JP2012187701A

JP2012187701A - チップソー

Info

Publication number: JP2012187701A
Application number: JP2011068793A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kobayashi; 修小林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2011-03-08
Publication date: 2012-10-04

Abstract

【課題】すくい面をＰＣＤ等の多結晶焼結体層で構成すると共に、左右の側面切刃に正の横すくい角を付与しつつ、切断加工の際の負荷によってチップが飛ぶことなく長寿命を可能としたチップソーを提供する。
【解決手段】円板状の台金２の外周に鋸歯状の刃台３を円周方向に所定ピッチで形成し、各刃台３にチップ４を接合してなるチップソー１であって、前記チップ４は、超硬合金の基材５に多結晶焼結体層６を形成した超高圧焼結体の一体物からなり、前記チップ４の多結晶焼結体層６がすくい面８を構成すると共に、該すくい面８上に窪みを形成するように左右の側面切刃７ａ，７ｂに正の横すくい角δ１を付与した状態で各刃台３に接合されてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成したチップを用いたチップソーに関するものである。

従来、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）のような超高圧焼結体のチップを使用したホローフェイス型チップソーとして特許文献１には、図１２に示すように、超硬合金の基材２０に多結晶焼結体層２１を形成した超高圧焼結体ブランクから斜めに切り出された複数個のチップ２２，２２が、該チップ２２の多結晶焼結体層２１がすくい面を構成すると共に、夫々のチップ２２，２２によりすくい面上に窪みを形成するように鋸の厚み方向に隣接して、左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で各刃台に接合されてなるチップソーが開示されている。

このものは、すくい面をＰＣＤ等の多結晶焼結体層２１で構成しているため耐磨耗性に優れ、また、左右の側面切刃に正の横すくい角を付与しているので、被削材の切断仕上げ面が良好に仕上がる等の点で優れている。
しかしながら、複数個（２個）のチップ２２，２２を鋸の厚み方向に隣接してロー付け接合しているため、切断加工の際に該ロー付け箇所に大きな負荷がかかり、中央部のロー付け箇所２３でチップが飛び易い等損傷を受け易い。また、再研磨の際にも同様の問題を生ずる。

特開２００１−７９８０３号公報

そこで、本発明の目的は、すくい面をＰＣＤ等の多結晶焼結体層で構成すると共に、左右の側面切刃に正の横すくい角を付与しつつ、切断加工の際の負荷によってチップが飛ぶことなく長寿命を可能としたチップソーを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によるチップソーは、円板状の台金の外周に鋸歯状の刃台を円周方向に所定ピッチで形成し、各刃台にチップを接合してなるチップソーであって、前記チップは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体の一体物からなり、前記チップの多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、該すくい面上に窪みを形成するように左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で各刃台に接合されてなること、を特徴としている。
ここで、すくい面上に窪みを形成したチップの一部をすくい面を山形に形成した他のチップに置き換えることができる。
すくい面上に形成する窪み又はすくい面に形成する山形は、ワイヤー放電加工又はレーザー加工により形成するとよい。
また、多結晶焼結体層は多結晶ダイヤモンド層とすることができる。

本発明によるチップソーによれば、一体物からなるチップであって、多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、該すくい面上に窪みを形成するように左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で各刃台に接合されてなるので、切断加工の際に左右のすくい面に外方に向かう負荷がかかったとしても、該負荷によってチップが刃台から飛ぶことはない。このため、チップソーの耐久性は格段に向上し、補修頻度が激減し、長寿命化を図ることができ、コスト的にも十分に有利となる。
すくい面上に窪みを形成したチップの一部をすくい面を山形に形成した他のチップに置き換えたものとすれば、山形に形成した他のチップを先行刃とすることにより切屑が分割され、チップソーの耐久性がさらに向上する。
すくい面上に形成する窪み又はすくい面に形成する山形は、ワイヤー放電加工又はレーザー加工により形成するようにすれば、短時間での加工が可能でコスト的にも有利である。
また、多結晶焼結体層を多結晶ダイヤモンド層としたものとすれば、非鉄系材料の切断作業に好適である。

本発明の実施例によるチップソーの部分側面図。本発明の実施例による第１チップの説明図。本発明の実施例による第２チップの説明図。本発明の実施例によるチップソーの説明用の部分正面図。本発明の実施例によるチップソーの第１チップ部の平面図。本発明の実施例によるチップソーの第２チップ部の平面図。ワイヤ放電加工による第１チップのすくい面の形成過程を示す説明図。ワイヤ放電加工による第２チップのすくい面の形成過程を示す説明図。電極放電加工による第１チップのすくい面の形成過程を示す説明図。電極放電加工による第２チップのすくい面の形成過程を示す説明図。レーザー加工による第１チップのすくい面の形成過程を示す説明図。従来例によるチップソーの部分平面図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。なお、図２、図３、図７〜図１１において、多結晶焼結体層を斜線を付して示してある。
本発明の実施例によるチップソー１は、円板状の台金２の外周に鋸歯状の刃台３を円周方向に所定のピッチで形成し、各刃台３の回転面側に側面視Ｌ型に切欠いた載置部を形成し、該載置部に一体物からなるチップ４を接合してなる（図１）。

各刃台３に接合されるチップ４は、超硬合金の基材５に多結晶焼結体層６を形成した超高圧焼結体の一体物からなる。この一体物からなるチップ４の多結晶焼結体層６がすくい面を構成する。そして、左右の側面切刃７ａ，７ｂに正の横すくい角δ１を付与してすくい面８に窪みを形成した第１チップ４ａ（図２）と、左右の側面切刃７ｃ，７ｄに負の横すくい角δ２を付与してすくい面８を山形に形成した第２チップ４ｂ（図３）とを設け、所定の割合で各刃台３に接合する。
なお、各刃台３に接合するチップ４を全て第１チップ４ａとすることも可能であるが、一部を第２チップ（他のチップ）４ｂに置き換えることで、チップソー１の耐久性をより向上させることができる。

実施例によるチップソー１の寸法の一例としては、直径３０５ｍｍ、台金２の厚さＴが２．２ｍｍ、刃数が４０、チップ４の幅Ｂが３．０ｍｍ、すくい角が１０°、第１チップ４ａの左右の側面切刃７ａ，７ｂの横すくい角δ１が１５°、第２チップ４ｂの左右の側面切刃７ｃ，７ｄの横すくい角δ２が−１０°、第１チップ４ａと第２チップ４ｂとの割合を７：１とする。第１チップ４ａと第２チップ４ｂとは７：１の割合で均等に配置して各刃台３に接合する。８歯毎に第２チップ４ｂが接合されることになる。なお、これらの数値は例示であって、用途に応じて適宜変更可能であることは勿論である。

第１チップ４ａの左右先端切刃の高さは、第２チップ４ｂの山形刃の先端頂部より若干低く、また第２チップ４ｂの左右先端切刃の高さより若干高くなるように、形成してある（図４）。これにより、１刃にかかる切削抵抗が分割され切屑も分割されるため、工具寿命が延びる。

多結晶焼結体層６として多結晶ダイヤモンド層（ＰＣＤ層）としたチップソー１によれば、非鉄系金属材料、木材等の切断用として好適である。以下は、多結晶焼結体層６として多結晶ダイヤモンド層（ＰＣＤ層）を用いた場合について説明する。

ＰＣＤ層を形成した超高圧焼結体ブランクから、レーザー加工や放電加工によりＰＣＤチップを切り出し、該チップのすくい面に窪みを形成し又はすくい面を山形に形成する必要がある。しかし、この窪みを形成し又は山形に形成する箇所は、超硬合金よりも更に硬く、しかも高価なダイヤモンド層であるから、該ダイヤモンド層を研削除去することは不経済でありかつ技術的にも殆ど不可能であった。このように、ＰＣＤ層は高価でかつ非常に硬く加工困難であるため、該ＰＣＤ層を研削除去して窪んだすくい面を形成し又はすくい面を山形に形成するという考え方自体、不経済かつ非効率であるとして、従来なかったと言える。
本発明においては、高価でかつ非常に硬く加工困難なＰＣＤ層を敢えて研削除去して、窪んだすくい面を形成し又はすくい面を山形に形成することとしたものである。高価でかつ非常に硬く加工困難であるとしても、耐久性が従来品に比べ格段に向上することから、コスト的にも十分に見合うものである。

チップのＰＣＤ層からなるすくい面に窪みを形成し又はすくい面を山形に形成する方法について説明する。先ず、ワイヤー放電加工による方法を図７、図８により説明する。
ＰＣＤ層６からなるすくい面に窪みを形成するには、左側面エッジは、図７（ｂ）に示すように、外側から所定の角度で中央に向けて加工し、中央まで達したら、前面側に抜く。次いで、右側面エッジは、図７（ｃ）に示すように、外側から所定の角度で中央に向けて加工し、中央まで達したら、前面側に抜く。このようにして、左右の側面切刃７ａ，７ｂに正の横すくい角が付与され、ＰＣＤ層６からなるすくい面８に窪みの形成された一体物からなる第１チップ４ａを得る（図７（ｄ））。
また、ＰＣＤ層６からなるすくい面を山形に形成するには、左側面エッジは、図８（ｂ）に示すように、外側から所定の角度で中央に向けて加工する。次いで、右側面エッジは、図８（ｃ）に示すように、外側から所定の角度で中央に向けて加工する。このようにして、左右の側面切刃７ｃ，７ｄに負の横すくい角が付与され、ＰＣＤ層６からなるすくい面８を山形に形成した一体物からなる第２チップ４ｂを得る（図８（ｄ））。
ワイヤーの入り側では、エッジ部はきれいに仕上がるが、抜き側ではエッジ部にへこみやチッピングが発生し易くなる。このため、側面切刃７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとなる左右側面エッジ部はいずれも入り側となるようにして加工する。

次に、電極放電加工による方法を図９、図１０により説明する。加工する形状に対応する外周面形状９を付与した電極１０を用意する。すくい面８に窪みを形成する場合には、該窪みに対応する凸状の外周面形状９ａを付与した電極１０（図９（ｂ））、すくい面８を山形に形成する場合には、該山形に対応する谷形の外周面形状９ｂを付与した電極１０（図１０（ｂ））を用意する。そして、かかる外周面形状９ａ，９ｂを付与した電極１０を回転させながら、電極１０をすくい面に押し当てつつ上下動させることにより（図９（ｃ）、図１０（ｃ））、ＰＣＤ層６からなるすくい面８に窪みを形成し（図９（ｄ））又はすくい面８を山形に形成する（図１０（ｄ））。
この電極放電加工による方法は、研削除去する加工量が多くなるため、長時間を要し、また電極の磨耗量も多くなる。

また、レーザー加工による方法は、図１１に示すように、すくい面上にレーザーを照射しＰＣＤ層６からなるすくい面８に窪みを形成し又はすくい面８を山形に形成するものである。
ファイバーレーザーでテストしたところ、加工時間はワイヤー放電加工と同程度で、加工面粗さはワイヤー放電加工以上に良好な面が得られた。

１チップソー
２台金
３刃台
４チップ
４ａ第１チップ
４ｂ第２チップ
５基材
６多結晶焼結体層（多結晶ダイヤモンド層（ＰＣＤ層））
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ側面切刃
８すくい面
９，９ａ，９ｂ外周面形状
１０電極
δ１，δ２横すくい角

Claims

円板状の台金の外周に鋸歯状の刃台を円周方向に所定ピッチで形成し、各刃台にチップを接合してなるチップソーであって、前記チップは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体の一体物からなり、前記チップの多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、該すくい面上に窪みを形成するように左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で各刃台に接合されてなることを特徴とするチップソー。
すくい面上に窪みを形成したチップの一部をすくい面を山形に形成した他のチップに置き換えてなる請求項１に記載のチップソー。
すくい面上に形成する窪み又はすくい面に形成する山形は、ワイヤー放電加工又はレーザー加工により形成したものである請求項１又は２に記載のチップソー。
多結晶焼結体層は多結晶ダイヤモンド層である請求項１〜３のいずれか１項に記載のチップソー。