JPH08276306A

JPH08276306A - チップブレーカ付き切削工具

Info

Publication number: JPH08276306A
Application number: JP8264095A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Maruyama; 勝義丸山
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】チップブレーカの設置が容易でブレーカ設計
にも自由度があり、小サイズ工具に対する適用制限も緩
和される超高硬度焼結体を切刃に用いたチップブレーカ
付き切削工具を提供する。【構成】本体１の座溝２に接合する超高硬度焼結体３
のすくい面３ａ上に、焼結体３とは別加工されたチップ
ブレーカピース９を鑞付け接合して設けるので、焼結体
３の接合を余分なスペースを使わずに、また、その接合
面積を減少させずに行え、さらに、ブレーカ巾、ブレー
カ高さも自由に定められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非鉄金属（特にアル
ミ）等の加工に用いる超高硬度焼結体を切刃にした切削
工具、特に、効果的なチップブレーカを設計面、経済面
等において有利に付すことを可能ならしめた切削工具に
関する。

【０００２】

【従来の技術】多結晶ダイヤモンドや立方晶型窒化硼素
（ＣＢＮ）などを焼結して製作した超高硬度焼結体で切
刃を形成する切削工具は、経済性の観点から小サイズの
焼結体チップを工具の本体部やその本体部に装着する台
金に接合した構造にするのが一般的である。

【０００３】そのような工具の代表として、ここでは穴
の仕上げ加工を行うリーマを例に挙げて説明を進める。

【０００４】図４は、本体１の先端外周に座溝２を設
け、その座溝２に超高硬度焼結体３を接合したリーマで
ある。このように、一般的なリーマには切屑処理用のチ
ップブレーカが付けられていない。しかしながら、アル
ミ等の粘りのある非鉄金属の仕上げ切削では、薄くて折
れ難い切屑が長く延び出し、これが工具にからみついて
加工停止の事態に至ることが多く、その対策として、切
屑の強制処理が欠かせない。

【０００５】そこで、図５に示すように、超高硬度焼結
体３のすくい面上にＲ溝６を掘ってこれをブレーカとし
て機能させるものや、図６に示すように、超高硬度焼結
体３に超高合金製のＬ型断面の台金７を鑞付けし、この
台金７を座溝２に鑞付けすることにより切屑の流出方向
前方に控える台金７の突出部７ａをブレーカ突起として
利用するもの、更には図７に示すように、切屑ポケット
５の壁面５ａを切刃４に近づけてブレーカ面として利用
するものなどが開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図５のリーマは、Ｒ溝
６が切屑をカールさせるが、分断させるほどの効果は無
く、粘りのある切屑を処理する場合のチップブレーカと
しては不満が残る。また、砥石研磨又は放電研磨加工に
よるＲ溝の品位が悪く、さらに溝６の設置により焼結体
の加工代が増えるため、コストや生産性の面でも不利に
なる。

【０００７】一方、図６のリーマは、切屑を台金７の突
出部に衝突させて分断することができ、図５のものに比
べて切屑処理が確実になる。しかし、この構造は、台金
７の取付けスペースを余分に必要とするので、小サイズ
で多段で複雑な工具に対する適用が難しい。このような
構造を利用できるのは、例えば、直径２０ｍｍ以上の工
具に限られる。

【０００８】また、図３（ｂ）に示すように、切刃４か
らブレーカ突起までの距離Ｗ（ブレーカ巾）を縮める
と、超高硬度焼結体３が小さくなって台金７に対する焼
結体の鑞付け面積が小さくなり、接合強度が不足して焼
結体が切削加工中に外れることがある。従って、Ｗの下
限値をある程度大きく設定する必要があり、これによ
り、切削加工条件によっては切屑処理能力を充分に発揮
できないケースが出てくる。図７のリーマでも同様の問
題が起こる。また、この構造は、図３（ｃ）に示す形状
をしており、図３（ａ）で示す実施例の形状に比較する
とポケット５のサイズが小さくなって切屑の排出性が悪
くなる。

【０００９】さらに、図８（ａ）に示すサンドイッチ構
造の焼結体を研削や放電加工により図８（ｂ）の形状に
し、図８（ｃ）のように本体１に鑞付けした構造のチッ
プブレーカ付リーマ（外観は図３（ａ）の発明品と同
じ）もあるが、これにはＲ溝ブレーカ付きのものと同様
のすくい面品位の問題がある。

【００１０】本発明は、これ等の問題点の解決策となる
チップブレーカ付き切削工具を提供することを課題とし
ている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、切刃を構成する超高硬度焼結体
のすくい面上に、超高硬度焼結体とは別加工されたチッ
プブレーカピースを接合して設けたのである。

【００１２】この種の切削工具のすくい面の面粗度が悪
いと、刃先の小チッピングが発生したり、すくい面にア
ルミが溶着したりして切削性能が低下する。従って、す
くい面はラップ加工を行いＲｍａｘ０．１μｍ以下の面
粗度にしたものが好ましい。また、チップブレーカピー
スは、鋼製のものは切屑が当たる部分が摩耗し易く、工
具本来の切削能力喪失による寿命ではなく、チップブレ
ーカピースの摩耗による切屑処理能力の低下で寿命にな
るので、このチップブレーカピースの材質は、鋼に比べ
て耐摩耗性に優れる超硬合金が適している。

【００１３】なお、超高硬度焼結体に対するチップブレ
ーカピースの接合は、Ｔｉ含有活性化銀鑞材を用いて真
空中で超高硬度焼結体の熱劣化を起こさない温度で鑞付
けする方法や、超高硬度焼結体の接合面に予めＴｉ化合
物のコーティング膜を形成しておいて大気中等で銀鑞付
けする方法などを用いる。

【００１４】

【作用】超高硬度焼結体のすくい面上に、超硬合金等か
ら成るチップブレーカピースを接合して設けるので、硬
くて加工し難い超高硬度焼結体にブレーカ溝を加工する
必要がなく、ブレーカ巾やブレーカ壁の高さも自由に定
め得る。

【００１５】さらに、図６のリーマで採用した台金７を
含んでおらず、台金の厚み（図３（ｂ）のｔ₁）相当分
の取付けスペース削減が図れるため、小径・多段・複雑
工具への適用も可能になる。

【００１６】また、図６のリーマに比べて図３（ｂ）の
台金７の巾Ｗ₃寸法分だけ超高硬度焼結体の鑞付け面積
を広げることができ、鑞付け部の接合強度も高め得る。

【００１７】

【実施例】図１に本発明の第１実施例を示す。このリー
マは、図１（ｂ）に示すような超高硬度焼結体のブラン
クを作り、このブランクを切屑ポケット５先端の座溝２
に鑞付けした後、刃付け加工を行って完成品となしてあ
る。

【００１８】図１の超高硬度焼結体３は、高温高圧下で
の製造時に下面に超硬合金の座板８を一体化して設けた
ものであり（このタイプが一般的）、その焼結体３のす
くい面３ａ上にチップブレーカピース９を鑞付けしてあ
る。このチップブレーカピース９は、接合相手が鑞材の
濡れ性の悪い超高硬度焼結体であるので、通常の鑞付け
では接合できない。しかし、先に述べた方法、即ち、Ｔ
ｉ含有活性化鑞材を用いて真空中で鑞付けするなどの方
法によれば、強固な鑞付けが可能である。

【００１９】このように、超高硬度焼結体の製造後に別
加工したピース９を接合するので、溝に比べて切屑の処
理能力に優れる突起ブレーカを簡単に付加することがで
きる。また、ブレーカ巾Ｗ（図３（ａ）参照）を最適値
に設計したり、そのブレーカ巾を工具軸方向に変化させ
て（図１（ｂ）のＷ₁とＷ₂を異ならせる）切屑の流出
に方向性を与えたりすることも可能になる。

【００２０】なお、超高硬度焼結体３の本体１に対する
接合は、先ず、すくい面３ａにチップブレーカピース９
を鑞付けし、その後、全体をピース９の鑞付け温度より
も低い温度で本体１に鑞付けする方法が生産性がよくて
望ましい。但し、鑞付けの順序を上記とは逆にする（こ
のときにはピース９の鑞付け温度を全体の本体に対する
鑞付け温度よりも低くする）ことも勿論許容される。

【００２１】また、チップブレーカピース９は、超高硬
度焼結体を用いるとコスト負担が増すので、耐摩耗が良
くて安価な超硬合金が望ましい。

【００２２】さらに、超高硬度焼結体３のすくい面３ａ
は、砥石研磨、放電加工等で加工するよりも、ラップ加
工してＲｍａｘ０．１μｍの面粗度を確保したものがよ
い。このラップ仕上げの面は、アルミ等が擦過するとき
に溶着が生じ難く、切屑処理性の向上効果をもたらす。

【００２３】図２は、第２実施例である。このリーマ
は、超高硬度焼結体３として座板の無いソリッド型のも
のを採用している。この場合、超高硬度焼結体３は、チ
ップブレーカピース９の接合法と同様の方法で本体１に
鑞付けする。

【００２４】図１のリーマは、座板８とチップブレーカ
ピース９があるので通常の鑞付け法でよく、この点で、
第２実施例は第１実施例よりも不利であるが、超高硬度
焼結体の厚み寸法が座板が無い分薄くなり、より小径サ
イズの工具に適用できる利点がある。

【００２５】次に、実験例について述べる。

【００２６】図１と図２のようなブレーカピース付リー
マの２種と、図４のようなブレーカピース無しのリーマ
を試作し、比較テストを行った。その試作リーマの寸法
諸元（各部の寸法は図３（ａ）を参照）を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】このリーマでアルミニウム（ＪＩＳ規格６
０６１）のブロックに明けられた直径１１．５ｍｍの下
穴の仕上げ切削を行った。

【００２９】切削条件は、切削速度Ｖ＝１００ｍ／ｍｉ
ｎ、送りｆ＝０．０２５ｍｍ／刃、０．０５０ｍｍ／
刃、０．０７５ｍｍ／刃、０．１００ｍｍ／刃の４種で
ある。

【００３０】上記実験の結果、ブレーカ無しのリーマ
は、どの送り条件でも切屑が長く延び出し、本体にから
みついて加工に支障が出たが、チップブレーカ付きの本
発明のリーマは、全ての送り条件で切屑が５ｍｍ以下に
細かく分断され、本体にからみつくことがなかった。

【００３１】また、図６の従来型のブレーカ付きリーマ
は、外径２０ｍｍ以下の小サイズ、多段・複雑工具には
適用し難く、あえて適用すると超高硬度焼結体が小さく
なり過ぎて外れ易くなるが、試作品は、２０ｍｍ以下の
ものも焼結体の外れが全く起こらなかった。

【００３２】なお、本発明は、ドリル、エンドミル、旋
削用、フライス用スローアウェイチップなど、リーマ以
外の工具にも有効に利用できる。

【００３３】図９は、超高硬度焼結体３のすくい面上に
チップブレーカピース９を鑞付けした切削ピースを台金
１０に鑞付けして作られたスローアウェイチップ、図１
０は前述の切削ピースをシャンク１１の先端に鑞付けし
て作られた一般的なバイト、図１１は同様の切削ピース
をクイル１２の先端に鑞付けして作られたボーリングバ
イトであり、このような形態の工具に適用しても効果が
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の切削工具
は、超高硬度焼結体のすくい面上に設けるチップブレー
カを、ピースを接合することによって作り出したもので
あるから、ブレーカ設計の自由度が高まり、同時にブレ
ーカ設置を低コストで容易に行うことが可能となる。

【００３５】また、突起タイプのブレーカであるため、
切屑の分断性能が高まり、さらに、超高硬度焼結体を直
接本体に接合することも可能であるので、より小サイズ
の工具に対する適用も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）：第１実施例のリーマの要部を示す斜視
図（ｂ）：同上のリーマに用いた超高硬度焼結体のブラン
クの斜視図

【図２】（ａ）：第２実施例のリーマの要部を示す斜視
図（ｂ）：同上のリーマに用いた超高硬度焼結体のブラン
クの斜視図

【図３】（ａ）：図１のリーマの正面図（ｂ）：図６のリーマの正面図（ｃ）：図７のリーマの正面図

【図４】従来リーマの要部を示す斜視図

【図５】ブレーカ溝を有する従来リーマの要部の斜視図

【図６】ブレーカ突起を有する従来リーマの要部の斜視
図

【図７】本体にブレーカ壁を設けた従来リーマの要部の
斜視図

【図８】（ａ）：サンドイッチ構造の超高硬度焼結体の
斜視図（ｂ）：同上の焼結体にチップブレーカを付けた状態の
斜視図（ｃ）：（ｂ）図の焼結体を本体先端に接合したリーマ
の要部の斜視図

【図９】本発明の工具の他の形態の一例（スローアウェ
イチップ）を示す斜視図

【図１０】同じく他の形態の一例（バイト）を示す斜視
図

【図１１】更に他の形態の一例（ボーリングバイト）を
示す斜視図

【符号の説明】

１リーマの本体２座溝３超高硬度焼結体３ａすくい面４切刃５切屑ポケット５ａ壁面６Ｒ溝７台金７ａ突出部８座板９チップブレーカピース１０台金１１シャンク１２クイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超高硬度焼結体を切刃とする切削工具に
おいて、前記超高硬度焼結体のすくい面上にチップブレ
ーカピースを接合して設けたことを特徴とするチップブ
レーカ付き切削工具。
【請求項２】前記超高硬度焼結体のすくい面の粗度を
Ｒｍａｘ０．１μｍ以下とした請求項１記載のチップブ
レーカ付き切削工具。
【請求項３】前記チップブレーカピースが超硬合金で
ある請求項１記載のチップブレーカ付き切削工具。