)和粘合剂金属(诸如钴)的上述粉末混合物制成的生坯通过对应的压制工具生产出切削板，其中，在压制后，生坯包括两个基本上平行的主表面和连接主表面的周边边缘表面，该主表面包括至少部分地延伸到边缘表面的凹陷，使得在所述凹陷的底部和所述边缘表面的至少一部分的相交点处形成切削刃。
如本发明中使用的术语“硬质金属”是指元素周期表的IVb-VIb族元素的碳化物、氧化物和氮化物，并且不包括铁基合金，诸如工具钢或其它钢材料。在该领域中最流行和最常用的硬质金属是WC。
应注意，通常也将包括粘合剂的烧结材料称为“硬质金属”，因为上述定义的硬质金属是主要成分，而粘合剂的量一般小于20％，通常小于10％，但是仍可以对最终烧结材料的硬度和韧性有很大影响。
典型的粘合剂材料是钴，其可以部分或全部由铁或镍或这两者替代或补充。
背景技术
根据现有技术，一种用于单轴压制的典型压制工具包括模具以及至少一个上冲头(镦锻工具)和相对的下冲头(镦锻工具)。在一些情况下，下冲头是固定的，而模具和上冲头可以是能够移动的。根据另一种方法，模具是固定的，而上、下冲头被移动。另外，可以设置一个或几个侧冲头，其能够垂直于上和/或下冲头的移动方向移动。这种工具即所谓的多轴压制工具。通常，压模，并且特别是压模的可移动构件被布置和形成为使得当沿着所述可移动构件的相应的移动轴线看时，对于每个单独的冲头，都避免了任何底切部。(参见EP 2741 911B1和DE 10 2015 107585 A1)。
在已经压实了生坯之后，将其从压制工具中顶出并将对其进行烧结，通常在1300℃至1500℃之间的温度下烧结至少60分钟。
在烧结后，当将烧结体与生坯进行比较时，生坯的体积缩小了30％至50％，并且线性尺寸对应地变小。通常，生坯具有在本说明书中称为“主表面”的至少两个基本上平行的表面，这些表面在一个维度中(即垂直于由平行的主表面限定的平面)限定切削板的最大厚度。主表面的周边可以是多边形或圆化形，也可以是两者的组合，即形成对应的圆化形和/或多边形形体的边缘表面的笔直和弯曲段。通常，周边表面基本上垂直于主表面延伸，但是也可以相对于主表面以不同于90°角的变化的角度结构化或稍微成角度。
局部纵横比可被定义成生坯的局部厚度与上主表面或下主表面(更确切地说是在由主表面限定的垂直于厚度尺寸的平面上的投影中的表面面积)的平方根的比率。
然而，至少对于局部纵横比相当低且在整个主表面(包括凹陷在内)上只有很小变化的一些类型的切削板，近几十年来已经研制出了下列压制和烧结工艺，使得在设计模腔时考虑收缩量，收缩量也取决于粉末混合物的具体组成和压实期间所施加的压力。然后，最终烧结的切削板可具有适当且期望的尺寸，而无需任何进一步制备。然而，在许多情况下，而且对于特定的几何形状，切削刃以及前刀面都需要进行一些最终的制备和加工，特别是通过磨削。
然而，在一些情况下，特定切削板的几何形状或切削板不能为磨削盘提供适当的接近，这限制了切削刃、前刀面和后刀面的设计自由度。
对于上述类型的切削板，适当地压制粉末混合物以形成生坯，生坯在烧结之后可以具有期望的尺寸是很困难的任务。在与边缘表面的相交点处形成切削刃的凹陷要稍微深于在这些凹陷之外的切削板的厚度。当与在所述凹陷之外于主表面之间的厚度相比时，厚度(即与由两个平行的主表面限定的平面垂直地测量得到的相对侧上的点之间的距离)可变化十倍或更多倍。对于这样的切削板，上文限定的局部纵横比因而在包括凹陷在内的主表面上强烈地变化。这至少部分地是由于至少在以下位置处所期望的边缘表面宽度的减小，该位置在操作中可能在接合工件时成为切削板的最向前突出的位置，诸如位于钻尖处或位于铣刀(诸如立铣刀)或成形刀具的对应的前端处的死端。
为了提供切削板的强烈变化的局部纵横比，已经尝试了改变冲头的前表面的形状。然而，这可能不是合适的解决方案，因为它可能导致粉末材料分别在凹陷内和凹陷之外产生极其不同程度的压制。极大的压制程度差别可能导致在烧结时由于板在不同区域中的缩小程度不同而使最终形状变形，并且由于局部压制不足而增加裂纹或气孔的风险。因此，迄今为止，优选地是通过磨削来产生具有较小的局部纵横比的对应的凹陷，特别是所谓的“腹板薄化部”。然而，这必然将任何凹陷的形状和对应的腹板薄化部的形状的选择减少到以下轮廓，所述轮廓能够通过相应的旋转磨削盘而获得。磨削还意味着在处理和生产中需要额外的步骤。
此外，不可能通过磨削盘在凹陷的底部处产生任何其它结构，诸如附加的凹槽、凸脊或凹坑。这些附加结构能够用作断屑器，以便使操作中产生的切屑破碎和成形，使得能够更容易地将切屑从加工地点移除。
发明内容
因而，本发明的目标在于提供一种用于生产在权利要求中书限定的类型的切削板的方法和装置，其允许以高精度且仅通过压制和烧结而不需要磨削就能生产出相应的切削板。如果压制具有与切削刃相邻的相当深的凹陷的这种切削板，则应该能够给各个凹陷赋予与压制冲头的前表面的相反结构相对应的任何期望的形状，这种形状可包括小的突起和/或凹部，而不会有任何其它缺点，例如气孔或裂纹。
关于相应的切削板的生产方法，上述问题的解决方案通过在权利要求1中限定的方法来提供。
特别地是，在本发明方法中，使用了一种镦锻工具，所述镦锻工具能够垂直于主表面并朝向主表面，更确切地说是朝向被填充到模腔中的粉末混合物的对应的表面移动，所述镦锻工具包括至少两个可独立移动的冲头，所述至少两个可独立移动的冲头在本说明书中分别称为成型冲头和主冲头。根据本发明，平行的主表面由主冲头的对应的平坦前表面或表面部形成。因而，用于压制的冲头移动也垂直于冲头的平坦前表面部，当与形成凹陷的任何其它前表面部相比时，所述平坦的前表面部是凹入的，并因而确定了由两个主冲头朝向彼此到达特定的最终轴向位置的移动而产生的切削板的最大厚度。
镦锻工具包括两个部分，其中一个部分是前述的主冲头，另一个是能够独立移动的成型冲头，其中，在第一压制步骤中，将成型冲头移向粉末混合物，以形成生坯的与边缘表面相邻的初步压制部。初步压制部对应于切削板的被设置用于最小最终厚度的部分。
在第二步骤中，使主冲头和成型冲头共同朝向它们的最终位置移动，以给生坯提供所有表面的所述生坯的最终尺寸，所有表面包括平行的主表面和在其中形成的凹陷。
在适当选择了初步压制量的情况下，一部分粉末混合物朝向形成切削板的较厚部分的区域移位，从而使得通过主冲头和成型冲头进行的最终共同压制操作，将会以基本上相同的比表面载荷(压力)(特别是在从主冲头和成型冲头的过渡区域中)生产最终尺寸的生坯。
生坯的不同部分，并且特别是从较小的局部纵横比到较大的局部纵横比的任何过渡区域都将受到相似的压制程度，这避免了总体形状的变形和/或裂纹，并允许进行精确的烧结时的收缩量预测。两个平行的可移动冲头，即主冲头和成型冲头使操作者能够相对于由主冲头和成型冲头一起进行的最终共同压制来调整成型冲头的初步压制量，诸如以便提供均匀的收缩，而不会在这样的过渡区域中变形，从而使切削板具有精确的最终形状。
在一个实施例中，初步压制和最终压制通过两个相同的镦锻工具执行，这些镦锻工具同时朝向生坯的两个相对布置的主表面移动，每个所述镦锻工具包括至少主冲头和成型冲头。
在一个实施例中，通过主冲头和成型冲头压制到最终尺寸的压制是在以下情况下产生的，即，对这些冲头的位置进行控制和/或通过控制作用在冲头上的力，以在从成型冲头到主冲头的过渡区域中提供相似量的压实和/或表面压力。
在本说明书中使用术语“镦锻工具”而不只是“冲头”，因为每个镦锻工具包括(至少)两个冲头，即所谓的主冲头和所谓的成型冲头，以便更好地区分这些构件。
在凹陷的底部上的任何突起和凹部的相反形状都可以以高精度加工到成型冲头的前表面中(并且可选地是还可以加工到主冲头的某些部分中)，以便允许将任何断屑和/或将导向装置(即任意选择的结构)压制到任何凹陷的底部中。
即使不产生特定的断屑结构，也可能以高精度产生凹陷，并因而在与边缘表面的相交点处以高精度产生切削刃，从而使得不需要进一步的磨削，至少不需要磨削任何凹陷和腹板薄化。仍然可存在将切削刃附近的边缘面进行磨削的选项，因为该边缘面很容易接近。
因而，提供了成型冲头，以形成和压制至少最深的凹陷，特别是腹板薄化部或限定切削板生坯的最小厚度的其它区域。成型冲头的前表面在模腔闭合状态下的最小距离可小于1mm，优选地是小于0.5mm。通常，最小距离将大于0.1mm，但是相对的成型冲头的前表面甚至可以彼此接触，并且例如产生穿透板的小孔。这对应于最小厚度，该最小厚度小于在任何凹陷之外于主表面之间测量得到的最大切削板厚度(D)的20％，优选地是小于10％，特别是小于6％。
关于对应的工具，即用于产生板状生坯的压模，上述问题的解决方案通过权利要求6的特征提供，根据这种解决方案，在容纳粉末混合物的模腔的相对侧上设置有两个镦锻工具，其中这些位置代表主表面，其中每个镦锻工具都包括两个部分，即主冲头和能够独立移动的成型冲头，成型冲头的截面延伸至形成边缘表面的至少一个侧冲头的前表面，其中成型冲头的前表面能够朝向模腔独立移动超过主冲头的前表面，以便形成生坯的凹陷，特别是腹板薄化部。
对于通过上述方法和压模产生的对应的切削板，通过提供根据权利要求11所述的切削板来实现本发明所基于的问题的解决方案，其特征在于以下事实，切削板的至少一个主表面中的至少一个凹陷的最大深度大于切削板厚度的一半的80％，其中厚度被定义为由平行的主表面限定的平面之间的距离，并且其是垂直于这些平面测量得到的。
在本发明的一个实施例中，对应的生产方法的特征在于以下事实，在将粉末混合物填充到模腔中之前闭合侧冲头。然后，侧冲头形成边缘表面的至少大部分，特别地是并且优选地是，边缘表面的该部分在与相邻的凹陷的底部的相交点处形成切削刃。
在另一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，初步压制和最终压制是通过两个相同成形的镦锻工具进行的，每个镦锻工具都包括两个冲头，并同时从相对侧朝向生坯或粉末混合物接近。
这保证了主表面的形成，主表面基本上彼此相同，特别是按钻孔用切削板所要求的那样，这些主表面围绕轴线在旋转180°时对称，该轴线沿着平行于主表面的中间平面穿过切削板的重心延伸，并且还延伸穿过形成为连接切削板的相对侧上的切削刃的死端的切削板的尖端。
这种死端是(短)峰部，其形成在切削刃后方的后刀面的相交点处和/或连接处，该后刀面形成了边缘表面的一部分，并且在顶视图中在主表面上包括有通常为100°至160°的角。在钻孔时，这种死端是钻孔刀具的被压入到材料中的最向前突出的点，因此，期望在不过度削弱钻头或切削板的尖端部的情况下，将这种死端保持尽可能得短。这样的凹部减小了死端附近的切削板厚度(由此减小了死端的长度)，也称为“腹板薄化部”。
因此，这种死端的长度取决于对应的腹板薄化部的深度。腹板薄化部所形成的凹陷越深，则死端将是越短的，并且在这种情况下，死端通常短于钻孔直径的3％，而钻孔直径又由切削板的当横跨垂直于上文定义的切削板轴线的主表面测量时的最大尺寸限定，上文定义的切削板轴线穿过重心和死端延伸。
考虑到能够独立移动的成型冲头，在本发明的一个实施例中提供了对主冲头和成型冲头的轴向位置和/或对向主冲头和成型冲头提供的压制力的特定控制，使得压制到最终尺寸以类似的比表面压力和类似的压实量通过主冲头和成型冲头的共同移动而实现。
另一选项将是确定各个冲头施加的压力或力。
主冲头和成型冲头的“共同运动”并不必定意味着两个冲头都移动完全相同的行程距离。而是，可以基于各种参数来控制在共同运动期间的行程量，这些参数包括作用在生坯上的初步压制量或压制力，这可能意味着其中一个冲头可稍微在另一个冲头之前停止向前的压制移动。
如上所述，在一个实施例中，提供了对生坯的压制，使得在凹陷的底表面之间产生最小厚度，该最小厚度对应于小于切削板厚度的1/5。
关于压模，在本发明的一个实施例中，当在成型冲头的前表面上以立面看时，成型冲头的截面小于主冲头的对应的截面的1/3，并且优选地是小于1/5。
通常，成型冲头的截面对应于形成到两个平行的主表面中的每个主表面中的凹陷的宽度和形状。
特别地是，相对的成型冲头的截面重叠与它们向前突出超过相应的主冲头的前表面的量一起确定了死端的长度，或者更确切地说，确定了凹陷的相对布置的底表面之间的最小距离。因而，由成型冲头产生的凹陷限定了在切削板的尖端处设置的所谓的“腹板薄化部”。
在闭合状态下，相对的成型冲头之间的最小距离可以小到1mm，特别是甚至小于0.3mm。
因而，对应的切削板具有至少一个凹陷，其限定了腹板薄化部，该凹陷的最大深度大于最大切削板厚度的一半的80％，最大切削板厚度则被定义为两个平行的主表面之间的距离。
应注意，主表面内的任何凹陷都可以甚至比切削板的最大厚度的一半还深，只要这种凹陷被布置成从相对的主表面上的对应的凹陷偏移即可。
切削板的厚度通常小于切削板的最大宽度或直径的一半，该最大宽度或直径可被定义为沿着平行于主表面延伸的线和重心测量得到的边缘表面的相对部分之间的最大距离。
在一个实施例中，切削板是双面板，其包括在相对布置的边缘表面到主表面的过渡处的切削刃。这种切削板然后应关于围绕垂直于主表面并穿过板的重心延伸的轴线旋转180°对称。
切削板还可具有在两个主表面之间延伸穿过该板的中心夹持孔。该孔的轴线可以垂直于主表面延伸，或者可偏离该垂直延伸，并且可与主表面形成多至50°的角度，诸如60°。可替选地是，可以提供两个平行的夹持孔，它们被对称地布置在垂直于主表面并穿过重心和板的由死端形成的尖端延伸的平面的两侧上。
在一个实施例中，凹陷或腹板薄化部的底部包括断屑和/或切屑形成突起和/或凹部，所述断屑和/或切屑形成突起和/或凹部通过借助于成型冲头并且可选地是还借助于(部分)主冲头压实粉末混合物而产生，其中所述冲头的前表面设置有对应的模具结构。
任何凹陷的底部处的各个突起和/或凹部在至少一个方向上的尺寸都不应超过2mm。
在一个实施例中，在凹陷的底部内的各个突起或凹部可具有旋钮和/或凹坑的形状。
可替选地是或另外地是，在凹陷的底部处的一些或全部的各个突起或凹部可具有凹槽和/或突肋的形状。
如上文所述，腹板薄化部凹陷的最大深度为切削板厚度的一半的至少80％或甚至90％，并且在优选实施例中，该最大深度在任何腹板薄化部区域的中甚至可高达切削板厚度一半的95％或96％。除了腹板薄化部以外的其它凹陷的最大深度在如下区域中甚至可超过板厚度一半的100％，在该区域中，对应的凹陷在相对的主表面上彼此偏移。
在一个实施例中，在死端处或紧挨死端的区域是切削板的最薄部分。
切削板的后刀面(其是边缘表面的邻近切削刃的一部分)也可以被结构化，特别是包括在沿着切削刃延伸的狭窄刀棱部后方的一个或几个凹部区域。
由于边缘表面并且特别是形成后刀面的部分至少部分地由侧冲头形成，因此后刀面的任何结构或凹部也可以由侧冲头形成。
在另一个实施例中，安装孔以相对于主表面的平面成一定角度从一个主表面延伸穿过切削板至另一个主表面，该角度特别是在相对于主表面平面的50°至90°的范围内，优选为50°至80°，并且特别是60°。
通常，通过两个相对布置的侧边缘面到相应的一个主表面的过渡来提供副切削刃，这些副切削刃基本上平行于上文限定的延伸穿过死端的对称轴线。由此，与相邻的主切削刃形成切削拐角并限定将由配备有这种切削板的刀具钻出的孔的半径。可替选地是，也可以形成从主切削刃到相邻的副切削刃的连续圆化过渡。
切削板的进一步特征和优点以及用于切削板的生产的对应方法和装置可以通过以下对优选实施例的描述和相关附图而变得更加明显。
附图说明
图1A、图1B分别示出了根据本发明的被设计成具有对称轴线的钻孔板的切削板上的平面侧视图和前视图。
图2示出了限定模腔的压制工具的沿图3中的线II-II截取的截面图，其中截面平行于在该模腔中形成的切削板的主表面。
图3示出了对应于图2中的线III-III的截面图。
图4示出了穿过类似于图2的压制工具的截面图，但是没有切削板。
图5示出了根据本发明的切削板的另一个实施例。
图6示出了根据本发明的双面切削板。
具体实施方式
在图1A中，示出了在主表面1a、1b中的一个朱表面上的切削板10上的平面图。在该平面图中，切削板作为具有对称轴线50的多边形形体出现，该对称轴线50(如点划线所示)延伸穿过重心和死端7，死端7处在切削板的在平行于主表面1a、1b的中间平面40中的尖端处。
如图1B中所示，切削板具有两个大体上平坦且平行的主表面1a、1b，其中，这两个主表面均分别包括凹陷4a、4b以及邻近边缘表面部3a、3b的腹板薄化部(web thinning)5a、5b。连接顶和底表面1a、1b并包围切削板并且还包括边缘表面部3a、3b的完整的边缘表面由附图标记3表示。凹陷4a形成为沿着切削刃6a延伸的切屑凹槽，该切削刃6a由切屑凹槽4a的底部和边缘表面部3a之间的相交点形成并限定。类似的切屑凹槽4b设置在切削板的相对侧1b上，并且该切屑凹槽4b的底部在与边缘表面3b的相交点处形成切削刃6b。边缘表面部3a、3b有效地形成了后刀面，并且因此，这些边缘表面部并不完全垂直于主表面1a、1b延伸，而是稍微成角度，从而使得在切削刃6a、6b后方提供足够的后刀角。
凹陷4a、4b形成与切削刃6a、6b的径向外部邻接的切屑凹槽。凹陷5a、5b形成与切削刃6a、6b的径向内部邻接的腹板薄化部，即它们从相对侧1a、1b彼此靠近，以减小在切削板的尖端处被形成为峰部的死端7的长度，该峰部是由后刀面3a、3b的相交部形成的。如将从
图1B中看出的那样，切削板10关于围绕轴线50的180°旋转对称，该轴线50延伸穿过切削板的重心和死端7的中心，即处在中间平面40内，该中间平面40是在分别由主表面1a和1b限定的平面之间的中间位置上的假想平面。
切削板10可具有中心夹持孔8，其中中心夹持孔8的轴线相对于主表面1a、1b以等于或偏离90°的角度延伸，特别是以50°至80°的角度延伸，诸如以大约60°的角度延伸，如图1B中的虚线所示。然而，即使没有中心夹持孔8，切削板10也可以由设置在对应的工具轴的前端处的狭槽的槽壁夹紧。
结合图2至图4示出和描述了压制工具20。
图2是用于压制对应的生坯10的压制工具20的模腔的截面图，其中截面是沿着图3中的线II-II截取的。图2还示出了对应于图1A的在压制之后的切削板10上的平面侧视图。
图3示出了根据图2中的截面线III-III的截面图，其包括被容纳在工具的模腔内的切削板。
图4是穿过如图2的压制工具的类似的截面图，但是没有位于其中的切削板，使得下部镦锻工具的主冲头和成型冲头的前表面是可见的。
所示的模腔30由***在模具25的内表面的狭槽中的模具***件25a、能够沿箭头A移动的两个侧冲头21、22，以及上和下镦锻工具形成，所述上和下镦锻工具每个都分别包括主冲头23a、23b，并且每个都分别包括成型冲头24a、24b。在填充模腔30之前，闭合两个侧冲头21、22，即，将它们朝向彼此移动，直到它们彼此抵靠并且/或者以其相对布置的面21a、22a抵靠模具***件25a为止。
如图3中所示，然后使上、下成型冲头24a、24b沿着垂直于箭头A的箭头B(如图2中所示)移动，其中组合起来的冲头23a、23b、24a、24b的周边配合到在侧冲头21、22和模具***件25a之间形成的模腔空间中。
然后，将模腔30填充诸如WC的硬质金属组分和诸如钴的粘合剂的粉末混合物。之后，上镦锻头部将会朝向模腔30向下移动，直到通过成型冲头并且可选地是还通过主冲头与粉末混合物的上表面轻微接触为止。在接触粉末混合物之前，成型冲头24a可以与主冲头23a的前表面齐平或部分地突出超过主冲头23a的前表面。在下一步骤中，两个成型冲头24a、24b都将沿着图3中可见的箭头B朝向彼此移动，直到与一个或两个侧冲头21、22相邻地在两个成型冲头24a、24b之间获得特定量的初步压制为止，这是因为成型冲头被设计和设置用于形成在图1B中可见的腹板薄化部5a、5b并且延伸至边缘表面3a、3b。这种初步压制的量，即在初步压制步骤中成型冲头24a、24b所达到的最终位置并且可选地是或可替选地是还有为此所需的对应的压制力必须通过实验和/或模拟来确定，这是因为它取决于粉末混合物的组分，并且还取决于切削板最薄部分与最厚部分之间的比率。
在下一步骤中，主冲头23a，23b也朝向彼此移动，以便沿由着箭头B限定的轴线压制粉末混合物。在达到最终压制的量之前，两对冲头，即主冲头23a和成型冲头24a以及下主冲头23b和下成型冲头24b都朝向相对布置的工具一致地移动，直到达到期望的位置和压实为止。可选地是，也可以考虑并调整作用在冲头23a、23b和24a、24b上的力，使得类似的压力沿着包括有凹陷4a、4b和腹板薄化部5a、5b在内的整个上和下表面1a和1b作用在生坯上。
典型的压制周期需要1秒到10秒，然后可以移走上镦锻冲头和侧冲头，之后能够例如通过向上移动下侧工具23b、24b来将生坯从模腔中顶出。
在图4中可见主冲头23a，23b的稍微突出于前表面11上并在切削板的任一侧上形成切屑凹槽4a、4b的一部分14。对于较深的切屑凹槽4，形成的部分14也可被设置在成型冲头24a、24b的前表面上。
虽然图1A似乎示出了切屑凹槽4a与腹板薄化部5a之间的边界线4c，但是通常在相应的凹陷4a、5a之间可能仅存在平滑过渡。根据麻花钻的标准定义，腹板薄化部对应于中心芯部内的任何移除部或凹部，该移除部或凹部在切削部的长度上不受任何切屑凹槽的影响，该切削部的长度又由切屑凹槽的轴向长度限定。在图1B中，由虚线示出了对应的圆K，其直径对应于切削板的最大厚度。因此，由虚线圆K限定的圆主体内的去除的材料可以被识别为腹板薄化部5a、5b。
另外，成型冲头24a、24b的截面可以延伸超过虚线圆K，直到凹陷5a、5b的周边，包括图1A的上部中的线4c，而从主冲头23a、23b的其它平面的前表面11延伸的突起14可被设置用于产生切屑凹槽4a、4b，并且也由线4c界定。
图5示出了包括一些附加修改的本发明的另一个实施例。通过针对相应的等同特征仅增加100，相对于前述实施例修改了图5中的附图标记。为了便于描述，将相同附图标记用于切削板100的任一侧上的相同特征和元件。
切削板100也包括两个主表面101(其中仅一个是可见的)和从所述主表面101的凹部或凹陷104、105，其中凹陷104被指示为并且用作切屑凹槽或容屑槽，而与死端107相邻的凹部105是腹板薄化部，这是因为为了产生这种腹板薄化部，必须从切削板100的芯部中去除材料，否则切削板的芯部不会受到像切屑凹槽104这样的凹陷影响。
另外，与切削刃106相邻的后刀面形成为相对较窄的刀棱面103，随后是退刀凹部113，退刀凹部113相对于与相应的切削刃106相邻的刀棱面103轴向缩回。
为了生产这种切削板，可以将侧冲头或单个侧冲头的前表面成形为用以形成与切削刃106相邻的两个刀棱面，这些刀棱面形成了后刀面103以及退刀凹部113。死端107比对应的峰部短得多，如果不设置腹板薄化部105，则所述峰部可能在切削板的整个宽度上延伸。腹板薄化部105还包括具有弧形底部的凹槽112和在其之间从相应的主表面101延伸至切削刃106的凸脊111，使得切削刃106具有与腹板薄化部和死端相邻的波浪形状。
同样地是，由于相应的切屑凹槽104的弯曲底部与后刀面103相交，所以切削刃106的径向外部略微弯曲。因而，切削刃106通过从凹陷(更确切地说是从切屑凹槽104和腹板薄化部105)到由刀棱面103形成的后刀面的过渡来形成。
另外，可以在切屑凹槽104的底部处设置像旋钮114和突肋115的断屑结构，并且形成腹板薄化部105的底部的凹槽112和凸脊111也用作切屑形成器和断屑器。
对于图5中所示的实施例，死端107的实际长度仅为切削板厚度D的大约3％至8％。在没有这种腹板薄化部的情况下，则死端107的长度将至少是平行主表面101之间的距离。
图6示出了本发明的另一个实施例，其被构造成双面切削板，由附图标记210表示。
图6中使用的附图标记的最后两位数字与针对图1至图5的先前描述所使用的附图标记相似或相同，其中仅将前导数字2用作前缀。
与先前的实施例一致，切削板210包括具有两个平行的顶表面和底表面的主体，其中在图6中仅可见顶表面201a，而如果切削板210转动180°，则相对侧具有完全相同的外观。因而，仅通过图6中所示的视图来描述切削板210就足够了。双面切削板210包括两个尖端，这两个尖端分别具有短的死端207a和207b，所述短的死端207a和207b处在相对布置的边缘表面上，更特别地是在从切削刃206a的内端至位于相对的主表面上的切削刃206b的过渡处。腹板薄化部205a和205c与位于相对的主表面上的另外的腹板薄化部(不可见)一起在过渡到相应的边缘表面203b、203d(其余边缘表面部是不可见的)的过渡区域处形成切削刃206a、206b、206c、206d的内部部分，并且使死端207a、207b连接相应切削刃的内端。主表面201a包括中心部分和两个外部部分，其中在主表面201a的平面中心部分和每个平面外部部分之间布置有轻微凹入的凹陷211。两个安装孔208a、208b从主表面201a延伸到相对的主表面(不可见)，其中，安装孔的大部分延伸穿过略微凹入的凹陷211的底部。能够在主表面201a的对角方向相对侧上看到切屑凹槽204a、204c。
切削板210关于围绕以下轴线旋转180°对称：延伸穿过死端207a、207b的水平轴线、延伸穿过安装孔208a、208b的中心的竖直轴线，以及垂直于主表面201a的中心轴线，该中心轴线在其它两条对称轴线彼此交叉的位置处延伸穿过板。
当被***在对应的切削板支架的前端处的狭槽内以用作钻头时，尖端或死端207a、207b中的一个处于不起作用状态，而另一个尖端在向前的方向上从狭槽中突出并被用作钻头的钻尖。当对应的尖端207a的切削刃206a、206b磨损时，可以将切削板拆卸下来并翻转过来，然后再次安装在切削板支架的狭槽内，使得切削尖端207b在向前的方向上突出，并且切削刃206c和206d变为起作用切削刃。
切削板安装在刀具支架的前端处的狭槽内，其中安装螺钉被引导穿过设置在刀具支架的限制狭槽的壁上的孔，并延伸穿过安装孔208a、208b进入到设置在切削板支架的限制狭槽的另一侧的壁中的螺纹孔中。
出于原始公开的目的，应注意，本领域技术人员可以从说明书、附图和权利要求书中收集的任何特征(即使所述特征仅结合特定的另外特征描述)可以独立地组合，并且可以与本文公开的任何其它特征或特征组进行任意组合，除非明确地排除这种组合，或者技术条件将使这种组合变得不可能或毫无意义。仅出于说明书和权利要求书的简洁和易读性的目的，省去了对可能想到的特征的任何组合的全面、明确的讨论。

Claims (21)

1.一种生产由硬质金属、特别是由烧结碳化物制成的切削板的方法，所述方法通过以下实现：多轴压制硬质金属组分和粘合剂的粉末混合物以形成生坯(10)，然后烧结所述生坯，所述生坯在压制之后包括两个基本上平行的主表面(1a、1b)和周边边缘表面(2、3a、3b)，所述周边边缘表面在所述主表面的周边处于所述主表面之间延伸并连接所述主表面，所述主表面包括至少部分地延伸到所述边缘表面的凹陷(4a、4b；5a、5b)，使得在所述凹陷的底部和所述边缘表面的至少一部分(3a、3b)的相交点处形成切削刃(6a、6b)，其中所述粉末混合物被供应到包括模腔的压模，所述模腔由侧冲头和至少一个镦锻冲头限定，所述侧冲头能够沿着至少第一方向移动，以形成所述边缘表面，所述至少一个镦锻冲头能够基本上垂直于所述第一方向移动，以压实所述粉末混合物，从而形成切削板生坯，其中使用能够垂直于并朝向所述主表面移动的镦锻工具，其特征在于，所述镦锻工具包括两个部分，所述两个部分中的一个部分是主冲头(23a、23b)，另一个部分是能够独立移动的成型冲头(24a、24b)，其中在第一压制步骤中，所述成型冲头(24a、24b)朝向所述粉末混合物移动，以形成所述生坯的与所述边缘表面(3)相邻的初步压制部，并且该初步压制部包括被指定用以成为所述生坯的具有最小最终厚度的区域的区域，而在第二步骤中，所述主冲头(23a、23b)和所述成型冲头(24a、24b)两者都朝向它们的最终位置移动，以给所述生坯提供包括所述凹陷(4a、4b、5a、5b)在内的平行的所述主表面(1a、1b)的所述生坯的最终尺寸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述侧冲头在供应所述粉末混合物之前闭合。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述初步压制和所述最终压制通过两个相同的镦锻工具执行，所述镦锻工具同时朝向所述生坯的两个相对布置的主表面移动，每个所述镦锻工具都包括至少主冲头和成型冲头。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述主冲头和所述成型冲头压制到所述最终尺寸的所述压制是在以下情况下产生的，即：控制所述冲头的位置，以在从所述成型冲头至所述主冲头的过渡中提供类似的压实量和/或表面压力。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，相对地布置在所述生坯的任一侧上的至少两个凹陷的一部分在所述凹陷的所述底部之间被压制成最小厚度，所述最小厚度对应于小于在任何凹陷之外于所述主表面之间测量得到的最大切削板厚度(D)的20％，优选地是小于10％，特别是小于6％。
6.一种用于通过多轴压制来生产板状生坯的压制工具，所述生坯具有两个基本上平行的主表面(1a、1b)和连接所述主表面(1a、1b)的周边边缘表面(3、3a、3b)，所述生坯(10)由硬质金属和粘合剂的粉末混合物组成，其中所述压制工具限定了用于容纳所述粉末混合物的模腔(30)，并且包括能够朝向彼此移动的至少两个侧冲头，所述侧冲头的前表面被设置用以形成所述生坯的所述边缘表面的至少一部分，其中一个所述侧冲头可以被模具的固定侧壁代替，其特征在于，在所述模腔的两个其余的相对侧上设置有两个镦锻工具，所述镦锻工具能够沿着公共轴线且垂直于由所述主表面限定的平面朝向彼此移动，所述镦锻工具中的每个镦锻工具都包括至少两个部分，即主冲头和能够独立移动的成型冲头，所述成型冲头的截面延伸到至少一个侧冲头的前表面，其中所述成型冲头的前表面能够朝向所述模腔移动超过所述主冲头的前表面，以便形成凹陷，特别是所述生坯的腹板薄化部。
7.根据权利要求6所述的压制工具，其特征在于，所述成型冲头具有前表面，所述前表面在平面图中朝向所述成型冲头的压制表面的量小于所述主冲头的所述前表面的1/3，优选地是小于所述主冲头的所述前表面的1/5。
8.根据权利要求6或7所述的压制工具，其特征在于，每个镦锻工具都包括被布置在相对设置的边缘面处的两个成型冲头。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的压制工具，其特征在于，对于所述主冲头和所述成型冲头中的每一个冲头，都分别设置有用于确定和控制所述冲头的各自的轴向位置的独立装置，和/或用于确定压制力和比表面压力的装置。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的压制工具，其特征在于，互相面对的所述镦锻工具被布置成使得所述相对的成型冲头的前表面在沿着所述公共轴线看时至少部分地彼此重叠。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的压制工具，其特征在于，所述成型冲头的所述前表面在所述模腔的闭合状态下具有小于1mm、优选地是小于0.3mm的最小距离。
12.一种用于钻孔或铣削的切削板，所述切削板通过根据权利要求6至10所述的压制工具并且通过根据权利要求1至5所述的方法由硬质金属组分和粘合剂的粉末混合物产生，以形成生坯，并且进一步通过烧结对应的所述生坯，所述生坯在压制之后包括两个基本上平行的主表面(1a、1b)和周边边缘表面(2、3a、3b)，所述周边边缘表面在所述主表面的周边处于所述主表面之间延伸并连接所述主表面，所述主表面(1a、1b)包括至少部分地延伸到所述边缘表面的凹陷(4、5)，使得在所述凹陷的底部和所述边缘表面的至少一部分(3a、3b)的相交点处形成切削刃(6a、6b)，其特征在于，至少一个凹陷的最大深度大于所述切削板的厚度的一半的80％，所述切削板的厚度被限定为在所述两个平行的主表面之间的距离。
13.根据权利要求12所述的切削板，其特征在于，所述板的厚度(D)小于所述板的最大直径的一半，优选地是小于其三分之一，所述板的所述最大直径是穿过重心并平行于由所述主表面限定的平面测量得到的。
14.根据权利要求12或13所述的切削板，其特征在于，所述切削板为双面板，其包括在相对布置的边缘表面到所述主表面的过渡处的切削刃。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的切削板，其特征在于，所述凹陷在其底部处设置有断屑和/或切屑形成突起和/或凹部，所述断屑和/或切屑形成突起和/或凹部仅通过将所述粉末混合物压制成生坯而产生。
16.根据权利要求15所述的切削板，其特征在于，在相对的主表面上、特别是在腹板薄化部(4)的区域中的凹陷的底部之间的最小距离(d)与所述板的最大厚度(D)的比率小于1/10，优选地是小于1/20，特别是小于1/25。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的切削板，其特征在于，至少一个凹陷(4a、4b)或腹板薄化部(5a、5b)的底部包括断屑和/或切屑形成突起和/或凹部(111、112、114、115)，所述凹陷(4a、4b、104、5a、5b、105)的底部内的各个突起或凹部具有旋钮(114)和/或凹坑和/或凹槽(112)和/或突肋(111)的形状。
18.根据权利要求15所述的切削板，其特征在于，任何凹陷的底部处的各个突起或凹部在至少一个方向上都不超过大于2mm的尺寸。
19.根据权利要求11至16中任一项所述的切削板，其特征在于，所述切削板关于围绕以下中心轴线旋转180°对称，所述中心轴线在所述主表面之间的并且平行于所述主表面的中间平面中延伸，所述中心轴线穿过重心和所述板的尖端处的死端的中心。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的切削板，其特征在于，所述切削板的最薄区域是所述死端的区域。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的切削板，其特征在于，任一侧上的至少一个凹陷呈腹板薄化部的形式，其中在所述主表面的相对侧上的所述腹板薄化部被布置成使得所述凹陷的最底点接近所述边缘表面上的相同位置。
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