JPH0532196B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、超砥粒カツターに関し、特に、円
板上のカツター基板の外周縁にダイヤモンド微粉
粒や立方晶窒化硼素等の超砥粒を含む圧粉体を焼
結させてなる、ダイヤモンドカツターまたはシー
ビーエヌカツターに関する。

（従来技術） この種のダイヤモンドカツターとしては、たと
えば次のようなものがある。

第１のダイヤモンドカツターとして、第１０Ａ
図に示すように、型に半分のダイヤモンド微粉粒
を含む粉体１ａを入れ、これを均一に均らし、次
にカツター基板２となる鉄板をおき、さらに、残
りの半分の粉体１ｂを入れたものを、プレスで押
圧しながら焼結したものがある。

第２のダイヤモンドカツターとして、第１０Ｂ
図に示すように、ダイヤモンド微粉粒を含む粉体
を押し固めて予め所定の形状に成形された圧粉体
３ａを成形し、同一形状のこの圧粉体３ａ，３ａ
を２個成形した後、型の中にカツター基板４とな
る鉄板を挟んで入れ、焼結したものがある。この
ダイヤモンドカツターの場合は、圧粉体３ａおよ
び３ａの合わせ目は、平面状であり、かつその外
表面も略々平面状の焼結体が形成される。

第３のダイヤモンドカツターとして、第１０Ｃ
図に示すように、ダイヤモンド微粉粒を含む粉体
をもつて所定の形状に成形された１枚分の圧粉体
５を予め成形し、カツター基板とともにカツター
基板６の半径方向延長線上に位置せしめて入れ、
圧粉体５を焼結するとともにカツター基板６の熱
膨張によつてカツター基板６を圧粉体５が焼結さ
れてなる焼結体７に食い込ませることにより、第
１０Ｄ図に示すように焼結すると同時にカツター
基板６に焼結体７を融着させたものがある。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来のダイヤモンドカツターのうち、第１
のダイヤモンドカツターは、圧粉体を焼結すると
きに用いる型として、組み合わせる数が多くな
り、その構造が複雑となるとともに、製造工程
を、たとえば圧粉体を押し固める工程を分離する
というように、分離した各工程において能率よく
生産することができないために、量産には適さな
い。

この第１のダイヤモンドカツターと比較して、
第２のダイヤモンドカツターは、製造工程を分離
できるために比較的量産が容易となる。しかし、
圧粉体を成形するときに、デイスク状でその表面
がフラツトな面を備えた圧粉体を予備成形し、そ
のフラツトな面を接合して２個の圧粉体でダイヤ
モンド層を焼結成形するために、向かい合う２個
の圧粉体の境目において、ダイヤモンド微粉粒が
存在しない部分ができる。

そこで、予め１枚分の圧粉体を成形することに
より、第２のダイヤモンドカツターのような欠点
を除去できる第３のダイヤモンドカツターが創出
されたが、この第３のダイヤモンドカツターは、
熱膨張によつて焼結体の中にカツター基板が食い
込む量は、径が大きいほど大きく、また温度が高
いほど大きいために、比較的小型のカツターを作
るときや、焼結温度の低い粉体を使用するときは
不向きである。

また、ダイヤモンド焼結体とカツター基板の接
着強度が比較的弱く、過酷な条件において使用す
るカツターとしては不向きである。

それゆえに、この発明の主たる目的は、焼結体
のどの部分においても、超砥粒が存在し、部分的
に偏磨耗することがなく、常に良好な切れ味を示
し、型の数が比較的少なく製造装置が簡略化で
き、製造工程を分離して量産することができると
ともに、比較的小型のカツターを作ることが可能
で、焼結温度の低い粉体を使用することも可能
な、超砥粒カツターを提供することである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、外周縁に適宜な間隔をもつて凹部
が形成されたカツター基板と、超砥粒を含む粉体
が２つに分割された圧粉体として成形され、その
２つの圧粉体を加圧しながら加熱して焼結させ、
カツター基板の外周縁に固着された焼結体とを備
え、焼結体は、２枚の圧粉体の合わせ目において
両者に形成された凹条と凸条とが対向して固着さ
れて、その境界がカツター基板の厚み方向に蛇行
する超砥粒カツターである。

（発明の作用・効果） この発明によれば、焼結体が、２枚の圧粉体の
境目においてカツター基板の厚み方向に蛇行して
いるために、焼結体のどの部分においても、ダイ
ヤモンド微粉粒等の超砥粒が存在し、部分的に偏
磨耗することがなく、常に良好な切れ味を示す。

しかも、この発明によれば、予めダイヤモンド
微粉粒等の超砥粒を含む粉体をもつて２個に分割
された圧粉体を予備成形して製造することができ
るために、製造工程を分離することができ、ダイ
ヤモンドカツター等の超砥粒カツターの量産化を
図ることが可能となる。また、２個の圧粉体を予
備成形して製造することができるために、焼結時
に用いる型の数を比較的少なくすることができ、
その製造用型の複雑化を防ぐことができる。

しかも、予備成形された圧粉体を２個作り、型
の中においてカツター基板を挟んで圧粉体どうし
接着して焼結させるとともに、カツター基板とも
固着させて製造できるために、カツター基板の熱
膨張によつて、焼結体と融着する従来のダイヤモ
ンドカツターとは異なり、カツター基板の熱膨張
率に依存することがないので、比較的小型のカツ
ターを作ることができ、また焼結温度の低い粉体
を使用することも可能となる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図は、この発明の一実施例であるダイヤモ
ンドカツターの斜視図であり、第２図はその要部
の平面図であり、第３図はその縦断面図である。

第４図ないし第８図は、前記実施例の製造方法
の一例を示す図である。

このダイヤモンドカツター１０は、ダイヤモン
ド微粉粒１２等の超砥粒を含む焼結体１４、およ
び前記焼結体１４を支持するデイスク状のカツタ
ー基板１６を含む。

ダイヤモンド微粉粒１２を含む焼結体１４は、
その内部に凹条１８ａおよび凸条１８ｂが連続し
て形成されており、全体として波形に形成されて
いる。そして、凹条１８ａおよび凸条１８ｂは、
カツター基板１６の半径方向と略平行な放射状に
形成されているが、半径方向と斜交するように形
成してもよい。

カツター基板１６は、焼結体１４の内周縁近傍
に、適宜間隔をおいて、冷却用貫通孔２０が形成
されている。

次に、このダイヤモンドカツター１０の製造方
法について説明することにより、その構造特に焼
結体１４の構造を詳細に説明する。

まず、20〜400メツシユのダイヤモンド微粉粒
１２を体積比で１〜50％を含み、銅30〜50％、鉄
30〜50％、錫５〜10％などの金属粉体を準備し、
圧粉体製造装置２４に注入する（第４図参照）。

この圧粉体製造装置２４は、環状の台型２６の
内外両側壁に密接する内外両筒２８および３０の
外面の内面とを前記台型２６上面に有段状に突き
出し設けて、内筒２８には大径筒部２８ａを形成
し、また外筒３０には長形筒部３０ａを形成し
て、前記台型２６上に所定の計算によつて、定量
を計量された前記ダイヤモンド微粉粒を含む各種
粉体２２を注入し、上方に環状押型３２を押圧緊
締し、第６図に示すように後に焼結合金となるも
のの密度より１ないし30％ぐらい小さい密度に硬
結させた圧粉体３４を成形する。環状の台型２６
の上面には、第５図に示すように、交互に凸条２
７ａおよび凹条２７ｂが形成されている。

この予備成形された圧粉体３４は、第６図に示
すように、環状のデイスク状で、その一方の主面
はほぼフラツトな面を備えて、他方の主面は前記
台型２６の凸条２７ａおよび凹条２７ｂに対応し
て、凹条１８ａおよび凸条１８ｂが形成されてい
る。

この圧粉体３４の素材としては、前記した例の
他、さらに、ニツケル30〜50％、コバルト10〜70
％、モリブデン５〜10％、タングステン５〜10％
を１または数種を加えてもよい。

また、前記した金属粉末に代えて、たとえば、
フエノール樹脂、エポキシ樹脂またはポリイミド
樹脂等の合成樹脂粉末を選択採用してもよい。

なお、この圧粉体３４を形成する粉体は、前記
した圧粉体製造装置２４によつて、その金型内に
均一に分布充填し、プレスにて上下から1ton／cm²
ないし5ton／cm²の圧力で圧縮結合して予備成形し
た後、前記金型から取り出して形成される。

一方、カツター基板１６は、鉄、銅、チタンの
単体または鋼、銅とベリリユウムの合金などの合
金の薄円板を使用し、その外周縁には、適宜な間
隔をもつてＵ字形の凹部３６が切り欠き形成され
ている。なお、その凹部３６によつて形成された
カツター基板１６の歯車形状部分は、各凸部３８
が隣接する各凸部３８どうし、カツター基板１６
の両主面の交叉する方向に向けて、互いに反対方
向に向けて若干折れ曲つた形状となつているもの
でもよい。

また、この実施例においては、凸部３８がカツ
ター基板１６の本体よりも若干その厚みを薄くし
て段差が形成され、カツター基板１６の強度を保
持するとともに、焼結体１４の厚みを薄くしてい
る。

そして、次に、前記圧粉体３４とカツター基板
１６とを、別途準備したプレス焼結装置４０に入
れる（第６図参照）。

このプレス焼結装置４０は、前記圧粉体３４の
高さの半分とほぼ同一の深さの円筒状上向き凹段
部４２を有し、中央に凸軸４４を備えた台型４６
と、前記台型４６の凹段部４２と対称な下向き凹
段部４８を有する上型５０とを含む。

そして、前記型すなわち台型４６の凹段部４２
および上型５０の凹段部４８によつてそれぞれ圧
粉体３４を収納する部分たる空間部を形成するた
めに、プレス台型５４と、一方前記プレス台型５
２と対向するプレス上型５４とが、それぞれ台型
４６および上型５０の外周壁面部分に添接されて
いる。しかも、プレス台型５２およびプレス上型
５４の外周壁面部分に筒型５６が添接されてい
る。

そして、前記台型４６の中央に突き出し設けら
れた凸軸４４にカツター基板１６を嵌め込み、予
め凹段部４２にて形成されてなる収容部に収容さ
れた圧粉体３４とカツター基板１６の内周縁を挟
むように、凹段部５２の所定の箇所に別の圧粉体
３４を収容した上型５０を装填する。

そして、プレス台型５２の下面より、そしてプ
レス上型５４の上面より、プレス装置（図示せ
ず）をもつて所定圧で押圧し、プレス台型５２側
に収容された圧粉体３４とプレス上型５４に収容
された圧粉体３４とも密着させる。

そして、このようにプレスした状態において、
たとえば電気炉において、水素気流中または同似
雰囲気中で加熱し、カツター基板１６と圧粉体３
４とを一体に焼結させる。

したがつて、焼結された圧粉体３４は、２枚の
圧粉体３４どうしが互いに固着するとともに、カ
ツター基板１６にも固着されてカツター基板１６
の外周縁には焼結体１４が固着されることにな
る。

しかも、一方の焼結体３４の上面部に形成され
た凹条１８ａおよび凸条１８ｂならびに他方の焼
結体３４の下面に形成された凹条１８ａおよび凸
条１８ｂの形状に対応して、第８図に示すように
完成した２枚の圧粉体３４の合わせ目３４ａは、
前記した形状に沿つて、カツター基板１６の厚み
方向に蛇行することになる。

そのために、圧粉体３４の合わせ目は、ダイヤ
モンドカツター１０を回転させて被切削材を切削
するときには、合わせ目が直線でないために、常
に合わせ目が被切削材と接するといつた状態にな
ることはなく、どの部分においてもダイヤモンド
微粉粒が存在することになるので、部分的に偏磨
耗することがなく、常に合わせ目以外の部分が被
切削材と接することになる。

しかも、カツター基板１６の凹部３６と凸部３
８とによつて形成された凹凸により、焼結体１４
との接着面積が増し、接着強度が上がる。しか
も、この実施例においては、貫通孔２０が焼結体
１４近傍において連続して形成されているので、
水冷により焼結体部分を冷却しながら使用する方
法ではない、たとえば電動グラインダに付けて乾
式で使用する場合においても、貫通孔２０により
空気撹拌を行い、空気中に切断時に発生した熱を
放散することができ、その冷却効果によりカツタ
ー基板１６の芯部に熱が伝達することを遅くする
効果が得られる。

なお、前記プレス焼結装置４０における型４６
および５０は、カーボン・導電性セラミツク・フ
エライト・タングステンカーバイトなどで造型す
る。

また前記ダイヤモンドカツターの例において
は、貫通孔２０を焼結体１４の内周縁に沿つて形
成するようにしたが、このような貫通孔２０に代
えて、たとえば、カツター基板１６の外周縁に形
成された凹部３６の形状を、第９図ＡないしＪに
示すように、適宜変更し得ることは勿論である。

また、焼結体１４の両主面にも、その半径方向
と略平行な放射状にあるいは半径方向と斜交する
ように凹条と凸条とが連続する波形を形成しても
よい。

なお、ダイヤモンド微粉粒に代えて、立方晶窒
化硼素（CBN）等の超砥粒を選択してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は、この発明の一実施例で
あるダイヤモンドカツターを示す図で、第１図は
その斜視図であり、第２図はその要部の平面図で
あり、第３図はその縦断面図である。第４図およ
び第５図は、圧粉体製造装置の一例を示す図解図
である。第６図は、圧粉体の一例を示す図解図で
ある。第７図は、プレス焼結装置の一例を示す断
面図である。第８図は、プレス焼結装置の型およ
び圧粉体の要部を示す図解図である。第９図は、
カツター基板の凹部の別例を示す図解図である。
第１０Ａ図ないし第１０Ｄ図は、従来のダイヤモ
ンドカツターの製造方法を示す図解図である。 図において、１０はダイヤモンドカツター、１
２はダイヤモンド微粉粒、１４は焼結体、１６は
カツター基板、１８ａは凹条、１８ｂは凸条、２
０は貫通孔、２２は粉体、２４は圧粉体製造装
置、２６は台型、２７ａは焼結体の凸条、２７ｂ
は焼結体の凹条、２８は内筒、３０は外筒、３２
は押圧押型、３４は圧粉体、３６は凹部、３８は
凸部、４０はプレス焼結装置、４２は凹段部、４
４は凸軸、４６は台型、４８は凹段部、５０は上
型、５２はプレス台型、５４はプレス上型を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周縁に適宜な間隔をもつて凹部が形成され
   たカツター基板と、超砥粒を含む粉体が２つに分
   割された圧粉体として成形され、その２つの圧粉
   体を加圧しながら加熱して焼結させ、前記カツタ
   ー基板の外周縁に固着された焼結体とを備え、 前記焼結体は、２枚の圧粉体の合わせ目におい
   て両者に形成された凹条と凸条とが対向して固着
   されて、その境界がカツター基板の厚み方向に蛇
   行する超砥粒カツター。 ２ 前記圧粉体の合わせ目は、凹条と凸条とが連
   続する波形に形成された、特許請求の範囲第１項
   記載の超砥粒カツター。 ３ 前記焼結体は、圧粉体として、20〜400メツ
   シユのダイヤモンド微粉粒を体積比で１〜50％を
   含むものをもつて、デイスク状に固められた、特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の超砥粒カ
   ツター。 ４ カツター基板は、鋼素材をもつて形成され、
   その圧粉体が接合される外周縁に、Ｕ字形の凹部
   が形成された、特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかに記載の超砥粒カツター。