(57)【要約】  本開示は、複数の横金型部品（９０、９２、９４、９６）を含む多部品金型（８２）を提供する工程と、横金型部品（９０、９２、９４、９６）を供給する工程と、少なくとも２つの横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）を供給する工程であって、少なくとも２つの横金型部品（９０、９２、９４、９６）が横パンチ部（１００、１０２、１０４、１０６）用ガイド凹部（１１０、１１２、１１４、１１６）を備えている工程と、空洞（８６）の開口部の上方に充填ユニット（１５２）を供給する工程と、空洞（８６）を超硬合金粉末で充填する工程と、空洞（８６）の上側（１９２）部分を画定している少なくとも１つの上金型部品（１２２）を供給する工程と、横金型部品（９０、９２、９４、９６）および上金型部品（１２２）をしっかり保持する工程と、少なくとも２つの横金型パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）を用いて粉末を圧縮する工程と、プレス品（１０）を離型させるために横金型部品（９０、９２、９４、９６）、上金型部品（１２２）およびパンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）を開く工程とを含んでいる、超硬合金プレス品のニアネットシェイプ製造方法に関する。本開示はまた、対応する装置（８０）および超硬合金プレス品（１０）に関する。【選択図】図６
2019536642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超硬合金プレス品のニアネットシェイプ製造方法、特に切削工具（６６）用焼結未加工部品の製造方法であって、次の工程：
−  プレス品（１０）用空洞（８６）の外側面を画定している複数の横金型部品（９０、９２、９４、９６）を含む多部品金型（８２）を提供する工程であり、
少なくとも１つの横金型部品（９０、９２、９４、９６）が前記空洞（８６）の上側（１９２）部分をさらに画定している工程と、
−  横金型部品（９０、９２、９４、９６）を供給する工程と、
−  少なくとも２つの横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）を供給する工程であり、少なくとも２つの横金型部品（９０、９２、９４、９６）に横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）用ガイド凹部（１１０、１１２、１１４、１１６）が設けられている工程と、
−  前記空洞（８６）の開口部の上方に充填ユニット（１５２）を供給し前記空洞（８６）を超硬合金粉末で充填する工程と、
−  前記空洞（８６）の前記上側（１９２）部分を画定している少なくとも１つの上金型部品（１２２）を供給する工程と、
−  前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）および前記上金型部品（１２２）をしっかり保持する工程と、
−  少なくとも２つの前記横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）を用いて前記粉末を圧縮する工程と、そして
−  前記プレス品（１０）を離型させるために、前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）、前記上金型部品（１２２）および前記パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）を開く工程を含んでいる、方法。
【請求項２】
−  前記空洞（８６）の下側（１９０）部分をさらに画定している少なくとも１つの横金型部品（９０、９２、９４、９６）を提供する工程と、
−  前記空洞（８６）の下側（１９０）部分を画定している少なくとも１つの下金型部品（１２０）を供給する工程と、そして
−  前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）および前記上金型部品（１２２）をしっかり保持する工程ならびに前記下金型部品（１２０）をしっかり保持する工程をさらに含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）、前記上金型部品（１２２）、および前記下金型部品（１２０）が圧縮中に固定され、前記横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）が前記粉末を圧縮するために動く、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記圧縮が前記パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）による横圧縮を含み、前記パンチ部品（１００、１０２、１０４）のそれぞれの移動方向が、前記上金型部品（１２２）の供給方向と斜めに、特に直角に向いた平面と平行に向いている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）および前記パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）が第１の平面、特に水平面と平行に可動であり、そして、前記上金型部品（１２２）、特に前記下金型部品（１２０）も第２の平面、特に垂直面と平行に可動である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記上金型部品（１２２）が前記プレス品（１０）内に凹部（１８）、特にプレス品を通って上下に突出する凹部を形成する上下スライダー（１２６）に結合されており、前記上下スライダー（１２６）が前記上金型部品（１２２）と平行に可動であり、そして特に前記下金型部品（１２０）も対応する上下スライダー（１２４）に結合されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）を供給する工程が、前記空洞（８６）を開閉するために互いに向けて、そして互いから離れて可動である３つ以上の横金型部品（９０、９２、９４、９６）を供給する工程を含んでいる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）が前記プレス品（１０）用の水平境界を一緒に画定している、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記空洞（８６）および前記プレス品（１０）の得られた形状が、可動金型部品（９０、９２、９４、９６、１２０、１２２、１２４、１２４、１２６）およびパンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）によって完全に画定されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
各横金型部品（９０、９２、９４、９６）が、前記ガイド凹部（１１０、１０２、１０４、１０６）内に配置されているパンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）を伴っており、前記パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）の移動方向が、前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）の移動方向と平行である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つのパンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）、特に２対のパンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）が互いから上下にずれている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）が、上下に離型可能でない前記プレス品（１０）の形状部分を形成している、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）が、前記プレス品（１０）の円周部（３２）と少なくとも１つの上下底面（２８、２８）との間に移行部（４２）を形成しており、そして前記移行部（４２）が、特に半径または面取り部を含んでいる、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記空洞（８６）内の前記プレス品（１０）の少なくとも１つの上下底面（２８、３０）、好ましくは両方の底面（２８、３０）がパンチ部品を用いることなく形成されている、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
菱形の割出し可能インサート（６６）用プレス品（１０）を形成するための４つの横金型部品（９０、９２、９４、９６）であって、前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）が、前記プレス品（１０）の４つの側面を少なくとも部分的に画定しており、そして前記プレス品（１０）の４つの円周方向側面上に４つのすくい面（３６）を画定している４つの横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）に結合されており、互いに接触する上の上下スライダー（１２６）と下の上下スライダー（１２４）とに結合されている上底面（２８）を形成するための上金型部品（１２２）と下底面（３０）を形成するための下金型部品（１２０）とが設けられており、前記上の上下スライダー（１２６）と前記下の上下スライダーと（１２４）とが前記プレス品（１０）上に貫通開口（１８）を一緒に形成している横金型部品が提供されている、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
超硬合金切削工具の製造方法、特に切削インサートの製造方法であって、
−  請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のプレス品（１０）を製造する工程と、
−  わずかな後処理のみで、または後処理なく部品処理する工程、特にプレス工場から焼結工場へ移送する工程と、そして
−  前記プレス品を焼結する工程を含んでいる、方法。
【請求項１７】
超硬合金プレス品（１０）のニアネットシェイプ製造のための、特に切削工具（６６）用焼結未加工部品の製造のための装置（８０）であって、
−  ベッド（８４）と、
−  プレス品（１０）用空洞（８６）を形成するための多部品金型（８２）であり、前記金型（８２）が前記空洞（８６）の外側面を画定している複数の横金型部品（９０、９２、９４、９６）を含んでおり、少なくとも１つの横金型部品（９０、９２、９４、９６）が前記空洞（８６）の上側（１９２）部分をさらに画定している前記金型（８２）と、
−  前記空洞（８６）の前記上側（１９２）部分を画定している上金型部品（１２２）と、
−  少なくとも２つの横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）を有しているパンチユニット（９８）であり、少なくとも２つの横金型部品（９０、９２、９４、９６）が横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）用ガイド凹部（１１０、１１２、１１４、１１６）をそれぞれ備えている前記パンチユニット（９８）と、そして
−  前記空洞（８６）を超硬合金粉末で充填するために前記空洞（８６）の開口部に供給可能な充填シュー（１５４）を含む充填ユニット（１５２）であり、
前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）と前記上金型部品（１２２）とが開位置と閉位置との間で可動であり、
前記閉位置にある前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）と前記上金型部品（１２２）とが前記プレス品（１０）の表面を画定しており、
前記横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）が前記粉末を圧縮するために前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）内の前記ガイド（１１０、１１２、１１４、１１６）に沿って置換可能であり、そして
前記パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）の移動方向が、前記上金型部品（１２２）の供給方向と斜めに、特に直角に向いている平面と平行に向いている、前記充填ユニット（１５２）とを含んでいる、装置（８０）。
【請求項１８】
前記空洞の下側部分を画定している下金型部品（１２０）をさらに備え、少なくとも１つの前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）が前記空洞（８６）の下側（１９０）部分をさらに画定しており、そして前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）、前記上金型部品（１２２）および前記下金型部品（１２０）が前記閉位置に固定可能である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）および前記横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）が第１の平面、特に水平面と平行に可動であり、そして、前記上金型部品（１２２）、特に前記下金型部品（１２０）も、第２の平面、特に垂直面と平行に可動である、請求項１７または１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記プレス品（１０）の円周部（３２）を形成するために、前記閉位置の前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）、前記上金型部品（１２２）および前記下金型部品（１２０）を固定する保持ユニット（１５０）をさらに含んでいる、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記上金型部品（１２２）が、前記プレス品（１０）内に凹部（１８）、特に前記プレス品（１０）を通って上下に突出する凹部を形成する上下スライダー（１２６）に結合されており、前記上下スライダー（１２６）が前記上金型部品（１２２）と平行に可動であり、そして特に前記下金型部品（１２０）も対応する上下スライダー（１２２）に結合されている、請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記粉末の前記圧縮が、実質的に、好ましくはもっぱら前記横パンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）によって行われる、請求項１７乃至２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記横金型部品（９０、９２、９４、９６）が前記プレス品（１０）の円周部（３２）と少なくとも１つの上下底面（２８、３０）との間に移行部（４２）を形成しており、前記移行部（４２）が特に半径または面取り部を含んでいる、請求項１７乃至２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
超硬合金プレス品（１０）、特に割出し可能工具（６６）用にわずかな後処理のみで、または後処理なく製造された超硬合金プレス品（１０）であって、互いに反対側に配置されている２つの底面（２８、３０）と、前記２つの底面（２８、３０）間に延びている円周部（３２）と、多部品金型（８４）の分離経路によって画定されている複数の刃先（１２）とを含んでおり、少なくとも１つの前記刃先（１２）が第１底面（２８）に割り当てられており、そして少なくとも１つの前記刃先（１２）が第２底面（３０）に割り当てられており、前記刃先（１２）が前記底面（２８、３０）と上下に離型可能でない樋様すくい面（３６）をもった前記円周部（３２）に割り当てられており、前記刃先（１２）と前記すくい面（３６）とが、前記底面（２８、３０）の法線と交差して供給されて対応して向いた微細構造をもたらすことができるパンチ部品（１００、１０２、１０４、１０６）によって少なくとも部分的に画定されており、前記底面（２８、３０）が、前記底面（２８、３０）の前記法線と交差して供給可能な金型部品（９０、９２、９４、９６）および前記底面の前記法線と平行に供給可能な金型部品（９０、９２、９４、９６）によってスタンプなく画定されており、そして好ましくは請求項１乃至１５のいずれか一項の方法にしたがって製造される、プレス品（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超硬合金プレス品ならびに超硬合金プレス品の製造方法および製造装置に関する。本開示はまた、超硬合金部品、特に切削工具の焼結用ブランクの製造に関する。切削工具は、切削インサート、割出し可能インサートなどを含むことができる。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金製の切削工具は一般に高温で焼結される。プレス品、ブランクまたはグリーンブランクとも呼ばれる正確な形をした中間製品の製造のために、２つの本質的な方法が知られている。第１の方法は射出成形による一次成形製造に関する。別の方法は、プレス機を用いるプレス品の製造に関する。本開示は主に、切削工具などの粉末冶金製造用プレス品の製造のための高圧での超硬合金粉末のプレス成形に関する。
【０００３】
超硬合金プレス品を製造するための工具は、特許文献１から知られており、前記工具は、軸方向および半径方向を規定する中心軸と、貫通孔を有する基体と、半径方向に整列したパンチチャネルと、半径方向に整列した金型チャネルと、上パンチおよび反対側の下パンチと、対になって配置されて前記パンチチャネル内で半径方向に可動な複数の横パンチと、金型チャネル内で半径方向に可動な複数の金型ロッドであって、各金型ロッドが２つの隣接する横パンチを伴っており、各金型ロッドが金型ロッド円周部によって画定された前面金型成形面および、そこから後方に分岐している２つの金型ガイド面を有しており、そして２つの隣接する横パンチが共通の金型ロッドの金型ガイド面上を摺動可能に可動である、金型ロッドを有している。
【０００４】
この工具を用いて、切削工具に適した一般に複雑な輪郭を形成することができる。しかし、このような工具は複雑な構造を有しており、高レベルの制御労力でしか操作することができない。特に、主パンチ（上パンチと下パンチ）および二次パンチ（横パンチ）の並列制御は多くの労力を伴う。
【０００５】
この工具概念の不都合は、例えば、記載した工具の構造では、本開示の文脈では例示目的のために記載された切削インサートを、金型の仕切りやバリによって影響されない、特に交差しない刃先を生成することなくプレス成形によって製造することができないことである。同じことが、同様に構成されたプレス品にもあてはまる。
【０００６】
同様の工具概念が、特許文献２、特許文献３、および特許文献４から知られている。それらは主パンチ軸が上パンチと下パンチとによって形成されている工具に関する。横パンチが少しでも設けられている場合、それらは主パンチではなく補助パンチのみである。このように製造された超硬合金プレス品は、主プレス方向によって決まった特定の微細構造を有している。
【０００７】
切削インサートの例は、いわゆる割出し可能インサートである。このようなインサートは、出願人のグループが所有する特許文献５に記載されている。この割出し可能インサートの利点は、それによって、切削インサートが各々２つの刃先を形成する互いに１８０度ずれた２つの本質的に同一の部分体から成る４つの刃先の存在である。すなわち、２つの刃先を使用することができるように切削インサートは中心軸の周りに１８０度回転させることができる。さらに、２つのさらなる刃先を（中心軸に対する対応する回転の向きの配置後に）使用することができるように切削インサートを中心軸と直角な軸の周りに１８０度回転させることができる。
【０００８】
このような部品用ブランクは通常射出成形によって製造され、かなりの程度まで後処理されている。
【０００９】
特に接線方向切削インサートとも呼ばれる上記のタイプの切削インサートは、たいてい金属加工用途、特にフライス加工用途または旋削用途に使用されている。本切削インサートは、主に、いわゆる正面フライス加工および／または隅フライス加工のために使用されている。このような切削インサートを使用するフライス工具は、典型的には、少なくとも１つであるが通常は多数のこれらの切削セットが円周方向側面上に取り外し可能に取り付けられている回転対称工具ホルダを含んでいる。
【００１０】
フライス加工中のワークピースからの材料の除去は、切削インサート内に形成されている高精度の先端および／または刃先によって保証されている。磨耗をできる限り少なくするため、加工中に生じる非常に高い切削力に耐えるため、そして好ましくは高い精度を保証するために、これらの切削インサートはたいてい超硬合金製である。しかし、高い材料応力のために、刃先は経年的に磨耗する。したがって、特に高精度を必要とするフライス加工作業のためには、切削インサートは一定期間後に交換されなければならない。
【００１１】
比較的高価な切削インサートを刃先が磨耗するたびにそっくりそのまま交換しなければならないことを未然に防ぐために、互いに対称に配置された、いくつかの刃先を有する多面切削インサートが開発されてきた。
【００１２】
さらに、超硬合金プレス品の粉末冶金製造のための金型の設計においては、刃先を越えておよび／またはそれらと交差して延びている金型の分離を行わないように注意が払われる。それにもかかわらず、刃先は好ましくは分離面内にある。これにより、特定の切削工具のブランクを、プレス機を用いるときに後処理なく、またはわずかな後処理のみで製造することができないという状況になり得る。
【００１３】
超硬工具用プレス品を製造するためのプレス工具の設計におけるさらなる課題は、分離面に至る傾斜した尖形の面取り部および／または接線方向の移行部の離型に関することで１５ある。これはしばしば、プレス品の形状を再現する金型の部品および／またはプレス機の部品が、少なくとも部分的に、非常に薄肉または尖形でなければならないことを意味する。これは磨耗と破損のリスクを増加させるため、好ましくは回避される。
【００１４】
超硬合金プレス品は、約２０００から約４０００バールまでの（０．２から０．４ギガパスカルまでの、２０３９から４０７８ｋｇｆ/ｃｍ2までの）範囲にわたり得る非常に高い圧力でプレスされる。超硬合金粉末のプレス成形は、金属粉末または他の粉末材料のプレスと容易に比較することができず、同等視さえできない。この理由の一つは、プレスされた超硬合金プレス品のいわゆる反発挙動である。これらは、かなりの程度の可塑剤（例えばパラフィン、ワックス）からなり、そして多孔質であり、すなわち、それらは金属粉末を基にしたプレス品とは対照的に空気含有物および／または空洞を含んでいる。例えば、反発挙動は、プレス成形後の体積の増加に反映させることができ、これは初期体積の約３％に達することがある。
【００１５】
超硬合金プレス成形用プレス装置は、主プレス軸に割り当てられた主パンチ以外のパンチを通常有していない。既に上記のように、主パンチは通常、上パンチおよび下パンチであり、これらは上下に動かすことができ、そして特に、プレス品を製造するために互いに向けて動かすことができる。
【００１６】
超硬合金粉末冶金の分野では、これらの主パンチは、射出成形における横スライダーと同様であるが、パンチとして機能するさらなる（横）パンチによって単純に補足することができない。一方、これはプレス工程中の高圧によるものである。このような（横）パンチはまた、プレス品のプレス密度分布に悪影響を有するであろう。プレス密度分布は、本開示の文脈ではプレス構造分布とも呼ばれる。
【００１７】
上記の制限は、垂線に対して傾斜した平面に沿って変位可能な従パンチまたは補助パンチの時々の使用を排除するものではない。しかし、このような補助パンチは通常、凹部、横方向の凹部などの下位の輪郭を作成するためにのみ使用される。このような補助スタンプがプレス品に作用する有効面積は、通常、プレス品を囲む金型壁のそれぞれの側面の面積よりもかなり小さい。
【００１８】
できる限り好都合な部品構造、特に十分に均一なプレス密度を生み出すために、通常、主パンチが、垂直方向に見ると、できる限り完全にプレス品のシルエットおよび／またはアウトラインを覆うように主パンチの寸法を決めることを目的とする。そうでないなら、すなわち主パンチがプレス品のシルエットよりも著しく小さい場合、プレス品の断面全体が主パンチによって（主に）生成したプレス圧に直接さらされないためプレス中に不都合な応力構造および／または圧力構造が生じるであろう。
パンチとは別に、超硬合金切削工具の製造のためのブランクをプレスするための金型は、能動的にプレス工程に（作動パンチとして）関与しないさらなる金型部品を通常含んでいる。このような金型部品は一般に可動であり得、すなわち例えばスライダーと呼ばれる。しかし、堅固な金型部品も考えられる。一般に、金型部品はプレス工程自体中には動かせない。スライダーなどのような可動金型部品は、プレス品を離型させるために離型工程のために動かされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０２４４７３号
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１３２０４３７０号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２０１００４８１８３号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１５／１２０４９６号
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２０１２１０８７５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この背景に対して、本開示の目的は、超硬合金プレス品のニアネットシェイプ製造のための、特に切削工具用焼結未加工部品の製造のための方法および装置を提供することである。これにより、工具の幾何学形状に関して高度な設計自由度および好都合なプレス微細構造および／または好都合なプレス密度構造での製造が可能になる。特に、複数の対称形の設計をもった超硬合金プレス品の製造は単純化されなければならない。これは、その刃先が中心軸などの軸に対して回転対称であるように設計され、さらに中心面に対して回転対称であるように設計されている関心事のプレス品にあてはまり得る。このように、得られた切削工具は、４つの刃先のうちの１つをそれぞれ所定の位置にすることができるように、２つの空間軸の周りに回転させることができる。
【００２１】
これは、反対方向に向き、かつ互いからそっぽを向いている刃先を有している切削工具用プレス品に特にあてはまる。さらに、切削工具用超硬合金プレス品の製造方法ができる限り記載されるべきであり、これにより、金型の分離またはバリによって影響されない、特に交差しない刃先の製造が可能になる。最後に、方法および装置は、特に頑強に設計されたパンチ、および好ましくは、また特に過度に薄く尖形の部分を含まない金型部品の使用を可能にするように提供されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本方法を考慮すると、本目的は、超硬合金プレス品のニアネットシェイプ製造方法、特に切削工具用焼結未加工部品の製造方法であって、次の工程：
−  プレス品用空洞の外側面を画定している複数の横金型部品を含む多部品金型を提供する工程であり、少なくとも１つの横金型部品が空洞の上側部分をさらに画定している工程と、
−  横金型部品を供給する工程と、
−  少なくとも２つの横スタンプ部品を供給する工程であり、少なくとも２つの横金型部品に横パンチ部品用ガイド凹部が設けられている工程と、
−  空洞の開口部の上方に充填ユニットを供給し空洞を超硬合金粉末で充填する工程と、
−  空洞の上側部分を画定している少なくとも１つの上金型部品を供給する工程と、
−  横金型部品および上金型部品をしっかり保持する工程と、
−  少なくとも２つの横パンチ部品を用いて粉末を圧縮する工程と、そして
−  プレス品を離型させるために横金型部品、上金型部品およびパンチ部品を開く工程を含んでいる、方法によって達成される。
【００２３】
本発明の目的はこのように完全に達成される。
【００２４】
本方法により、以前は高い後処理の労力でしか製造することができなかったプレス品の製造が可能になる。さらに、本方法は、射出成形による切削工具用焼結未加工部品の製造を少なくとも部分的に置き換えるか、または少なくとも補足することができる。本方法による横金型部品および横パンチ部品の配置は、より大きな設計自由度を可能にする。特に、従来法によればプレス成形によって容易に製造することができなかったワークピースをプレスし、そして離型させることができる。
【００２５】
本方法による製造の利点は、使用された金型部品およびパンチ部品が頑強であり、過度の壁厚の減少なく形成できることである。さらに、金型部品およびパンチ部品の配置は、プレス中に好都合な微細構造または圧力曲線を可能にする。このように製造されたプレス品は高度の均一性を示している。
【００２６】
製造方法の範囲内で、未加工焼結刃先が耐用年数および摩耗挙動の点で研削刃先より優れている部品のためにプレス品を製造することができる。刃先は、研削による大規模な再加工の必要なく、プレス中にニアネットシェイプまたは、それどころか直接最終輪郭に忠実に製造することができる。
【００２７】
好ましくは、上金型部品が空洞から取り外されるとき、上金型部品は、空洞を超硬合金粉末で充填するために空洞の開口部をむき出しにする。
【００２８】
例示の実施形態では、少なくとも１つの横金型部品が空洞の上側部分を形成している。上金型部品は、空洞の上側の別の（異なる）部分を形成している。別の例示の実施形態では、同じ金型部品または別の金型部品が空洞の下側部分を形成している。下金型部品が使用されるとき、それは空洞の下側のさらなる（異なる）部分を形成している。
【００２９】
本方法は、好ましくは、プレス品の製造に適しており、その原理に基づいて、その間に円周部が延びている実質的に対称である（しかし互いに対して、ねじれている）上側と下側とを有しており、刃先のすくい面または切屑溝が形成されている切削工具または切削インサートが製造される。刃先の逃げ面は、好ましくは、上側または下側を伴っている。刃先は、一部分は上側に割り当てられており、そして一部分は下側に割り当てられている。
【００３０】
金型部品のしっかりした保持は、力制御および／または移動制御することができる。しっかりした保持の目的は位置を確保することである。したがって、しっかりした保持は、形状嵌合、力嵌合によって、または適切に組み合わせて実施することができる。しっかりした保持は、たとえ対応して高い保持力を加えることによって位置が本質的に固定されていても、ロックまたは固定として記載することができる。
【００３１】
好ましくは、横パンチ部品のほかには他の特に垂直のパンチ部品は設けられていない。主パンチは横パンチ部品である。例示の実施形態によれば、横パンチ部品はもっぱら使用される。すなわち、製造方法は、超硬合金工具用プレス品が主プレス軸を画定している垂直パンチによって主に圧縮される従来のプレス方法からの逸脱を示している。
【００３２】
例示の実施形態によれば、本方法は、
−  空洞の下側部分をさらに画定している少なくとも１つの横金型部品を提供する工程と、
−  空洞の下側部分を画定している少なくとも１つの下金型部品を供給する工程と、
−  下金型部品をしっかり保持する工程ならびに横金型部品および上金型部品をしっかり保持する工程をさらに含んでいる。
【００３３】
このように、空洞が超硬合金粉末で充填される空洞の上側も空洞の下側もスタンプを備えていない。上側および下側におけるプレス品の所望の形状は、下金型部品および上金型部品によって画定することができる。さらに、プレス品の上側／下側底面と円周部との間の半径、面取り部などのような移行部は、（横）金型部品によって画定することができる。この設計の利点は、この領域の横金型部品を厚肉にすることができることである。これにより、金型の頑強性と耐用年数が増大する。
【００３４】
さらなる例示の実施形態によれば、空洞の少なくとも１つの外側面に加えて、空洞の上側部分および下側部分も形成している、少なくとも１つの横金型部品が提供される。
【００３５】
別の例示の実施形態によれば、横金型部品、上金型部品および下金型部品は、圧縮中にロックおよび／または保持され、横パンチ部品は粉末を圧縮するように動かされる。好ましくは、横パンチ部品以外に他のパンチ部品はない。それにもかかわらず、少なくともいくつかの実施形態によれば、補助パンチなどが提供されることが完全に除外されるわけではない。しかし、好ましくは横パンチ部品が主パンチ軸または主プレス軸を画定している。
【００３６】
圧縮中またはプレス中に、横金型部品、上金型部品および下金型部品は好ましくは固定される。圧縮はパンチ部品によって行われる。
【００３７】
別の例示の実施形態によれば、圧縮は、パンチ部品のそれぞれの移動方向が、上金型部品の供給方向と斜めに、特に直角に向いている平面と平行に向いているパンチ部品による横圧縮を含んでいる。
【００３８】
このように、主プレス方向は、例えば水平面と平行に向いており、水平面と直角に向いていない。好ましくは、空洞の周りに星形に配置されている複数のパンチ部品が設けられている。このように、全体的に均一な微細構造が達成され得るように複数のプレス軸を実現することができる。
【００３９】
別の例示の実施形態によれば、横金型部品およびパンチ部品は、第１の平面、特に水平面と平行に可動であり、上金型部品、特に下金型部品も第２の平面、特に垂直面と平行に可動である。すなわち、金型部品は、好ましくは、上金型部品および／または下金型部品の移動方向と直角に可動である。パンチ部品は各々空洞と横方向に動かすことができる。
【００４０】
さらなる例示の実施形態によれば、上金型部品は、プレス品内に凹部を形成する上下スライダー、特にプレス品を通って上下に突出する凹部に結合されており、上下スライダーは、上金型部品と平行に可動であり、そして特に下金型部品も対応する上下スライダーに結合されている。
【００４１】
上下スライダーが上金型部品および／または下金型部品に一体化されている代替の実施形態が考えられる。さらなる例示の実施形態によれば、上金型部品および付属スライダー、ならびに下金型部品および付属スライダーは、互いに対して可動である。
【００４２】
好ましくは、上金型部品は上下スライダー用ガイド凹部を含んでいる。好ましくは、下金型部品は上下スライダー用ガイド凹部を有している。したがって、金型のコンパクト設計を達成することができる。２つの上下スライダー、上の上下スライダーおよび下の上下スライダーを使用することができる場合、プレス品の水平中心面と完全または本質的に対称の凹部または貫通孔をプレス品内に形成することができる。
【００４３】
別の例示の実施形態によれば、横金型部品を供給する工程は、空洞を開閉するために互いに向けて、そして互いから離れて可動である３つ以上の横金型部品を供給する工程を含んでいる。
【００４４】
少なくともいくつかの例示の構成によれば、空洞は可動金型部品およびパンチによってもっぱら形成されている。したがって、空洞は固定された金型部品によって形成されていない。３つ以上の横金型部品は、空洞の中心の周りにほぼ円形および／または円周方向に分布しており、空洞の中心に向けて動かすことができる。
【００４５】
この実施形態の例示のさらなる改良によれば、横金型部品はプレス品用水平境界を一緒に画定している。すなわち、上下底面間に延びているプレス品の円周部は、固定した／強固な金型部品によって形成されていない。空洞が金型の側面上の可動金型部品によってもっぱら、または、ほぼ完全に形成されている場合、設計自由度はさらに増大する。
【００４６】
別の例示の実施形態によれば、空洞および得られたプレス品の形状は、動いている金型部品およびパンチ部品によって完全に画定されている。
【００４７】
別の例示の実施形態によれば、各横金型部品は、それに割り当てられた、ガイド凹部内に配置されているパンチ部品を含んでおり、パンチ部品の移動方向は横金型部品の移動方向と平行である。このようにプレス品を製造することができ、それに基づいて、複数の刃先を有する切削インサートを製造することができる。
【００４８】
別の例示の実施形態によれば、少なくとも２つのパンチ部品、特に２対のパンチ部品が互いに上下にずれている。これは、特に均一で好都合な微細構造を達成することができるという利点を有している。このようにプレス品は一方向のみならず二方向またはもっとたくさんの方向に圧縮される。この設計のさらなる利点は、得られた空洞のさらなる部分がパンチ部品によって圧力下に置かれ得るため、金型の金型部品のためのより大きな設計自由度もあることである。
【００４９】
別の例示の実施形態によれば、パンチ部品は、上下に離型可能でないプレス品の形状部分を形成している。これは、特に樋のように設計されているすくい面を含むことができる。特に、プレス品が、例えばプレス品の円周部にわたって分布した３、４以上の刃先を有する場合、すくい面は従来の方法を用いて容易に離型させることができない。
【００５０】
別の例示の実施形態によれば、横金型部品は、プレス品の円周部と少なくとも１つの上下底面との間に移行部を形成しており、移行部は特に半径または面取り部を含んでいる。
【００５１】
このような領域は、上金型部品および／または下金型部品によって容易に形成することができない。これにより、上下に可動の金型部品のために壁厚が大幅に減少するであろう。このように、対応する移行部がプレス品の上側および下側に形成され得るため、横金型部品を可動に配置することが好都合である。それにもかかわらず、金型部品が可動であるならば、プレス品は容易に離型させることができる。
【００５２】
別の例示の実施形態によれば、プレス品の少なくとも１つの上下底面、好ましくは両方の底面がパンチなく空洞内に形成されている。すなわち、上底面および／または下底面のスタンプのない成形は、本質的に横パンチによって引き起こされる微細構造を可能にする。
【００５３】
別の例示の実施形態によれば、菱形の割出し可能インサート用プレス品を形成するための４つの横金型部品であって、横金型部品が、プレス品の４つの側面を少なくとも部分的に画定しており、そしてプレス品の４つの円周方向側面上に４つのすくい面を画定している４つの横パンチ部品に結合されており、互いに接触する上の上下スライダーと下の上下スライダーとに結合されている上底面を形成するための上金型部品と下底面を形成するための下金型部品とが設けられており、上の上下スライダーと下の上下スライダーとがプレス品上に貫通開口を一緒に形成している横金型部品が提供される。
【００５４】
このようなプレス品は、例えば、２対に分割された４つの刃先を備えている割出し可能インサートの製造に特に適している。刃先の各対は、プレス品の上面とプレス品の下面とに割り当てられている。上側の対の刃先は互いに反対側に配置されている。下側の対の刃先は互いに反対側に配置されている。上側と下側との対は、互いに対して交差して向いている。このような割出し可能インサートは、例えば、特許文献５に一例として記載されている。
【００５５】
菱形形状はダイヤモンド形状とも呼ばれる。すくい面は、特に、プレス品の円周部側の切屑溝である。
【００５６】
本開示はまた、超硬合金切削工具、特に切削インサートを製造するための方法に関し、本方法は、
−  本明細書に記載の方法の一実施形態によるプレス品を製造する工程と、
−  わずかな後処理のみで、または後処理なく部品処理する工程、特にプレス工場から焼結工場へ移送する工程と、
−  プレス品を焼結する工程を含んでいる。
【００５７】
部品処理とは特に部品操作を意味し、それは例えばプレス品をプレス工場から焼結工場に移送する工程を含んでいる。必要に応じて、その間に一時的な保管が行われ得る。しかし、例えば自動バリ取りなどの規定された加工工程もプレス品に対して実施することができる。バリ取りは、ブラシ掛けまたは吹付けによって実施することができ、通常、プレス品上のプレスされていない部品を目的とする。
【００５８】
本明細書に記載の方法の一実施形態によるプレス品の製造は、後処理の労力を大幅に削減する。
【００５９】
装置に関して、本発明の目的は、超硬合金プレス品のニアネットシェイプ製造のための、特に切削工具用焼結未加工部品の製造のための装置であって、ベッドと、プレス品用空洞を形成するための多部品金型であり、金型が空洞の外側面を画定している複数の横金型部品を含んでおり、少なくとも１つの横金型部品が空洞の上側部分さらに画定している金型と、空洞の上側部分を画定している上金型部品と、少なくとも２つの横パンチ部品を有しているパンチユニットであり、少なくとも２つの横金型部品が横パンチ部品用ガイド凹部をそれぞれ備えているパンチユニットと、そして空洞を超硬合金粉末で充填するために空洞の開口部に供給可能な充填シューを含む充填ユニットであり、横金型部品と上金型部品とが、開位置と閉位置との間で可動であり、閉位置にある横金型部品と上金型部品とが、プレス品の表面を画定しており、横パンチ部品が粉末を圧縮するために横金型部品内のガイド凹部に沿って可動であり、そしてパンチ部品の移動方向が、上金型部品の供給方向と斜めに、特に直角に向いている平面と平行に向いている、充填ユニットとを含んでいる、装置によって達成される。
【００６０】
例示の実施形態によれば、装置は、空洞の下側部分を画定している下金型部品をさらに含んでおり、少なくとも１つの横金型部品は空洞の下側部分をさらに画定しており、そして横金型部品、上金型部品および下金型部品は、閉位置にロック可能および／または固定可能である。
【００６１】
別の例示の実施形態によれば、横金型部品および横金型パンチ部品は、第１の平面、特に水平面と平行に可動であり、上金型部品、特に下金型部品も第２の平面、特に垂直面と平行に可動である。
【００６２】
別の例示の実施形態によれば、装置は、横金型部品、上金型部品、および下金型部品を閉位置に固定してプレス品の円周部を形成する保持ユニットまたは固定ユニットをさらに含んでいる。
【００６３】
さらなる例示の実施形態によれば、上金型部品は、プレス品に凹部、特にプレス品を通って上下に突出する凹部を形成している上下スライダーに結合されており、上下スライダーは、上金型部品と平行に可動であり、そして特に下金型部品も対応する上下スライダーに結合されている。
【００６４】
別の例示の実施形態によれば、粉末の圧縮は実質的に、好ましくはもっぱら横スタンプ部品によって行われる。
【００６５】
別の例示の実施形態によれば、横金型部品は、プレス品の円周部と少なくとも１つの上下底面との間に移行部を形成しており、移行部は特に半径または面取り部を含んでいる。
【００６６】
さらなる態様によれば、本開示は、超硬合金プレス品、特に割出し可能工具用にわずかな後処理のみで、または後処理なく製造されたプレス品であって、互いに反対側に配置されている２つの底面と、２つの底面の間に延びている円周部と、多部品金型の分離経路によって画定された複数の刃先とを含んでおり、少なくとも１つの刃先が第１底面に割り当てられており、そして少なくとも１つの刃先が第２底面に割り当てられており、円周部の刃先が底面と直角に離型することができない樋形すくい面を伴っており、刃先とすくい面とが、底面の法線と交差して供給されて対応して向いた微細構造をもたらすことができるパンチ部品によって少なくとも部分的に画定されており、そして底面が、底面の法線と交差して供給することができる金型部品によって、および垂直の底面と平行に供給することができる金型部品によってスタンプなく画定されている、プレス品に関する。
【００６７】
また、このように本発明の目的は完全に達成される。このようなプレス品は、本明細書に記載の方法の一実施形態にしたがって製造することができる。好ましくは、プレス品は、本明細書に記載の装置の一実施形態にしたがって製造される。
【００６８】
プレス品は、特に、４つの刃先（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を有しており、そのうちの２つ（Ａ、ＢおよびＣ、Ｄ）が中心軸に対して互いに回転対称である超硬合金切削インサートである。切削インサートの上側（刃先ＡおよびＢを含む）と下側（刃先ＣおよびＤを含む）との間にも対称性がある。好ましくは、プレス品は、刃先の先端と交差してプレス装置の金型によって引き起こされるバリを全く有していない。
【００６９】
わずかな後処理のみで、または後処理なく製造されたプレス品に基づいて切削工具が製造された場合、それが本明細書に記載された方法の一実施形態および／または本明細書に記載された装置の一実施形態にしたがって製造されたかどうかを見ることができる。特に、バリパターン、分離面のパターン、および（横）スライダーによって容易に離型することができない領域などの残りの設計が、対応する結論を引き出すことを可能にする。
【００７０】
プレス品には、特に、わずかな後処理のみで、または後処理なく：刃先、接線方向の移行部、切屑溝、逃げ面または逃げ角、テーパーなどを形成することができる。
【００７１】
本開示は、このような切削インサートに限定されず、特に、４つの具体的に配置され整列した刃先をもった上記の切削インサートに限定されない。それにもかかわらず、説明のためにこの種の切削インサートに言及している。
【００７２】
上記の特徴および以下に記載の特徴は、特定の組合せで使用されるだけでなく、本開示の主旨および範囲を離れることなく他の組合せで、または単独の特徴として使用されてもよいことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
本開示のさらなる特徴および利点は、図面を参照して、以下の複数の例示の実施形態の説明によって開示される。
【図１】本開示の少なくともいくつかの態様にしたがって製造することができる超硬合金切削工具の斜視図である。
【図２】図１による配置の上面図である。
【図３】図２による配置の第１の側面図である。
【図４】図２による配置の第２の側面図である。
【図５】超硬合金の割出し可能インサートを備えることができる工具ヘッドの部分斜視図である。
【図６】超硬合金プレス品用プレス装置の分解状態における略斜視図である。
【図７】図６による装置の閉状態における斜視図である。
【図８】図７による配置の上面図である。
【図９】図８による配置のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】図８による配置のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】図６による装置であって第２の状態にある装置の図７による向きにおけるさらなる斜視図である。
【図１２】図１１による配置の上面図である。
【図１３】図１２による配置のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図１４】図１２による配置のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。
【図１５】図６による装置であって第３の状態にある装置の図７による向きにおけるさらなる斜視図である。
【図１６】図１５による配置の上面図である。
【図１７】図１６による配置のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図１８】図１６による配置のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図１９】超硬合金プレス品の製造方法の例示の実施形態を示している略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
図１、図２、図３および図４を参照すると、超硬工具、特に切削インサートの粉末冶金製造に使用することができるプレス品１０の例示の実施形態が示されている。好ましくは、プレス品１０は、本開示の少なくともいくつかの実施形態にしたがって、後処理なく、または粉末プレスを用いるわずかな後処理のみで製造することができる。しかし、これは、プレス品１０を製造するための装置の特定の設計または特定の方法を必要とする。
【００７５】
特許文献５から、少なくとも同様に設計された切削インサートが知られている。しかし、以前は、このような切削工具の製造のためには、射出成形および大規模な後処理によって焼結未加工部品を製造することが必要であった。本開示によれば、プレス品１０は、プレス工程によるほんのわずかな後処理のみで、または後処理なく製造することができる。すなわち、焼結ブランクの射出成形を基にした製造は、少なくともニアネットシェイプのプレス方法によって置き換えることができる。
【００７６】
言うまでもなく、プレス品１０は、多種多様かつ多数の他のプレス品の例示の例として主に役立ち、その製造は、記載の装置および／または記載の方法を使用する本明細書に記載の態様および実施形態にしたがって実施することができる。
【００７７】
組み合わせて図１、図２、図３および図４から、プレス品１０は、図１において１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄによって示されている合計４つの刃先１２を有していることがわかる。さらに、プレス品１０は、凹部１８によって画定されている中心軸１４を有している。中心軸１４は、いくつかの設計上の特徴のための対称軸でもある。凹部１８は、プレス品１０に基づいて製造された切削インサートを工具に取り付けるために使用されている。
【００７８】
プレス品１０を基にした切削インサートが中心軸１４の周りに１８０度回転される場合、第１の刃先１２ａと第２の刃先１２ｂとを連続して使用することができる。しかし、プレス品１０は、刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄを画定している合計４つの輪郭を有している。
【００７９】
他の刃先１２ｃおよび１２ｄを使用することができるようにするために、プレス品１０は中心軸１４に対して１８０度回転対称であるだけではない。中心面または対称面２０も設けられている（図３参照）。すなわち、刃先１２ａ、１２ｂは中心面２０の一方の側に配置され、刃先１２ｃ、１２ｄは中心面２０の他方の反対側に配置されている。したがって、プレス品１０を基にした切削工具は、中心面２０の一方の側から始めて反対側を使用可能にするために反転させることができる。すなわち、プレス品１０を基にした切削インサートは、中心軸１４の周りおよび／または中心面２０内にある別の軸の周りに回転または旋回して４つの刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄのうちの１つを使用可能にすることができる。
【００８０】
中間面２０はプレス品１０を、基本的に類似しており、好ましくは同一であり、そして互いに対して規定の回転位置を有している第１の部分体２４と第２の部分体２６とに細分する。
【００８１】
プレス品１０内には、底面２８、３０が形成されている。底面２８は上底面とも呼ばれる。底面３０は下底面とも呼ばれる。底面２８、３０は、中間面２０と本質的に平行に延びている。
【００８２】
底面２８、３０間には、円周部３２が形成されている。例えば、円周部３２は、その各々が刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに割り当てられている合計４つの（横）側面を含んでいる。
【００８３】
刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは各々、すくい面３６と逃げ面３８との間に延びている（刃）先３４を含んでいる。すくい面３６は切屑樋とも呼ぶことができる。逃げ面３８は、底面２８、３０のうちの一方に割り当てられている。特に、図４に示された図から、逃げ面３８は、底面２８、３０および／または中心面２０に対してわずかに傾斜していることがわかる。
【００８４】
さらに、プレス品１０は、その各々が円周部３２の一方の側に割り当てられている合計４つの当接面４０を有している。当接面４０は、プレス品１０が機械加工工具６０（図５参照）に取り付けられるときにプレス品１０を整列させるように設計されている。
【００８５】
円周部３２の４つの側面の各々上で、それぞれの刃先１２は、２つの底面２８、３０のうちの一方に割り当てられており、当接面４０は、底面２８、３０のうちの他方に割り当てられている。円周部３２の反対側は、中心軸１４に対して１８０度回転対称の設計を有している。円周部３２の隣接する側は、刃先１２、当接面４０と底面２８、３０との間の交互の割当てを示している（図１から図４も参照）。
【００８６】
図２は、プレス品１０が菱形の設計、すなわち、わずかな絡合いを有することを示している。図２では、４６、４８によって示された横方向は、当接面４０と直角であると定義される。方向４６、４８は、互いに正確に直角でないことがわかる。
【００８７】
図５は、機械加工工具６０の部分図によって、プレス品１０に基づいて製造することができる切削インサート６６の可能な使用法を示している。切削インサート６６は、切削板とも呼ぶことができる。特に、切削インサート６６は、４つの刃先をもった割出し可能インサートとして設計されている。
【００８８】
例示的に示された機械加工工具６０は、シャンク６２を備えているエンドミルである。シャンク６２の機械加工端部には、切削インサート６６を各々収容することができるように対応する凹部を有する４つのレセプタクル６４が形成されている。切削インサート６６の位置割当ておよび位置合せは、当接面４０および底面２８、３０を介して実施される（図１、図２、図３および図４も参照）。切削インサート６６は通常、凹部１８を通って突出するネジまたは同様の固定要素を用いて固定されている。切削インサート６６は、接線カッターとも呼ぶことができる。
【００８９】
プレス品１０およびそれを基にして図１乃至図５を参照して示された切削インサート６６の実施形態は、対応する焼結ブランクの一次成形製造が特定の境界条件に左右されることを示している。
【００９０】
一方、合計４つの刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄがプレス品１０の円周部３２にわたって形成されている。すなわち、主プレス軸を画定している上パンチと下パンチとをもった共通のプレス工具は、円周部３２のすべての４つの側面にそれぞれの輪郭を形成するために使用することができない。
【００９１】
それにもかかわらず、プレス工具の空洞内の底面２８、３０がそれぞれ上側と下側とに割り当てられるようにプレス品１０を配置することが好都合である。すなわち、円周部３２を形成するために横形成部を設けなければならない。図４を参照すると、樋形すくい面３６を「上から」または「下から」、すなわち、さらなる面倒なく中心軸１４と平行に離型させることはできないことが明らかになる。特に（刃）先３４の領域では、逃げ面３８からすくい面３６への移行は、薄く尖形の輪郭を生じる。この領域では、「上から」または「下から」パンチを使用して超硬合金粉末を容易に圧縮することができない。次いで、（刃）先３４の領域では、破損などのリスクがあるであろう。
【００９２】
しかし、逃げ面３８およびすくい面３６の領域が、固定された金型部品によってもっぱら形成されている場合、この尖形の先端領域に高いプレス圧を十分に発生させることができない。すなわち、後で高い負荷を受けるようになるプレス品１０の領域において、十分に圧縮されていない部分があるかもしれない。
【００９３】
さらなる境界条件は、所望の微細構造および／または刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄのための微細構造に関する。動作中、４つの刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの各々は、類似または、それどころか同一の特性、耐用年数、強度などを有するべきである。このため、例えば（横）補助パンチと相互作用する主パンチとして作用する上パンチおよび下パンチを有するプレス工具を用いてプレス品１０を製造することができない。このような設計は、刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに関する所望の均一性が、さらなる面倒なく提供されないであろうという結果を有するであろう。
【００９４】
したがって、図１、図２、図３および図４による設計をもった焼結ブランクを製造するための選択肢は射出成形である。しかし、これは依然としてかなりの後処理を必要とする。さらに、超硬合金粉末は、本開示によるプレス工程のように射出成形工程において均一に分配することができず、それは焼結射出成形部品の４つの刃先間のかなりの寸法差となる。
【００９５】
夫々の刃先１２の（刃）先３４の経路がプレス工具内の分離経路および／または分離面によって画定されていると好都合である。さらなる境界条件は、可能であれば、（刃）先３４の経路と交差する分離バリが設けられていないことである。
【００９６】
図６乃至図１８を参照すると、超硬合金プレス品のニアネットシェイプ製造のための装置および方法の態様および実施形態が以下に示されている。装置は全体として８０によって示されている。少なくとも１つの例示の実施形態によれば、装置８０は超硬合金粉末を基にした、その形状が少なくとも図１乃至図４に示されたプレス品１０のそれに類似している超硬合金プレス品を製造するように設計されている。
【００９７】
説明のために、図６乃至図１８は、プレス品１０および装置８０の部品の簡略図を示している。プレス品１０および装置８０の向きは、図７、図１１および図１５に示す座標系Ｘ、Ｙ、Ｚによって明らかにされる。示された例示の実施形態では、Ｚ軸は高さ方向または垂直方向を示している。Ｚ軸と平行に配置された任意の平面は、垂直面と呼ぶことができる。Ｘ軸は長手方向を示している。Ｙ軸は横方向を示している。Ｘ軸およびＹ軸は、一様に横軸とも呼ぶことができる。Ｘ軸とＹ軸とは一緒に、Ｚ軸と直角かつ垂直面と直角な水平面を画定している。
【００９８】
言うまでもなく、他の割当ておよび呼称を使用することができる。当業者は、必要な概念の変換および関連付けを容易に行うことができる。同じことが、上、下、横、横、前、後ろなどの位置および方向の指示にもあてはまる。座標系Ｘ、Ｙ、Ｚは、本明細書では説明のために以下に繰返し参照される。
【００９９】
装置８０は、多部品金型として設計されている金型８２を含んでいる。金型８２はベッド８４に結合されており、および／またはベッド８４に取り付けられている。ベッド８４はラックまたはフレームとして記載することもできる。金型８２は、超硬合金粉末で充填されて圧力を加えることによってプレス品１０を形成することができる空洞８６を形成している。
【０１００】
金型８２は、横金型部品９０、９２、９４、９６を備えている。金型部品９０、９２、９４、９６は、水平面と平行に可動である。すなわち、金型部品９０、９２、９４、９６を開位置と閉位置との間で動かすことができる。例えば、金型部品９０、９４をＸ方向に沿って動かすことができる。したがって、金型部品９２、９６は、例示的にＹ方向に沿って動かすことができる。金型部品９０、９２、９４、９６は、互いに向けて、そして互いから離れて動かすことができる。金型部品９０、９２、９４、９６は、製造されるプレス品１０の中心軸１４の周りに円周方向に配置されている。中心軸１４はＺ方向と平行である。
【０１０１】
装置８０はまた、例示的にパンチ１００、１０２、１０４、１０６を含むスタンプユニット９８を含んでいる。パンチ１００、１０２、１０４、１０６は、金型部品９０、９２、９４、９６と共に、空洞８６内のプレス品１０の少なくとも円周部（図１の参照番号３２）を形成している。
【０１０２】
特に、パンチ１００、１０２、１０４、１０６は、横パンチまたは横パンチ部品として記載することができる。すなわち、パンチ１００、１０２、１０４、１０６は、いつものように、空洞８６内に収容された粉末に対して「上から」または「下から」作用するためにＺ軸と平行におよび／またはＺ軸に沿って動かすように設計されているわけではない。その代わりに、パンチ１００、１０２、１０４、１０６および金型部品９０、９２、９４、９６は、空洞８６内に収容された粉末を加圧して圧縮するためにＸ軸およびＹ軸によって画定された水平面と平行に動かすように設計されている。
【０１０３】
好ましくは、パンチ１００、１０２、１０４、１０６は、金型部品９０、９２、９４、９６と平行に可動である。このように、金型部品９０、９２、９４、９６は、少なくとも部分的にパンチ１００、１０２、１０４、１０６用ガイドとして役立つことができる。
【０１０４】
スタンプ１００は金型部品９０に割り当てられている。スタンプ１０２は金型部品９２に割り当てられている。スタンプ１０４は金型部品９４に割り当てられている。スタンプ１０６は金型部品９６に割り当てられている。
【０１０５】
金型部品９０内には、スタンプ１００用のガイド凹部１１０が形成されている。金型部品９２内には、スタンプ１０２用のガイド凹部１１２が形成されている。金型部品９４内には、スタンプ１０４用のガイド凹部１１４が形成されている。金型部品９６内には、スタンプ１０６用ガイドの凹部１１６が形成されている。
【０１０６】
好ましくは、少なくとも例示の実施形態によれば、横パンチとして設計されているパンチ１００、１０２、１０４、１０６に加えて、他のパンチ、特に垂直パンチは設けられていない。すなわち、既知の原理からの逸脱が生じており、それに伴い、パンチは、今度は主に横に空洞８６に供給されてプレス品１０を形成することができる。
【０１０７】
空洞は、下金型部品１２０および上金型部品１２２をさらに含んでいる。凹部１８を形成するために、スライダー１２４、１２６がさらに設けられている。スライダー１２４は、下金型部品１２０に割り当てられている。スライダー１２６は、上金型部品１２２に割り当てられている。スライダー１２４、１２６は、上下スライダーとも呼ぶことができる。空洞８６が閉じられると、スライダー１２４、１２６は互いに接触する。このように、後でプレス品１０内に凹部１８を形成する空洞８６内の領域が塞がれている。
【０１０８】
下金型部品１２０には、スライダー１２４用のガイド凹部１２８が設けられている。上金型部品１２２には、スライダー１２６用のガイド凹部１３０が設けられている。
【０１０９】
図８では、金型部品９０、９２、９４、９６およびパンチ１００、１０２、１０４、１０６の移動方向が、１４０、１４２、１４４、１４６と印の付いた矢印で示されている。それぞれ対になった金型部品およびパンチ９０、１００；９２、１０２；９４、１０４および９６、１０６は、各々互いと平行に可動であるが少なくとも部分的に互いと独立に可動であり、空洞８６内に収容された金属粉末を圧縮し、そして得られたプレス品１０を解放するために空洞８６を画定している。
【０１１０】
図８はまた、金型部品９０、９２、９４、および９６に割り当てられている概略的に単純化された保持ユニット１５０を示している。さらに、保持ユニット１５０は、下金型部品１２０、上金型部品１２２、および存在する場合には上下スライダー１２４、１２６にも割り当てられている。プレス工程中に、金型部品９０、９２、９４、９６、下金型部品１２０、上金型部品１２２、およびスライダー１２４、１２６はロックされており、および／または強い力で保持されている。すなわち、これらの部品はパンチとして役立たない。
【０１１１】
装置８０は、金型部品９０、９２、９４、９６用の４つのロック軸および／または保持軸を備えている。さらに、ロック軸および／または保持軸が、下金型部品１２０および上金型部品１２２のために設けられている。必要に応じて、別々のロック軸および保持軸も上下スライダー１２４、１２６のために設けられている。下金型部品１２０および付属スライダー１２４、ならびに上金型部品１２２および付属スライダー１２６をそれぞれのロック軸または保持軸を用いて制御することも考えられる。
【０１１２】
さらに、装置８０のパンチユニット９８は、空洞８６内に収容された金属粉末に横に作用するパンチ１００、１０２、１０４、１０６用パンチ軸を含んでいる。
【０１１３】
図９では、充填ユニットは、概略的で非常に単純化された形で１５２によって示されている。充填ユニット１５２は、空洞８６を超硬合金粉末で充填するために空洞８６の開口部に供給することができる充填シュー１５４を含んでいる。充填シュー１５４の例示の供給方向は、図９に１５６によって示されている。例えば、上金型部品１２２および／または上金型部品１２２に割り当てられたスライダー１２６は、充填ユニット１５２の充填シュー１５４を供給することができるようにするために、最初に空洞８６から取り外すことができる。必要量の超硬合金粉末が空洞８６内に導入されると、充填シュー１５４を取り外すことができる。次いで、空洞８６が閉じられてプレス処置の準備ができるように上金型部品１２２および／またはスライダー１２６をそれらの閉位置に動かすことができる。
【０１１４】
図９では、１６０によって印の付いた二重矢印は、下金型部品１２０および／または下の上下スライダー１２４の移動方向を示している。さらに、１６２でラベルの付いた二重矢印は、上金型部品１２２および／または上の上下スライダー１２６の移動方向を示している。
【０１１５】
図９および図１０を参照の上、図１７および図１８を補足参照すると、上下スライダー１２４、１２６の協働が示されている。上下スライダー１２６は前面１６６を含んでいる。上下スライダー１２４は前面１６８を含んでいる。前面１６６、１６８は、例えば平坦になるように配置されている。前面１６６、１６８は、空洞８６内の上下スライダー１２４、１２６の間の良好な密封の結果が凹部１８を形成するように互いに密封して接触することができる。
【０１１６】
図９と図１０との比較は、パンチ１００、１０４がパンチ１０２、１０６とは異なる垂直レベルに配置されていることを示している。すなわち、パンチ１００、１０４は、図９および図１０に示された例示の実施形態によれば、パンチ１０２、１０６よりも高く配置されている。説明のために、図１乃至図４を参照して示された、複数の刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが設けられているプレス品１０であって、刃先１２ａおよび１２ｂが、中心面２０に対して刃先１２ｃ、１２ｄとそっぽを向いているプレス品１０にまた言及している。しかし、既に上に示したように、刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの（刃）先３４は、好ましくは金型８２の分離面によって画定されているため、パンチ１００、１０２、１０４、１０６は、それらが形成しなければならない刃先１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの垂直位置にそれぞれ割り当てられている。
【０１１７】
既に上記の図７乃至図１０は、第１の状態のプレス装置８０を示している。図７乃至図１０に示された状態では、プレス装置８０は完全に閉じている。これは、金型部品９０、９２、９４、９６、下金型部品１２０、上金型部品１２２および上下スライダー１２４、１２６がそれらの閉位置に配置されていることを意味する。さらに、パンチ１００、１０２、１０４、１０６は、空洞８６内に含まれた金属粉末の所望の成形および圧縮を達成することができる端位置（プレス位置）にある。
【０１１８】
図１１乃至図１４および図１５乃至図１８は各々、異なる動作状態のプレス装置８０を示している。図１１および図１５の図の向きは図７の向きに対応している。図１２および図１６の図の向きは図８の向きに対応している。図１３および図１７の図の向きは図９の向きに対応している。図１４および図１８の向きは図１０の向きに対応している。
【０１１９】
図１１乃至図１４は、金型部品、すなわち本質的に金型部品がそれらの閉位置に配置されている状態を示している。金型部品は、パンチ部品として役立たない部品である。金型部品は、横金型部品９０、９２、９４、９６、下金型部品１２０、上金型部品１２２および存在する場合には上下スライダー１２４、１２６を含んでいる。
【０１２０】
金型部品は、実際のプレス工程中に動かない空洞８６の部分を画定している。したがって、特に図１３および図１４に示された断面図は、プレスされていない金属粉末を受けるための充填位置にある空洞を示しており、説明のために金属粉末は示されていない。図１３の図の向きは、図１２の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに続く。図１４の図の向きは、図１２の線ＸＩＶ−ＸＩＶに続く。
【０１２１】
図１２では、二重矢印１８０、１８２、１８４、１８６は、パンチ１００、１０２、１０４、１０６のプレス方向またはプレス軸を示している。パンチ１００、１０４は、Ｘ軸と平行に動かすことができる。パンチ１０２、１０６は、Ｙ軸と平行に動かすことができる。充填ユニット１５２（図９）によって空洞８６内に導入される超硬合金粉末を圧縮することは、パンチ１００、１０２、１０４の移動によって所望の方法で超硬合金粉末を圧縮し形作ることである。
【０１２２】
図１３および図１４をまた参照して、空洞８６の設計がより詳細に示されている。空洞８６の下側１９０（図１４）は、少なくとも部分的に下金型部品１２０および存在する場合には上下スライダー１２４によって形成されている。上側１９２（図１３）は、少なくとも部分的に上金型部品１２２および存在する場合にはスライダー１２６によって画定されている。
【０１２３】
プレス品１０内では、下側１９０および上側１９２は、本質的に下底面３０および上底面２８に対応している。
【０１２４】
既に上に説明したように、移行部４２は、底面２８、３０と円周部３２との間のプレス品１０上に形成されている。円周部３２の（４つの）側面上の移行部４２は、各々、刃先１２が割り当てられていない底面２８、３０に割り当てられている。移行部４２は、少なくとも部分的に半径および／または面取り部を備えている。特に、プレス品１０上の接線方向の振れをもった面取り部、半径および類似の輪郭は、この目的のために過度の先細りを含む必要がない金型部品によって好ましくは金型８２内に画定されている。
【０１２５】
これに関連して、図１３の１９４によって示されている金型部品９４の下突起、および図１４の１９６によって示されている金型部品９６の上突起に言及している。
【０１２６】
突起１９４、１９６は各々、空洞８６の下側１９０および／または上側１９２の周囲に副部を形成している。したがって、プレス品１０の突起１９４、１９６および、半径、面取り部、接線方向の移行部などをもった移行部４２を可能にする。
【０１２７】
これに関連して、移行部４２を形成するために対応する突起１９４、１９６を備えた横金型部品９０、９２、９４、９６は、好ましくは上下に有効なスタンプに結合されていないことに留意するべきである。例えば、もし図１３および図１４に示された実施形態の下金型部品１２０および／または上金型部品１２２が能動的な金型として設計されるとすれば、プレス中に不都合な圧力曲線および／または微細構造が生じるであろう。突起１９４、１９６によって画定された空洞８６の領域は、このような垂直パンチの有効範囲の外側に位置しているであろう。これは、プレス品１０の移行部４２だけでは十分な強度が得られないことになる。プレス品１０では、不都合な、および／または不安定な微細構造が生じるであろう。
【０１２８】
これに関連して、パンチ１００、１０４および１０２、１０６が異なる垂直面上に配置されることが好都合であることに留意すべきである。互いに反対側のパンチ１００、１０４の一対と１０２、１０６の一対との間の垂直方向のズレは、超硬合金粉末の均一な圧縮を可能にする。すなわち、金型部品９０、９４の下突起１９４の領域内の空洞８６内に配置されている粉末は、パンチ１０２、１０６によって圧縮されている。さらに、金型部品９２、９６の上突起１９６の領域内の部分内に配置されている粉末は、パンチ１００、１０４によって圧縮されている。パンチ１００、１０４および１０２、１０６は、交差するが離間した一対のプレス軸１８０、１８４および一対の１８２、１８６を形成している。
【０１２９】
さらに、図１５乃至図１８を参照して示されたように、プレス装置８０の状態に言及している。図１５乃至図１８では、プレス品１０を取り外すことができるように空洞８６が開いている。説明のために、図１５乃至図１８のプレス品１０は、「浮遊状態」、すなわち、閉状態の空洞８６によって最初に画定された位置および向きで示されている。
【０１３０】
図１５に示された斜視図は、例として、（上）底面２８に割り当てられているプレス品１０内の刃先１２を示しており、刃先１２は金型部品９０と相互作用するパンチ１００によって少なくとも部分的に形成されている。さらに、図１５では、４２は金型部品９２内の突起１９６によって形成されているプレス品１０の底面２８と円周部３２との間の移行部を示している（図１８参照）。
【０１３１】
図１６に示された上面図は、観察者の視点からプレス品１０の前に配置されている上金型部品１２２がプレス品１０を完全には覆わないことを示している。上金型部品１２２によっては形成されていない移行部４２は、上金型部品１２２の下に見える。
【０１３２】
図７乃至図１８を参照すると、示された例示の実施形態では、空洞８６は、パンチ部品および金型部品である可動部品によって全体的に形成されていることがわかる。
【０１３３】
図１７および図１８は、各々プレス品１０の刃先１２に割り当てられているパンチ１００、１０２、１０４、１０６の正面成形部２００を示している。成形部２００は、空洞８６の中心に面しているパンチ１００、１０２、１０４、１０６のそれぞれの前端に突起または突起として形成されている。成形部２００は各々、刃先１２の樋形すくい面３６を形成している。パンチ１００、１０２、１０４、１０６の成形部２００とそれに割り当てられた金型部品９０、９２、９４、９６との間の移行部には、得られたプレス品１０内に（刃）先３４が形成されている。
【０１３４】
図１７に示された断面は、プレス品の上底面２８に割り当てられた上（刃）先３４を示している。図１８に示された断面は、プレス品１０の下底面３０に割り当てられた下（刃）先３４を示している。それぞれの刃先１２（図１乃至図４参照）に割り当てられた逃げ面３８は下金型部品１２０および上金型部品１２２によって画定することができる。逃げ面３８は、下金型部品１２０および上金型部品１２２について壁厚の過度の減少なく、および／または過度に尖形の振れなく対応する形状を達成することができるように一般に水平面に対するわずかな傾斜のみ有している。
【０１３５】
プレス装置８０内でプレス品１０を製造するために垂直プレス軸を省くことができることが本質的である。主プレス軸は横プレス軸または水平プレス軸１８０、１８２、１８４、１８６である（図１２参照）。このように、プレス品１０の特定の対称設計を、超硬合金プレス成形によって少なくともネットシェイプ形状で製造することができる。これにより、後処理の労力が大幅に減少する。
【０１３６】
図６乃至図１８を参照して示された概念は、より大きな設計自由度を可能にし、プレス品１０および、それを基にした切削インサート６６（図５）の設計を使用目的に適合させることを可能にする。
【０１３７】
図１９を参照すると、略ブロック図は、超硬合金プレス品の製造方法の例示の実施形態を示している。本方法にしたがって製造することができるプレス品は、切削インサートの製造、特に複雑な形状をもった割出し可能インサートの製造のために使用することができる。本方法は、好ましくは低い後処理の労力で、特に低い機械加工の労力でプレス品の製造を可能にする。
【０１３８】
本方法は、多部品金型の準備を含む工程Ｓ１０を含んでいる。この後に、少なくとも部分的に金型内に空洞を形成するＳ１２によって示された工程が続く。好ましくは、空洞は複数の可動金型部品によって形成されている。特に、工程Ｓ１２は、いくつかの金型部品および、おそらく下金型部品の供給を含むことができる。工程Ｓ１２の後、空洞はまだ完全には閉じられていない。
【０１３９】
これに続く工程Ｓ１４は、空洞を超硬合金粉末で充填する工程を含んでいる。これは特に上方から空洞の開口部に供給することができる充填シューを用いて行うことができる。このように、超硬合金粉末は重力の助けを借りて空洞内にわずかに流れることができる。空洞が十分に充填されると、充填シューは空洞の開口部から離れる。
【０１４０】
これに続く工程Ｓ１６は、上金型部品を供給することによって空洞を閉じる工程を含んでいる。空洞が上金型部品によって閉じられているときに横パンチがわずかに外に動くと好都合であり得る。これは、空洞の横（水平）部分の方向への空洞の充填を支持する。横パンチの引込は真空を発生させる可能性があり、それは吸収効果および／または反空洞化効果をもたらす。
【０１４１】
上金型部品、下金型部品および横金型部品は、空洞の大部分を画定している。工程Ｓ１２およびＳ１６はまた、スライダー、特に上下スライダーの供給を含むことができる。好ましくは、スライダーは、下金型部品および／または上金型部品に結合されている。スライダーを使用して、得られたプレス品内にドリル穴および／または凹部を画定することができる。
【０１４２】
さらなる工程Ｓ１８は、可動金型部品をしっかり保持する工程を含んでいる。特に、金型部品、下金型部品、上金型部品、および存在する場合にはスライダーは、プレス圧に耐えて所望の正確さでプレス品を製造するために確実にロックおよび／または圧入することができる。
【０１４３】
Ｓ２０によって示された工程は、実際のプレス工程を記載している。超硬合金粉末の圧縮は主に横パンチによって行われる。横パンチは、粉末を圧縮するために空洞に横に供給することができる。好ましくは、横パンチは横金型部品に結合されている。これは、例えば、共通のガイド面および／またはガイド凹部を含むことができる。すなわち、例として、横金型部品の少なくともいくつかはそれぞれの横スライダー用ガイドを提供することができる。このように、金型は特にコンパクトになるように設計することができる。
【０１４４】
工程Ｓ２２は、空洞を開く工程を含むプレス工程Ｓ２０に続く。横パンチおよび上下に可動な工具部品（例えばスライダーをもった上金型部品および／または下金型部品）を含む可動金型部品は、存在する場合には開位置に動かされて、プレス品の取外しを可能にする。
【０１４５】
さらなる工程が、特に後処理工程および／または処理工程に続くことができる。このように、プレス品を所望の形状にすることができる。焼結によるプレス品に基づいて切削工具、特に切削インサートまたは切削板を製造するために、プレス品を焼結工場に移送することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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2019536642.tif 000023
2019536642.tif 000024
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