JPH09201703A - center - Google Patents

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JPH09201703A
JPH09201703A JP3141896A JP3141896A JPH09201703A JP H09201703 A JPH09201703 A JP H09201703A JP 3141896 A JP3141896 A JP 3141896A JP 3141896 A JP3141896 A JP 3141896A JP H09201703 A JPH09201703 A JP H09201703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shank
pcd
center
sintered body
metal member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3141896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Sugi
和浩 杉
Tetsuo Aiura
哲郎 相浦
Masahiko Okada
正彦 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritake Co Ltd
Noritake Diamond Industries Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
Noritake Diamond Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noritake Co Ltd, Noritake Diamond Industries Co Ltd filed Critical Noritake Co Ltd
Priority to JP3141896A priority Critical patent/JPH09201703A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to install a diamond sintered body to the tip of a shank by a soldering, and to obtain a center having an excellent jointing strength of the diamond sintered body, and an excellent anticorrosion property of the center. SOLUTION: In a center formed by installing a diamond sintered body 2 to the tip of a shank 1, a cylindrical metal member 3 with bottom for diamond sintered body jointing is provided between the shank 1 and the diamond sintered body 2, the diamond sintered body 2 and the metal member 3 are fixed by an active metal soldering method, and furthermore, the metal member 3 is fixed to the shank 1 by a soldering method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、旋盤や円筒研削盤
などに使用され、被削材の芯押し治具として用いられる
センタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a center used for a lathe, a cylindrical grinder or the like and used as a centering jig for a work material.

【0002】[0002]

【従来の技術】研削や切削など様々な加工が可能な旋盤
や研削盤においては、特に被加工物を正確に芯出しする
ことが重要であり、このような旋盤などには、従来超硬
合金などの超硬金属で形成された金属センタが用いられ
ている。このセンタの先端部は、切削または研削時に強
い力が集中的に加わるため非常に磨耗しやすく、このセ
ンタ先端部の磨耗は、回転体の中心位置のズレを生じ、
これが加工精度を低下させる大きな要因ともなってい
る。例えば、超硬合金をシャンクの先端部に取り付けた
センタの場合、真円度3μm以上の良好な加工精度を維
持するためには、約10日ごとに再研磨が必要となる。
2. Description of the Related Art Especially in lathes and grinders capable of various processing such as grinding and cutting, it is important to accurately center a work piece. A metal center formed of a super hard metal such as is used. The tip of this center is easily worn because a strong force is intensively applied during cutting or grinding, and the wear of this center tip causes a shift in the center position of the rotating body.
This is also a major factor that reduces the processing accuracy. For example, in the case of a center in which a cemented carbide is attached to the tip of a shank, re-polishing is required about every 10 days in order to maintain good processing accuracy with a roundness of 3 μm or more.

【0003】この対策として、株式会社産業調査会 事
典出版センター発行『新マシニング・ツ─ル事典』の
8.4.2工作機械用耐磨工具(P646〜647)に
記載されているように、シャンクの先端に凸型に形成さ
れたダイヤモンド焼結体(以下PCDという。)を嵌め
込んだ凸型センタ、またシャンクの先端部に凹状の切欠
を設け、この切欠の周縁部に同様にPCDを取り付けた
凹型センタが実用化されている。
As a measure against this, as described in 8.4.2 Machine Tools Abrasion-Resistant Tools (P646-647) in "New Machining Tool Encyclopedia" published by Encyclopedia Publishing Co., Ltd., A convex center in which a convex diamond sintered body (hereinafter referred to as PCD) is fitted at the tip of the shank, and a concave notch is provided at the tip of the shank, and a PCD is similarly provided at the peripheral edge of the notch. The attached concave center has been put to practical use.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような鉄鋼材から
なるシャンクへのPCDの取付けは、PCDの主成分で
あるダイヤモンドと銀ロウとが直接接着できないめに、
台金への研削ビットなどの取付けに使用されているロウ
付け法が適用できない。このため、従来、機械的に固定
するカシメ法や、また金属粉末による焼結法等が採用さ
れている。
When attaching PCD to a shank made of such a steel material, diamond and silver solder, which are the main components of PCD, cannot be directly bonded.
The brazing method used to attach the grinding bit to the base metal cannot be applied. For this reason, conventionally, a mechanically fixed caulking method, a sintering method using a metal powder, and the like have been adopted.

【0005】ところが、このようなカシメ法や金属粉末
による焼結法等では、PCDと接合母材とが化学的に接
合されないため、いずれも充分な接合強度を確保するこ
とが困難で、このため使用中にPCDが外れやすいとい
う問題がある。またカシメ法による場合、PCDの中心
位置を正確に出すことは極めて困難であり、このこと
が、耐磨耗性に優れたPCDを用いたセンタを普及させ
るための大きな阻害要因となっている。
However, in such a caulking method and a sintering method using a metal powder, since the PCD and the joining base material are not chemically joined, it is difficult to ensure sufficient joining strength in either case. There is a problem that the PCD easily comes off during use. Further, in the case of the caulking method, it is extremely difficult to accurately determine the center position of the PCD, which is a major impediment factor for popularizing the center using the PCD excellent in abrasion resistance.

【0006】本発明において解決すべき課題は、シャン
ク先端部にPCDを取り付けたセンタにおいて、PCD
の接合法として接合強度に優れたロウ付け技術の適用を
可能にし、信頼性の高いセンタを提供することにある。
The problem to be solved in the present invention is to provide a PCD at the center where the PCD is attached to the shank tip.
The purpose of this invention is to provide a highly reliable center by making it possible to apply a brazing technique excellent in joining strength as the joining method of No.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、シャンクの先端部にPCDを取り付けたセ
ンタにおいて、前記シャンクとPCDの間にPCD接合
用の有底円筒状金属部材を介在させ、前記PCDと金属
部材とを活性金属ロウ付け法によって固定し、さらに前
記金属部材を前記シャンクにロウ付け法によって固定し
た。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a bottomed cylindrical metal member for joining PCD between the shank and the PCD in the center where the PCD is attached to the tip of the shank. The PCD and the metal member were fixed by the active metal brazing method, and the metal member was fixed to the shank by the brazing method.

【0008】すなわち、本発明においては、シャンクと
PCDの間にPCD接合用の金属部材を介在させ、さら
に、PCDと金属部材とを活性金属ロウ付け法により接
合することを特徴とする。
That is, the present invention is characterized in that a metal member for PCD bonding is interposed between the shank and the PCD, and the PCD and the metal member are bonded by the active metal brazing method.

【0009】PCDと金属部材とのロウ付け接合に、活
性金属を含有させたロウ材を用いることによって、PC
Dとシャンクとを中間部材を介して公知技術の銀ロウ付
け法で接合できるようになる。また、PCDとロウ材と
の間に合金を形成させ、PCDとロウ材とを化学的に接
合可能となり、従来困難であったPCDと金属部材との
ロウ付けによる接合が可能となる。
By using a brazing material containing an active metal for brazing and joining the PCD and the metal member,
It becomes possible to join D and the shank through the intermediate member by a known silver brazing method. Further, by forming an alloy between the PCD and the brazing material, it becomes possible to chemically bond the PCD and the brazing material, and it becomes possible to join the PCD and the metal member by brazing, which has been difficult in the past.

【0010】PCDは、従来の方法によって製造するこ
とができ、例えば、耐磨工具用として用いる場合、直径
25〜50μmのダイヤモンドパウダーを金属媒体と共
にカプセルに充填し、ダイヤモンドの生成条件である1
500℃、5万気圧の条件で焼結することによって得る
ことができる。その際、センタ用としては、焼結すると
きに円筒状カプセルにダイヤモンド粉末を充填して、所
定形状に成形する。
PCD can be produced by a conventional method. For example, when it is used as an abrasion resistant tool, a diamond powder having a diameter of 25 to 50 μm is filled in a capsule together with a metal medium to produce diamond.
It can be obtained by sintering under the conditions of 500 ° C. and 50,000 atm. At that time, for the center, a cylindrical capsule is filled with diamond powder at the time of sintering to form a predetermined shape.

【0011】また、PCD接合用の金属部材としては、
コバール、モリブデン、超硬合金などを使用することが
できるが、特に加工性の点からは、コバール(kovo
r)を好適に用いることができる。このコバールは、鉄
53%,ニッケル28%,コバルト18%の合金であ
り、PCDと熱膨張係数がほぼ等しく、このため700
℃以上でロウ材が溶融するときに熱膨張量がPCDのそ
れとほぼ等しくなる。その結果、接合後、温度が下がっ
て熱収縮した場合にも同等の収縮量となるため、ロウ付
け応力が残留することが少ない。
Further, as a metal member for PCD bonding,
Kovar, molybdenum, cemented carbide, etc. can be used, but especially from the viewpoint of workability, Kovar (kovo)
r) can be preferably used. This Kovar is an alloy of 53% iron, 28% nickel, and 18% cobalt, and has a coefficient of thermal expansion almost equal to that of PCD.
When the brazing material melts at a temperature of ℃ or more, the thermal expansion amount becomes almost equal to that of PCD. As a result, even if the temperature decreases and heat shrinks after joining, the shrinkage amount is the same, so that brazing stress rarely remains.

【0012】また、銀ロウ中における活性金属(rea
ctive metal)としては、チタンやタンタル
を好適に使用することができる。活性金属の含有量は、
被ロウ付け材の種類やロウ付け条件によっても異なる
が、銀ロウを主材とし活性金属としてチタンを用いた場
合、銀ロウの2〜5重量%が望ましい。2重量%未満で
あると接合面積が過少となり、また5重量%を越えると
銀ロウ強度が低下する。
Further, the active metal (rea) in the silver solder is
As the active metal, titanium or tantalum can be preferably used. The content of active metal is
Although it varies depending on the type of brazing material and brazing conditions, when silver is used as the main material and titanium is used as the active metal, it is preferably 2 to 5% by weight of the silver brazing. If it is less than 2% by weight, the bonding area will be too small, and if it exceeds 5% by weight, the silver brazing strength will decrease.

【0013】また、このPCDと金属部材とのロウ付け
の条件としては、銀ロウの溶融温度になるまでに活性金
属が合金化しないようにするため、雰囲気をアルゴン不
活性ガス、又は5×10-5Torr以上の真空状態とす
るのが望ましい。
Further, as a condition for brazing the PCD and the metal member, in order to prevent the active metal from being alloyed by the melting temperature of the silver solder, the atmosphere is argon inert gas or 5 × 10 5. It is desirable to have a vacuum state of -5 Torr or more.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態を示
すセンタの正面図、図2は図1のA部分の拡大断面図、
図3は同じく要部の分解斜視図である。
1 is a front view of a center showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG.
FIG. 3 is also an exploded perspective view of the main part.

【0015】1は炭素工具鋼からなるテーパ付きシャン
ク、2はシャンク1の先端に設けられたダイヤモンド粒
径25μmのPCDで、φ10×15L の円筒状で先端
角度θは60〜90°に形成されてる。図2及び図3に
明瞭に示すように、シャンク1先端部には円筒状の凹部
1aが切欠形成され、この凹部1a内に、PCD2取付
け用の金属部材3が設けられている。
Reference numeral 1 is a tapered shank made of carbon tool steel, 2 is a PCD having a diamond grain size of 25 μm provided at the tip of the shank 1, and is formed in a cylindrical shape of φ10 × 15 L and the tip angle θ is 60 to 90 °. Has been done. As clearly shown in FIGS. 2 and 3, a cylindrical recess 1a is cut out at the tip of the shank 1, and a metal member 3 for mounting the PCD 2 is provided in the recess 1a.

【0016】金属部材3はコバールを素材とし、その外
径はシャンク1の凹部1aの内径よりも0.2mm小さ
く、また上部にはPCD2を収納するための凹部3aが
形成された有底円筒状である。
The metal member 3 is made of Kovar and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the recess 1a of the shank 1 by 0.2 mm, and has a bottomed cylindrical shape with a recess 3a for accommodating the PCD 2 formed in the upper portion. Is.

【0017】PCD2と金属部材3の凹部3aの間は、
銀ロウに2重量%のチタンを含有した活性金属ロウ5に
よって接合され、また金属部材3とシャンク1の凹部1
aの間は従来公知の銀ロウ6によって接合されている。
これらの接合手順は、先に、PCD2を金属部材3に接
合した後、金属部材3をシャンク1の凹部1aに接合す
る。これによって、PCD2と金属部材3の接合を狭い
空間内で行うことができるようになる。
Between the PCD 2 and the recess 3a of the metal member 3,
It is joined to the silver solder by an active metal solder 5 containing 2% by weight of titanium, and the metal member 3 and the recess 1 of the shank 1 are joined together.
The area a is joined by a conventionally known silver solder 6.
In these joining procedures, the PCD 2 is first joined to the metal member 3, and then the metal member 3 is joined to the recess 1 a of the shank 1. As a result, it becomes possible to join the PCD 2 and the metal member 3 in a narrow space.

【0018】またロウ付け温度としては、PCDロウ付
けが700〜800℃、金属部材ロウ付けが600〜7
00℃とし、PCDロウ付けはアルゴン不活性ガス雰囲
気中、或いは5×10-5Torr以上の真空状態で行
い、金属部材ロウ付けは大気中で行う。
The brazing temperature is 700 to 800 ° C. for PCD brazing and 600 to 7 for metal member brazing.
The temperature is set to 00 ° C., the PCD brazing is performed in an argon inert gas atmosphere or in a vacuum state of 5 × 10 −5 Torr or more, and the metal member brazing is performed in the atmosphere.

【0019】本発明の効果を確認するために、上記方法
によって製造した凸型センタと、従来のカシメ法及び金
属粉末焼結法によって同一形状のPCDをシャンクに固
定したセンタを、実際に、クロムモリブデン鋼の焼入材
であるコンプレッサーローターの研削に使用した。
In order to confirm the effect of the present invention, the convex center manufactured by the above method and the center in which the PCD of the same shape is fixed to the shank by the conventional caulking method and the metal powder sintering method are actually made of chromium. Used for grinding a compressor rotor, which is a hardened material of molybdenum steel.

【0020】表1に示すように、本発明品のセンタで、
PCD振れ0.005mm以内、またPCD真円度は
0.003mm以内のセンタを使用した場合、加工時間
で2400時間以上、コンプレッサーローター真円度が
0.003mm以下の高い加工精度を維持することがで
きた。一方、カシメ法により製造したセンタでは、80
時間で加工精度が0.003mm以上となり、また金属
粉末焼結法により製造したセンタでは、50時間で加工
精度が0.003mm以上となり、加工精度の維持が困
難であった。
As shown in Table 1, in the center of the present invention,
When a center with a PCD runout of 0.005 mm or less and a PCD roundness of 0.003 mm or less is used, it is possible to maintain a high processing accuracy of 2400 hours or more and a compressor rotor roundness of 0.003 mm or less. did it. On the other hand, in the center manufactured by the caulking method,
The processing accuracy was 0.003 mm or more in time, and the processing accuracy of the center manufactured by the metal powder sintering method was 0.003 mm or more in 50 hours, and it was difficult to maintain the processing accuracy.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】なお上記においては、いわゆる凸型センタ
について述べたが、凹型センタにも無論適用可能であ
る。
In the above description, a so-called convex center is described, but it is of course applicable to a concave center.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.

【0024】(1)ロウ付けによるシャンク先端部への
ダイヤモンド焼結体の取り付けが可能となり、ダイヤモ
ンド焼結体の接合強度に優れまた耐磨耗性に優れたセン
タを得ることができる。
(1) It is possible to attach the diamond sintered body to the shank tip portion by brazing, and it is possible to obtain a center with excellent bonding strength and wear resistance of the diamond sintered body.

【0025】(2)ダイヤモンド焼結体接合用の金属部
材としてコバールを用いることによって、ダイヤモンド
焼結体アセンブリ品とシャンクとを従来の銀ロウ付け法
によって接合可能となる。
(2) By using Kovar as the metal member for joining the diamond sintered body, the diamond sintered body assembly and the shank can be joined by the conventional silver brazing method.

【0026】(3)活性金属としてチタンを2〜5重量
%含有させた活性金属ロウ材を用いることによって、ダ
イヤモンド焼結体と金属部材との化学的な接合が可能と
なる。
(3) By using an active metal brazing material containing 2 to 5% by weight of titanium as an active metal, it becomes possible to chemically bond the diamond sintered body and the metal member.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態を示すセンタの正面図で
ある。
FIG. 1 is a front view of a center showing an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のA部分の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG.

【図3】 センタの要部の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of a main part of the center.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シャンク 1a 凹部 2 PCD(ダイヤモンド焼結体) 3 金属部材 3a 凹部 5 活性金属ロウ 6 銀ロウ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 shank 1a recess 2 PCD (diamond sintered body) 3 metal member 3a recess 5 active metal wax 6 silver solder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相浦 哲郎 福岡県浮羽郡田主丸町大字竹野210番地 ノリタケダイヤ株式会社内 (72)発明者 岡田 正彦 福岡県浮羽郡田主丸町大字竹野210番地 ノリタケダイヤ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuro Aiura 210 Takeno, Tanamaru-cho, Ukiha-gun, Fukuoka Noritake Diamond Co., Ltd. Within

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シャンクの先端部にダイヤモンド焼結体
を取り付けたセンタにおいて、前記シャンクとダイヤモ
ンド焼結体の間にダイヤモンド焼結体接合用の金属部材
を介在させ、前記ダイヤモンド焼結体と金属部材とを活
性金属ロウ付け法によって固定し、さらに前記金属部材
を前記シャンクにロウ付け法によって固定したことを特
徴とするセンタ。
1. A diamond sintered body is attached to the tip of a shank, and a metal member for joining the diamond sintered body is interposed between the shank and the diamond sintered body. A member is fixed to the shank by an active metal brazing method, and the metal member is fixed to the shank by a brazing method.
【請求項2】 前記金属部材が、コバール,モリブデ
ン,超硬合金の何れかであることを特徴とする請求項1
記載のセンタ。
2. The metal member is any one of kovar, molybdenum, and cemented carbide.
Center listed.
【請求項3】 前記活性金属がチタン又はタンタルであ
ることを特徴とする請求項1,2記載のセンタ。
3. The center according to claim 1, wherein the active metal is titanium or tantalum.
【請求項4】 前記金属部材が前記ダイヤモンド焼結体
を収容可能な有底円筒状である請求項1,2,3記載の
センタ。
4. The center according to claim 1, wherein the metal member has a bottomed cylindrical shape capable of accommodating the diamond sintered body.
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