JPH06190610A - ダイヤモンド工具 - Google Patents
ダイヤモンド工具Info
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- JPH06190610A JPH06190610A JP34638292A JP34638292A JPH06190610A JP H06190610 A JPH06190610 A JP H06190610A JP 34638292 A JP34638292 A JP 34638292A JP 34638292 A JP34638292 A JP 34638292A JP H06190610 A JPH06190610 A JP H06190610A
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- cutting blade
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- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 66
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、低いコストで鏡面に近い均一な仕
上げ面を安定して形成することができるダイヤモンド工
具を提供する。 【構成】 多結晶ダイヤモンドから成るダイヤモンドチ
ップ１において、切刃の逃げ面６を研磨痕のない研磨面
で形成し、切刃のうねりを抑制する。また、切刃稜１１
に研磨加工により微小な幅で面取り１０を施し、結晶界
面の段差などによる切刃稜１１表面の凹凸を除去する。
上げ面を安定して形成することができるダイヤモンド工
具を提供する。 【構成】 多結晶ダイヤモンドから成るダイヤモンドチ
ップ１において、切刃の逃げ面６を研磨痕のない研磨面
で形成し、切刃のうねりを抑制する。また、切刃稜１１
に研磨加工により微小な幅で面取り１０を施し、結晶界
面の段差などによる切刃稜１１表面の凹凸を除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、多結晶ダイヤモンド
を用いたダイヤモンド工具に関するものである。
を用いたダイヤモンド工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】機械部品等の精密加工にお
いては、鏡面までの面粗さを必要とせず、表面に微小な
凹凸をもった加工面が求められる場合がある。例えば、
電子写真感光体の基体などの一部には、感光体層の付着
性を向上させるために、加工面全体の表面粗さが鏡面よ
り粗い０．２μｍ〜１μｍの範囲の凹凸面が必要にな
る。
いては、鏡面までの面粗さを必要とせず、表面に微小な
凹凸をもった加工面が求められる場合がある。例えば、
電子写真感光体の基体などの一部には、感光体層の付着
性を向上させるために、加工面全体の表面粗さが鏡面よ
り粗い０．２μｍ〜１μｍの範囲の凹凸面が必要にな
る。
【０００３】従来、鏡面等の高精度な仕上げ面を加工す
るための工具としては、天然ダイヤ等の単結晶ダイヤモ
ンドを用いた工具が使用されている。
るための工具としては、天然ダイヤ等の単結晶ダイヤモ
ンドを用いた工具が使用されている。
【０００４】ところが、この単結晶ダイヤモンドを用い
た工具は、極めて高価格であると共に、切刃が鋭利で切
れ味が非常に良いために１μｍ程度の表面粗さを得よう
とすると、切刃形状が送りピッチに添って規則正しく工
作物に転写されてしまい、凹凸のピッチが粗いため感光
体層の付着性が悪くなる。
た工具は、極めて高価格であると共に、切刃が鋭利で切
れ味が非常に良いために１μｍ程度の表面粗さを得よう
とすると、切刃形状が送りピッチに添って規則正しく工
作物に転写されてしまい、凹凸のピッチが粗いため感光
体層の付着性が悪くなる。
【０００５】これに対して、多結晶ダイヤモンドを切刃
チップに用いた工具は、単結晶ダイヤモンドに比べて比
較的低価格で形成できるが、チップが多数のダイヤモン
ド結晶から構成されているために、結晶界面の段差や結
晶の脱落などにより切刃稜に最初から大きな凹凸が存在
しており、このため、工作物を加工した場合仕上げ面粗
さが工具ごとに大きくばらつき、１μｍ以下の表面粗さ
が安定して得られない問題がある。
チップに用いた工具は、単結晶ダイヤモンドに比べて比
較的低価格で形成できるが、チップが多数のダイヤモン
ド結晶から構成されているために、結晶界面の段差や結
晶の脱落などにより切刃稜に最初から大きな凹凸が存在
しており、このため、工作物を加工した場合仕上げ面粗
さが工具ごとに大きくばらつき、１μｍ以下の表面粗さ
が安定して得られない問題がある。
【０００６】また、多結晶ダイヤモンド工具において
も、加工を繰り返していくと切刃の摩耗により切刃稜の
凹凸が小さくなり、加工面粗さが良くなる場合がある
が、加工初期から面粗さが安定するまで表面粗さが変動
するために加工性能が安定せず、また、表面粗さが安定
するまでの工作物が無駄になる欠点がある。
も、加工を繰り返していくと切刃の摩耗により切刃稜の
凹凸が小さくなり、加工面粗さが良くなる場合がある
が、加工初期から面粗さが安定するまで表面粗さが変動
するために加工性能が安定せず、また、表面粗さが安定
するまでの工作物が無駄になる欠点がある。
【０００７】一方、良好な仕上げ面を得るためのダイヤ
モンド工具の切刃の処理法として、従来特公平３−７５
２８２号公報には、ダイヤモンドチップの逃げ面を研磨
痕のない状態に研磨し、次にすくい面を研磨して切刃を
仕上げる方法が提案されている。
モンド工具の切刃の処理法として、従来特公平３−７５
２８２号公報には、ダイヤモンドチップの逃げ面を研磨
痕のない状態に研磨し、次にすくい面を研磨して切刃を
仕上げる方法が提案されている。
【０００８】しかし、上記の方法は、研磨によって鋭利
な切刃稜を形成できる単結晶ダイヤモンドチップには有
効であるが、多結晶ダイヤモンドチップのように結晶界
面の段差等によって切刃稜に大きな凹凸をもつチップで
は、逃げ面とすくい面を研磨加工しても切刃に依然とし
て大きな凹凸が残り、良好な仕上げ粗さが得られない欠
点がある。
な切刃稜を形成できる単結晶ダイヤモンドチップには有
効であるが、多結晶ダイヤモンドチップのように結晶界
面の段差等によって切刃稜に大きな凹凸をもつチップで
は、逃げ面とすくい面を研磨加工しても切刃に依然とし
て大きな凹凸が残り、良好な仕上げ粗さが得られない欠
点がある。
【０００９】そこで、この発明は、低価格の多結晶ダイ
ヤモンドを用いて、表面粗さが０．２〜１μｍの仕上げ
面を安定して得ることができるダイヤモンド工具を提供
することを目的としている。
ヤモンドを用いて、表面粗さが０．２〜１μｍの仕上げ
面を安定して得ることができるダイヤモンド工具を提供
することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、この発明は、多結晶ダイヤモンドから成るダイヤモ
ンドチップをシャンクに保持したダイヤモンド工具にお
いて、ダイヤモンドチップの切刃の逃げ面を研磨痕のな
い研磨面に形成し、その切刃稜に研磨加工によって微小
幅の面取りを施して切刃稜を平滑化したのである。
め、この発明は、多結晶ダイヤモンドから成るダイヤモ
ンドチップをシャンクに保持したダイヤモンド工具にお
いて、ダイヤモンドチップの切刃の逃げ面を研磨痕のな
い研磨面に形成し、その切刃稜に研磨加工によって微小
幅の面取りを施して切刃稜を平滑化したのである。
【００１１】また、この発明は、上記の構造において、
上記面取りの幅を、ダイヤモンドチップを形成するダイ
ヤモンド結晶の平均粒径の２倍以上で、かつ１〜２０μ
ｍの範囲で設定した構成を採用するものである。
上記面取りの幅を、ダイヤモンドチップを形成するダイ
ヤモンド結晶の平均粒径の２倍以上で、かつ１〜２０μ
ｍの範囲で設定した構成を採用するものである。
【００１２】
【作用】上記の構造においては、逃げ面を研磨痕のない
面とすることにより切刃稜の微小うねりを小さくし、次
に切刃稜を微少な幅だけ面取りすることによって切刃稜
の大きな凹凸を除去する。この状態では、多結晶ダイヤ
モンド特有の結晶界面の段差や結晶の脱落による大きな
凹凸が、切刃稜において取除かれ、加工の最初から均一
な表面粗さの仕上げ面を得ることができる。
面とすることにより切刃稜の微小うねりを小さくし、次
に切刃稜を微少な幅だけ面取りすることによって切刃稜
の大きな凹凸を除去する。この状態では、多結晶ダイヤ
モンド特有の結晶界面の段差や結晶の脱落による大きな
凹凸が、切刃稜において取除かれ、加工の最初から均一
な表面粗さの仕上げ面を得ることができる。
【００１３】なお、上記の構造では、０．２〜１μｍ程
度の面粗さを得るには、面取り後の切刃稜の凹凸を０．
１〜０．６μｍの範囲にするのが良い。また、面取りの
幅を、ダイヤモンド結晶の平均粒径の２倍以上にするこ
とにより、ダイヤモンド粒子の脱落による凹凸を取り去
ることができる。
度の面粗さを得るには、面取り後の切刃稜の凹凸を０．
１〜０．６μｍの範囲にするのが良い。また、面取りの
幅を、ダイヤモンド結晶の平均粒径の２倍以上にするこ
とにより、ダイヤモンド粒子の脱落による凹凸を取り去
ることができる。
【００１４】
【実施例】図１及び図２は実施例のダイヤモンド工具を
示している。図において、１は多結晶ダイヤモンドから
成るダイヤモンドチップであり、このダイヤモンドチッ
プ１は、超硬合金等のインサート２に接合され、そのイ
ンサート２をシャンク３の先端に固着して保持される。
示している。図において、１は多結晶ダイヤモンドから
成るダイヤモンドチップであり、このダイヤモンドチッ
プ１は、超硬合金等のインサート２に接合され、そのイ
ンサート２をシャンク３の先端に固着して保持される。
【００１５】上記ダイヤモンドチップ１は、図１のよう
に、工作物４に対して所要の角度で傾斜する主切刃５
と、工作物４の表面にわずかな傾き角度αを介して対向
する副切刃６とを備え、図２のように逃げ面７に所要の
逃げ角βが形成されている。なお、上記のインサート２
を用いたダイヤモンドチップ１の接合方法に代えて、シ
ャンク３に押え金具を取付け、その押え金具を介してダ
イヤモンドチップを着脱自在にシャンクに取付けるよう
にしてもよい。
に、工作物４に対して所要の角度で傾斜する主切刃５
と、工作物４の表面にわずかな傾き角度αを介して対向
する副切刃６とを備え、図２のように逃げ面７に所要の
逃げ角βが形成されている。なお、上記のインサート２
を用いたダイヤモンドチップ１の接合方法に代えて、シ
ャンク３に押え金具を取付け、その押え金具を介してダ
イヤモンドチップを着脱自在にシャンクに取付けるよう
にしてもよい。
【００１６】図３及び図４は、上記ダイヤモンドチップ
１における切刃の近傍部分を示している。このダイヤモ
ンドチップ１の形成は、すくい面８を予め研磨加工した
後、シャンク３に保持した状態で逃げ面７を研磨痕が残
らないように研磨する。この研磨は、例えば、粒度＃８
００の研削砥石を逃げ面に押し付け、研磨方向とは異な
る方向に送りを加えながら研削することにより行われ
る。
１における切刃の近傍部分を示している。このダイヤモ
ンドチップ１の形成は、すくい面８を予め研磨加工した
後、シャンク３に保持した状態で逃げ面７を研磨痕が残
らないように研磨する。この研磨は、例えば、粒度＃８
００の研削砥石を逃げ面に押し付け、研磨方向とは異な
る方向に送りを加えながら研削することにより行われ
る。
【００１７】このように逃げ面７を研磨した状態では、
逃げ面内における切刃の微小うねりがかなり抑えられる
が、微視的にみれば、ダイヤモンドチップ１を構成する
ダイヤモンド結晶の接合構造により、切刃には図５に示
すように各ダイヤモンド結晶９の結晶界面の段差などに
よって大きな凹凸が存在している。
逃げ面内における切刃の微小うねりがかなり抑えられる
が、微視的にみれば、ダイヤモンドチップ１を構成する
ダイヤモンド結晶の接合構造により、切刃には図５に示
すように各ダイヤモンド結晶９の結晶界面の段差などに
よって大きな凹凸が存在している。
【００１８】このため、次に、上記ダイヤモンドチップ
１の切刃稜に粒度＃１５００の研削砥石を接触させ、ダ
イヤモンド結晶９の平均粒径の２倍以上で、かつ１〜２
０μｍの範囲の微小な幅ｔで面取り１０を行なう。この
面取り１０を行なうことにより、チップ１の切刃は、図
５に斜線で示すように出入りする各ダイヤモンド粒子の
脱落による凹凸が除去され、研削加工により面取り１０
と逃げ面７の境界部ａには、うねりや凹凸のない平滑な
切刃稜１１が形成される。
１の切刃稜に粒度＃１５００の研削砥石を接触させ、ダ
イヤモンド結晶９の平均粒径の２倍以上で、かつ１〜２
０μｍの範囲の微小な幅ｔで面取り１０を行なう。この
面取り１０を行なうことにより、チップ１の切刃は、図
５に斜線で示すように出入りする各ダイヤモンド粒子の
脱落による凹凸が除去され、研削加工により面取り１０
と逃げ面７の境界部ａには、うねりや凹凸のない平滑な
切刃稜１１が形成される。
【００１９】このような切刃稜１１は、全体的に平滑で
あり、しかも表面に多くのダイヤモンド結晶の境界から
成る微少な凹凸があるために、加工を行なうと、鏡面に
まで至らないがそれに近い面粗さが得られると共に、均
一な仕上げ面を加工の最初から安定して形成することが
できる。
あり、しかも表面に多くのダイヤモンド結晶の境界から
成る微少な凹凸があるために、加工を行なうと、鏡面に
まで至らないがそれに近い面粗さが得られると共に、均
一な仕上げ面を加工の最初から安定して形成することが
できる。
【００２０】なお、上記面取り１０の幅ｔは、工具の寿
命の観点から通常は１〜２０μｍの範囲で設定し、好ま
しくは５〜１０μｍ以下の値で設定するのがよい。
命の観点から通常は１〜２０μｍの範囲で設定し、好ま
しくは５〜１０μｍ以下の値で設定するのがよい。
【００２１】また、面取り１０の長さＬは、ダイヤモン
ドチップ１の副切刃６と切削条件によって仕上げ面粗さ
に影響を与える範囲内で設定し、例えば、０．１mm/rev
程度の送り速度であれば、面取りの長さＬは、１．５ｍ
ｍ程度に設定する。
ドチップ１の副切刃６と切削条件によって仕上げ面粗さ
に影響を与える範囲内で設定し、例えば、０．１mm/rev
程度の送り速度であれば、面取りの長さＬは、１．５ｍ
ｍ程度に設定する。
【００２２】このように面取り１０の幅や長さは極めて
微小であるため、研削砥石をチップの切刃に短時間接触
させる研磨加工では、面取り１０は正確な直線状の面に
ならず、実際には図６に示すように直線面１２と曲面１
３が組合された形状になる。すなわち、ここでいう面取
り１０とは、直線状の面や曲面だけで形成される面取り
の他に、直線面と曲面が組合された面取りが含まれる。
微小であるため、研削砥石をチップの切刃に短時間接触
させる研磨加工では、面取り１０は正確な直線状の面に
ならず、実際には図６に示すように直線面１２と曲面１
３が組合された形状になる。すなわち、ここでいう面取
り１０とは、直線状の面や曲面だけで形成される面取り
の他に、直線面と曲面が組合された面取りが含まれる。
【００２３】また、逃げ面７の研磨加工と面取り１０に
よって形成される切刃稜１１の凹凸の度合は、得ようと
する仕上げ面粗さの約半分の大きさを目安とするのがよ
く、例えば、０．２μｍ〜１μｍの面粗さを得るには、
切刃稜１１の凹凸を０．１μｍ〜０．６μｍの範囲で設
定するのがよい。
よって形成される切刃稜１１の凹凸の度合は、得ようと
する仕上げ面粗さの約半分の大きさを目安とするのがよ
く、例えば、０．２μｍ〜１μｍの面粗さを得るには、
切刃稜１１の凹凸を０．１μｍ〜０．６μｍの範囲で設
定するのがよい。
【００２４】＜実験例＞この発明の効果をみるため、実
施例のダイヤモンド工具と従来品との間で切削比較テス
トを実施した。
施例のダイヤモンド工具と従来品との間で切削比較テス
トを実施した。
【００２５】切削テストに用いた本発明品Ａは、ダイヤ
モンド結晶の平均粒度が０．５μｍ程度のダイヤモンド
チップを使用し、図３及び図４に示す構造において、副
切刃６の傾き角αを１〜３°に、逃げ角βを２０°に形
成した。また、面取り１０は、幅ｔを５μｍ、長さＬを
１．５ｍｍ、角度γを４５°に形成し、切刃稜１１の凹
凸を０．１μｍ〜０．６μｍの範囲に形成した。
モンド結晶の平均粒度が０．５μｍ程度のダイヤモンド
チップを使用し、図３及び図４に示す構造において、副
切刃６の傾き角αを１〜３°に、逃げ角βを２０°に形
成した。また、面取り１０は、幅ｔを５μｍ、長さＬを
１．５ｍｍ、角度γを４５°に形成し、切刃稜１１の凹
凸を０．１μｍ〜０．６μｍの範囲に形成した。
【００２６】これに対して、従来品は、３種類（Ｂ、
Ｃ、Ｄ）のものを用意し、それぞれ本発明品Ａと同じ平
均粒径の多結晶ダイヤモンドから成るダイヤモンドチッ
プを使用し、そのチップの逃げ面とすくい面を研磨して
切刃を形成し、面取り１０以外は同じ切刃形状とした。
Ｃ、Ｄ）のものを用意し、それぞれ本発明品Ａと同じ平
均粒径の多結晶ダイヤモンドから成るダイヤモンドチッ
プを使用し、そのチップの逃げ面とすくい面を研磨して
切刃を形成し、面取り１０以外は同じ切刃形状とした。
【００２７】切削テストに用いた工作物は、電子写真感
光体用ドラム（直径φ８０mm、厚み１．２mm、全長３５
５mm）を使用し、材質は感光体ドラム基体用のアルミニ
ウム合金ＡＬ５０００系とした。
光体用ドラム（直径φ８０mm、厚み１．２mm、全長３５
５mm）を使用し、材質は感光体ドラム基体用のアルミニ
ウム合金ＡＬ５０００系とした。
【００２８】また、切削条件は、回転数３０００ｒｐ
ｍ、送り速度０．１mm/rev、切込量０．０１mmで行なっ
た。
ｍ、送り速度０．１mm/rev、切込量０．０１mmで行なっ
た。
【００２９】図７は切削テストにおける本発明品Ａの仕
上げ面粗さの変化を示し、図８は従来品（Ｂ、Ｃ、Ｄ）
におけるテスト結果を示す。
上げ面粗さの変化を示し、図８は従来品（Ｂ、Ｃ、Ｄ）
におけるテスト結果を示す。
【００３０】図８に示すように、従来品Ｂは、加工最初
から最後まで仕上げ面粗さが大きくばらつき、従来品
（Ｃ、Ｄ）は、加工距離２００kmあたりで面粗さが安定
したが、それまでの工作物は無駄になり、生産性の低下
が見られた。
から最後まで仕上げ面粗さが大きくばらつき、従来品
（Ｃ、Ｄ）は、加工距離２００kmあたりで面粗さが安定
したが、それまでの工作物は無駄になり、生産性の低下
が見られた。
【００３１】これに対して、図７に示すように本発明品
Ａは、加工最初から加工距離５００kmに達するまで０．
４μｍから０．５μｍの安定した仕上げ面粗さを得るこ
とができ、高精度の切削を行なうことができた。
Ａは、加工最初から加工距離５００kmに達するまで０．
４μｍから０．５μｍの安定した仕上げ面粗さを得るこ
とができ、高精度の切削を行なうことができた。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、この発明は、多結晶ダイ
ヤモンドから成るチップに逃げ面の研磨と切刃稜の面取
りを施して平滑な切刃を得るようにしたので、加工最初
から均一な面粗さの仕上げ面を安定して得ることができ
る。したがって、従来実施していた慣らし加工は不要と
なり、所望の表面粗さの面加工を低価格の多結ダイヤモ
ンドチップを用いて行なうことができ、加工の低コスト
化と生産性向上を実現できる効果がある。
ヤモンドから成るチップに逃げ面の研磨と切刃稜の面取
りを施して平滑な切刃を得るようにしたので、加工最初
から均一な面粗さの仕上げ面を安定して得ることができ
る。したがって、従来実施していた慣らし加工は不要と
なり、所望の表面粗さの面加工を低価格の多結ダイヤモ
ンドチップを用いて行なうことができ、加工の低コスト
化と生産性向上を実現できる効果がある。
【図１】実施例のダイヤモンド工具を示す平面図
【図２】同上の側面図
【図３】ダイヤモンドチップの切刃近傍を拡大して示す
平面図
平面図
【図４】図３のIV-IV 線に沿った断面図
【図５】同上の切刃稜の結晶構造を模式的に示す図
【図６】同上の切刃の面取りを拡大して示す断面図
【図７】切削テストにおける本発明品の仕上げ面粗さの
変化を示すグラフ
変化を示すグラフ
【図８】同上の従来品における仕上げ面粗さの変化を示
すグラフ
すグラフ
【符号の説明】 １ ダイヤモンドチップ ３ シャンク ５ 主切刃 ６ 副切刃 ７ 逃げ面 ８ すくい面 １０ 面取り １１ 切刃稜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 翫 雅夫 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社八王子事業場内 (72)発明者 伊藤 豊次 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社八王子事業場内 (72)発明者 橋本 隆美 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社八王子事業場内 (72)発明者 小畠 一志 堺市鳳北町２丁80番地 大阪ダイヤモンド 工業株式会社内 (72)発明者 前田 秀雄 堺市鳳北町２丁80番地 大阪ダイヤモンド 工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 多結晶ダイヤモンドから成るダイヤモン
ドチップをシャンクに保持したダイヤモンド工具におい
て、上記ダイヤモンドチップの切刃の逃げ面を研磨痕の
ない研磨面で形成し、その切刃稜に研磨加工によって微
小幅の面取りを施して上記切刃稜を平滑化したことを特
徴とするダイヤモンド工具。 - 【請求項２】 上記面取りの幅を、ダイヤモンドチップ
を形成するダイヤモンド結晶の平均粒径の２倍以上で、
かつ１〜２０μｍの範囲で設定したことを特徴とする請
求項１に記載のダイヤモンド工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346382A JP2533049B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | ダイヤモンド工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346382A JP2533049B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | ダイヤモンド工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06190610A true JPH06190610A (ja) | 1994-07-12 |
| JP2533049B2 JP2533049B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=18383046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4346382A Expired - Fee Related JP2533049B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | ダイヤモンド工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533049B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6612786B1 (en) | 1999-11-25 | 2003-09-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cutting tool of polycrystalline hard sintered material |
| US6652201B2 (en) | 2000-02-18 | 2003-11-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ball end mill |
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