JPH10277831A - フライス用切削工具 - Google Patents
フライス用切削工具Info
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- JPH10277831A JPH10277831A JP9086273A JP8627397A JPH10277831A JP H10277831 A JPH10277831 A JP H10277831A JP 9086273 A JP9086273 A JP 9086273A JP 8627397 A JP8627397 A JP 8627397A JP H10277831 A JPH10277831 A JP H10277831A
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- Japan
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- cutting
- sintered body
- milling
- cutting edge
- thermal expansion
- Prior art date
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
- B23C5/20—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with removable cutter bits or teeth or cutting inserts
- B23C5/22—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts
- B23C5/2265—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts by means of a wedge
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
- B23C5/06—Face-milling cutters, i.e. having only or primarily a substantially flat cutting surface
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23C2226/12—Boron nitride
- B23C2226/125—Boron nitride cubic [CBN]
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2250/00—Compensating adverse effects during milling
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- Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】湿式条件の正面フライス切削における高速切削
と、湿式条件のエンドミル切削における高速切削におい
て、十分な工具寿命を得ることが可能なフライス用切削
工具を提供する。 【解決手段】１２０℃における熱伝導率が４００Ｗ／ｍ
・Ｋ以上で、かつ、２０℃から６００℃の温度の範囲に
おける熱膨張係数が３．０以上４．０×１０-6／Ｋ以下
の範囲にある立方晶窒化硼素焼結体からなる切れ刃を備
える。
と、湿式条件のエンドミル切削における高速切削におい
て、十分な工具寿命を得ることが可能なフライス用切削
工具を提供する。 【解決手段】１２０℃における熱伝導率が４００Ｗ／ｍ
・Ｋ以上で、かつ、２０℃から６００℃の温度の範囲に
おける熱膨張係数が３．０以上４．０×１０-6／Ｋ以下
の範囲にある立方晶窒化硼素焼結体からなる切れ刃を備
える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳鉄部品のフライ
ス切削において立方晶窒化硼素焼結体を切れ刃としたフ
ライス用切削工具に関し、特に、鋳鉄部品の高速フライ
ス切削を可能にし、かつ寿命の長期化を可能としたフラ
イスカッター，エンドミルなどのフライス用切削工具に
関するものである。
ス切削において立方晶窒化硼素焼結体を切れ刃としたフ
ライス用切削工具に関し、特に、鋳鉄部品の高速フライ
ス切削を可能にし、かつ寿命の長期化を可能としたフラ
イスカッター，エンドミルなどのフライス用切削工具に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンや電気製品などの鋳鉄部
品の正面フライス切削やエンドミル切削は、従来よりハ
イス工具、超硬合金工具、コーティング工具、セラミッ
クス工具、立方晶窒化硼素（以下「ＣＢＮ」と記す）焼
結体工具などを使用して切削されている。
品の正面フライス切削やエンドミル切削は、従来よりハ
イス工具、超硬合金工具、コーティング工具、セラミッ
クス工具、立方晶窒化硼素（以下「ＣＢＮ」と記す）焼
結体工具などを使用して切削されている。
【０００３】図１（ａ）（ｂ）には、本発明の適用対象
の一つである正面フライス切削工具を示している。この
正面フライス切削工具においては、ブロック状の超硬合
金からなる台金１の一端近傍の上面のみにＣＢＮ焼結体
２がろう付された複数のスローアウェイチップが、図１
（ｂ）に示すように、押さえ金６およびクランプねじ７
によってカッター本体５の外周に放射状に取付けられて
いる。このような正面フライス切削工具において、スロ
ーアウェイチップの切れ刃，副切れ刃，ネガティブラン
ド等の形状を最適化することによって、ねずみ鋳鉄から
なる部品の正面フライス切削による高速切削を可能に
し、かつ寿命の長期化を可能とした、ＣＢＮ焼結体から
なるフライス用スローアウェイチップおよびカッタが、
本願と同一の出願人にって出願された特開平８−１４１
８２２号公報において提案されている。
の一つである正面フライス切削工具を示している。この
正面フライス切削工具においては、ブロック状の超硬合
金からなる台金１の一端近傍の上面のみにＣＢＮ焼結体
２がろう付された複数のスローアウェイチップが、図１
（ｂ）に示すように、押さえ金６およびクランプねじ７
によってカッター本体５の外周に放射状に取付けられて
いる。このような正面フライス切削工具において、スロ
ーアウェイチップの切れ刃，副切れ刃，ネガティブラン
ド等の形状を最適化することによって、ねずみ鋳鉄から
なる部品の正面フライス切削による高速切削を可能に
し、かつ寿命の長期化を可能とした、ＣＢＮ焼結体から
なるフライス用スローアウェイチップおよびカッタが、
本願と同一の出願人にって出願された特開平８−１４１
８２２号公報において提案されている。
【０００４】鋳鉄の正面フライス切削は、超硬合金、コ
ーティング工具では切削速度Ｖ＝１５０〜２５０ｍ／ｍ
ｉｎ、セラミックス工具で切削速度Ｖ＝４００ｍ／ｍｉ
ｎ程度が実用的に用いられている。これに対し、たとえ
ば上記公報において提案されたフライス用スローアウェ
イチップのように、耐摩耗性に優れ、高速切削に適用可
能なＣＢＮ工具では、乾式条件でＶ＝５００〜１５００
ｍ／ｍｉｎの加工が可能である。
ーティング工具では切削速度Ｖ＝１５０〜２５０ｍ／ｍ
ｉｎ、セラミックス工具で切削速度Ｖ＝４００ｍ／ｍｉ
ｎ程度が実用的に用いられている。これに対し、たとえ
ば上記公報において提案されたフライス用スローアウェ
イチップのように、耐摩耗性に優れ、高速切削に適用可
能なＣＢＮ工具では、乾式条件でＶ＝５００〜１５００
ｍ／ｍｉｎの加工が可能である。
【０００５】また、鋳鉄のエンドミル切削は、ハイス，
超硬合金，コーティング工具では切削速度Ｖ＝３０〜１
００ｍ／ｍｉｎ程度が実用的に用いられている。これに
対し、ＣＢＮ工具は乾式条件でではＶ＝１００〜１５０
０ｍ／ｍｉｎの加工が可能である。
超硬合金，コーティング工具では切削速度Ｖ＝３０〜１
００ｍ／ｍｉｎ程度が実用的に用いられている。これに
対し、ＣＢＮ工具は乾式条件でではＶ＝１００〜１５０
０ｍ／ｍｉｎの加工が可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、鋳鉄
の正面フライス切削において、ＣＢＮ焼結体工具では、
乾式条件でＶ＝５００〜１５００ｍ／ｍｉｎの加工が可
能である。しかしながら湿式条件では、Ｖ＝５００〜７
００ｍ／ｍｉｎが実用的に用いられている範囲であり、
これ以上の切削速度では切れ刃に熱亀裂が発生し、工具
寿命は著しく低下する。
の正面フライス切削において、ＣＢＮ焼結体工具では、
乾式条件でＶ＝５００〜１５００ｍ／ｍｉｎの加工が可
能である。しかしながら湿式条件では、Ｖ＝５００〜７
００ｍ／ｍｉｎが実用的に用いられている範囲であり、
これ以上の切削速度では切れ刃に熱亀裂が発生し、工具
寿命は著しく低下する。
【０００７】これは、超硬合金，セラミックスなどと比
較してＣＢＮ焼結体は高い熱伝導率と低い熱膨張係数を
有しているために、乾式においては熱サイクルの温度差
が小さく、熱衝撃に耐えることができるのに対して、湿
式条件下で高速切削をする場合、被切削物と接触時には
非常に高温になった切れ刃が、空転時に急冷されるた
め、切れ刃に付与される熱サイクルによって熱亀裂が発
生することに起因している。
較してＣＢＮ焼結体は高い熱伝導率と低い熱膨張係数を
有しているために、乾式においては熱サイクルの温度差
が小さく、熱衝撃に耐えることができるのに対して、湿
式条件下で高速切削をする場合、被切削物と接触時には
非常に高温になった切れ刃が、空転時に急冷されるた
め、切れ刃に付与される熱サイクルによって熱亀裂が発
生することに起因している。
【０００８】また、鋳鉄のエンドミル切削において、上
述のように、ＣＢＮ焼結体工具では乾式条件でＶ＝１０
０〜１５００ｍ／ｍｉｎの加工が可能である。しかし、
湿式条件ではＶ＝１００〜３００ｍ／ｍｉｎが実用的に
用いられている範囲であり、正面フライスの場合と同様
にこれ以上の切削速度では切れ刃に熱亀裂が発生し、工
具寿命は著しく低下する。
述のように、ＣＢＮ焼結体工具では乾式条件でＶ＝１０
０〜１５００ｍ／ｍｉｎの加工が可能である。しかし、
湿式条件ではＶ＝１００〜３００ｍ／ｍｉｎが実用的に
用いられている範囲であり、正面フライスの場合と同様
にこれ以上の切削速度では切れ刃に熱亀裂が発生し、工
具寿命は著しく低下する。
【０００９】以上のような湿式条件下における工具寿命
の低下は、従来のＣＢＮ焼結体が、１２０℃での熱伝導
率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ未満で、また２０℃から６００℃
の範囲における熱膨張係数が４．０×１０-6／Ｋ以上で
あっても、上記湿式条件下の熱サイクルの温度差に対し
ては、熱伝導率が低いために、刃先近傍に大きな温度勾
配が生じ、冷却時に切れ刃に高い引張り応力が生じるこ
とに加えて、熱膨張係数が高いために、大きな膨張，収
縮量を繰返すため、熱亀裂が容易に発生することに起因
するものと考えられている。
の低下は、従来のＣＢＮ焼結体が、１２０℃での熱伝導
率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ未満で、また２０℃から６００℃
の範囲における熱膨張係数が４．０×１０-6／Ｋ以上で
あっても、上記湿式条件下の熱サイクルの温度差に対し
ては、熱伝導率が低いために、刃先近傍に大きな温度勾
配が生じ、冷却時に切れ刃に高い引張り応力が生じるこ
とに加えて、熱膨張係数が高いために、大きな膨張，収
縮量を繰返すため、熱亀裂が容易に発生することに起因
するものと考えられている。
【００１０】したがって、ＣＢＮ焼結体工具においても
湿式条件の場合、乾式切削と同程度に切削速度を速くす
ることは、正面フライス切削およびエンドミル切削のい
ずれにおいても、工具寿命を低下させるだけであり、加
工コストが上昇するため、好ましくない。そこで、乾式
で切削するか、または切削時に発生する熱により被切削
物の変形，歪みなどの影響を著しく受ける場合、または
熱によるわずかな変形も問題となるような部品の場合
は、湿式で熱亀裂が発生しないレベルまで切削速度を低
くして切削する必要があった。
湿式条件の場合、乾式切削と同程度に切削速度を速くす
ることは、正面フライス切削およびエンドミル切削のい
ずれにおいても、工具寿命を低下させるだけであり、加
工コストが上昇するため、好ましくない。そこで、乾式
で切削するか、または切削時に発生する熱により被切削
物の変形，歪みなどの影響を著しく受ける場合、または
熱によるわずかな変形も問題となるような部品の場合
は、湿式で熱亀裂が発生しないレベルまで切削速度を低
くして切削する必要があった。
【００１１】しかしながら、近年においては高速回転が
可能な機械加工設備が次々に開発され、加工能率を向上
させるためには高速切削は必要不可欠な要素となってい
る。そのため、このような機械加工設備において、切削
温度の上昇による被切削物への影響を抑制することを目
的として、湿式加工に対応可能な切れ刃工具を提供する
ことが要望されてきている。
可能な機械加工設備が次々に開発され、加工能率を向上
させるためには高速切削は必要不可欠な要素となってい
る。そのため、このような機械加工設備において、切削
温度の上昇による被切削物への影響を抑制することを目
的として、湿式加工に対応可能な切れ刃工具を提供する
ことが要望されてきている。
【００１２】また、自動車エンジン部品などの加工はフ
ライス加工を乾式としても、前工程に粗加工や穴開け加
工などの湿式加工がある場合、加工面に残った切削液の
ために湿式条件と同じ条件下の加工となるため、工具の
切れ刃に熱亀裂が発生し、十分な寿命を得られないとい
う問題もある。
ライス加工を乾式としても、前工程に粗加工や穴開け加
工などの湿式加工がある場合、加工面に残った切削液の
ために湿式条件と同じ条件下の加工となるため、工具の
切れ刃に熱亀裂が発生し、十分な寿命を得られないとい
う問題もある。
【００１３】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、湿式
条件の正面フライス切削における特にＶ＝８００ｍ／ｍ
ｉｎ以上の高速切削と、湿式条件のエンドミル切削にお
けるＶ＝３００ｍ／ｍｉｎ以上の高速切削において、十
分な工具寿命を得ることが可能なフライス用切削工具を
提供することを目的とする。
条件の正面フライス切削における特にＶ＝８００ｍ／ｍ
ｉｎ以上の高速切削と、湿式条件のエンドミル切削にお
けるＶ＝３００ｍ／ｍｉｎ以上の高速切削において、十
分な工具寿命を得ることが可能なフライス用切削工具を
提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の本発明のフライス用切削工具は、１２０℃
における熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上で、かつ、２
０℃から６００℃の温度の範囲における熱膨張係数が
３．０以上４．０×１０-6／Ｋ以下の範囲にある立方晶
窒化硼素焼結体からなる切れ刃を備えている。
項１に記載の本発明のフライス用切削工具は、１２０℃
における熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上で、かつ、２
０℃から６００℃の温度の範囲における熱膨張係数が
３．０以上４．０×１０-6／Ｋ以下の範囲にある立方晶
窒化硼素焼結体からなる切れ刃を備えている。
【００１５】このような構造の本発明の焼結体工具が湿
式における高速フライス切削で長寿命を達成することは
以下の理由によるものと推察される。
式における高速フライス切削で長寿命を達成することは
以下の理由によるものと推察される。
【００１６】フライス切削に用いることのできる従来の
ＣＢＮ焼結体工具は、切れ刃を構成するＣＢＮ焼結体の
１２０℃での熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ未満で、また
２０℃から６００℃の範囲における熱膨張係数が４．０
×１０-6／Ｋ以上である。これらの焼結体は乾式におい
ては刃先の急冷がなされないため、熱サイクルの温度差
が小さく、熱衝撃に耐え得ることができる。しかし、湿
式では上記熱サイクルの温度差が大きく、熱伝導率が低
いために、刃先近傍に大きな温度勾配が生じ、冷却時に
切れ刃に高い引張り応力が生じる。また、熱膨張係数が
高いために、大きな膨張，収縮量を繰返すため、熱亀裂
が容易に発生すると考えられている。
ＣＢＮ焼結体工具は、切れ刃を構成するＣＢＮ焼結体の
１２０℃での熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ未満で、また
２０℃から６００℃の範囲における熱膨張係数が４．０
×１０-6／Ｋ以上である。これらの焼結体は乾式におい
ては刃先の急冷がなされないため、熱サイクルの温度差
が小さく、熱衝撃に耐え得ることができる。しかし、湿
式では上記熱サイクルの温度差が大きく、熱伝導率が低
いために、刃先近傍に大きな温度勾配が生じ、冷却時に
切れ刃に高い引張り応力が生じる。また、熱膨張係数が
高いために、大きな膨張，収縮量を繰返すため、熱亀裂
が容易に発生すると考えられている。
【００１７】請求項１に記載の上記本発明のフライス用
切削工具は、切れ刃を構成するＣＢＮ焼結体の熱伝導率
が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上で、かつ、２０℃から６００℃
の範囲において熱膨張係数が３．０以上４．０×１０-6
／Ｋ以下の範囲にあるため、高速のフライス切削時に切
れ刃と被切削材とが接触する間に発生する熱を効率よく
焼結体全体に逃がすことができる。また切れ刃近傍の焼
結体の熱膨張は小さく、上記のように焼結体全体に熱が
移動するため、切れ刃と焼結体内部との間の温度勾配が
小さく、熱膨張差に起因する引張り応力が軽減されるこ
ととなる。したがって、空転時に切削液により急冷され
る場合も切れ刃の引張り応力が小さく、熱亀裂の主要因
となる熱衝撃を低減することができるものと考えられ
る。
切削工具は、切れ刃を構成するＣＢＮ焼結体の熱伝導率
が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上で、かつ、２０℃から６００℃
の範囲において熱膨張係数が３．０以上４．０×１０-6
／Ｋ以下の範囲にあるため、高速のフライス切削時に切
れ刃と被切削材とが接触する間に発生する熱を効率よく
焼結体全体に逃がすことができる。また切れ刃近傍の焼
結体の熱膨張は小さく、上記のように焼結体全体に熱が
移動するため、切れ刃と焼結体内部との間の温度勾配が
小さく、熱膨張差に起因する引張り応力が軽減されるこ
ととなる。したがって、空転時に切削液により急冷され
る場合も切れ刃の引張り応力が小さく、熱亀裂の主要因
となる熱衝撃を低減することができるものと考えられ
る。
【００１８】切れ刃を構成する立方晶窒化硼素焼結体の
１２０℃における熱伝導率は、請求項２に記載のよう
に、６００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがさらに好まし
い。
１２０℃における熱伝導率は、請求項２に記載のよう
に、６００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがさらに好まし
い。
【００１９】また、切れ刃を構成する立方晶窒化硼素焼
結体の立方晶窒化硼素含有率は、請求項３に記載のよう
に、９９体積％以上であることが好ましい。これは、ダ
イヤモンドに次ぐ高い熱伝導率と低い熱膨張係数を有す
るＣＢＮの含有率を９９体積％以上に高めることによ
り、請求項１に記載した熱物性値を達成することが可能
となり、確実に所望の熱物性を達成し得るからである。
結体の立方晶窒化硼素含有率は、請求項３に記載のよう
に、９９体積％以上であることが好ましい。これは、ダ
イヤモンドに次ぐ高い熱伝導率と低い熱膨張係数を有す
るＣＢＮの含有率を９９体積％以上に高めることによ
り、請求項１に記載した熱物性値を達成することが可能
となり、確実に所望の熱物性を達成し得るからである。
【００２０】また、フライス切削においては、切れ刃の
機械的強度不足により、切れ刃が空転状態から被切削物
に接触する際に生じる機械的な衝撃力により欠損すると
所望の効果を得ることができない。そこで、欠損抑制の
効果を確実なものとするために、ＣＢＮ焼結体を構成す
るＣＢＮ粒子を、請求項４に記載のように０．０１〜
１．０μｍとし、ＣＢＮ粒子同士の接触面積を増加させ
ることで、機械的強度高めることができる。
機械的強度不足により、切れ刃が空転状態から被切削物
に接触する際に生じる機械的な衝撃力により欠損すると
所望の効果を得ることができない。そこで、欠損抑制の
効果を確実なものとするために、ＣＢＮ焼結体を構成す
るＣＢＮ粒子を、請求項４に記載のように０．０１〜
１．０μｍとし、ＣＢＮ粒子同士の接触面積を増加させ
ることで、機械的強度高めることができる。
【００２１】さらに、本発明において切れ刃となるＣＢ
Ｎ焼結体の抗折力が。請求項５に記載のように８０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上であることが、機械的な衝撃に対する耐
欠損性の点で好ましい。
Ｎ焼結体の抗折力が。請求項５に記載のように８０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上であることが、機械的な衝撃に対する耐
欠損性の点で好ましい。
【００２２】本発明のフライス工具は、正面フライス用
フライスカッターにおいては、請求項６に記載のように
切削速度をＶ＝８００ｍ／ｍｉｎ以上の湿式条件で用い
ることで、従来のＣＢＮ工具が乾式条件で達し得た長寿
命を得ることができる。またエンドミルにおいては、請
求項７に記載のように切削速度をＶ＝３００ｍ／ｍｉｎ
以上の湿式条件で用いることで、従来のＣＢＮ工具が乾
式条件で達成し得た長寿命を得ることができる。
フライスカッターにおいては、請求項６に記載のように
切削速度をＶ＝８００ｍ／ｍｉｎ以上の湿式条件で用い
ることで、従来のＣＢＮ工具が乾式条件で達し得た長寿
命を得ることができる。またエンドミルにおいては、請
求項７に記載のように切削速度をＶ＝３００ｍ／ｍｉｎ
以上の湿式条件で用いることで、従来のＣＢＮ工具が乾
式条件で達成し得た長寿命を得ることができる。
【００２３】
【実施例】 （実施例１）下記の表１に示す各物性値を有するＣＢＮ
焼結体を切れ刃とした、ＪＩＳ呼び記号ＳＰＧＮ１２０
３１２の切削工具サンプルを作製し、ねずみ鋳鉄ＦＣ２
５０の板材（断面１００×１５０ｍｍ）の正面フライス
カッターによるフライス切削テストを行なった。Ｎｏ．
１〜Ｎｏ．５が本発明品であり、Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１０
は比較品である。各焼結体の熱伝導率は１２０℃におけ
る値、熱膨張係数は２０℃から６００℃における値、抗
折力はスパン間隔４ｍｍにおける３点曲げ測定の値であ
る。切削条件はＶ＝８００ｍ／ｍｉｎ，ｄ＝０．５ｍ
ｍ，ｆ＝０．１５ｍｍ／刃で行なった。この結果を合わ
せて下記の表１に示している。
焼結体を切れ刃とした、ＪＩＳ呼び記号ＳＰＧＮ１２０
３１２の切削工具サンプルを作製し、ねずみ鋳鉄ＦＣ２
５０の板材（断面１００×１５０ｍｍ）の正面フライス
カッターによるフライス切削テストを行なった。Ｎｏ．
１〜Ｎｏ．５が本発明品であり、Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１０
は比較品である。各焼結体の熱伝導率は１２０℃におけ
る値、熱膨張係数は２０℃から６００℃における値、抗
折力はスパン間隔４ｍｍにおける３点曲げ測定の値であ
る。切削条件はＶ＝８００ｍ／ｍｉｎ，ｄ＝０．５ｍ
ｍ，ｆ＝０．１５ｍｍ／刃で行なった。この結果を合わ
せて下記の表１に示している。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１からわかるように、本発明品である切
削工具サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．５は、すべて１２０℃
における熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上でかつ熱膨張
係数が２０℃から６００℃の温度の範囲における３．０
以上４．０×１０-6／Ｋ以下の範囲にあり、いずれも、
湿式切削条件下においても多くの切削可能パス回数が得
られた。
削工具サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．５は、すべて１２０℃
における熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上でかつ熱膨張
係数が２０℃から６００℃の温度の範囲における３．０
以上４．０×１０-6／Ｋ以下の範囲にあり、いずれも、
湿式切削条件下においても多くの切削可能パス回数が得
られた。
【００２６】それに対して、比較例である切削工具サン
プルＮｏ．６〜Ｎｏ．１０のうち、切削工具サンプルＮ
ｏ．６は、乾式切削条件下における切削可能パス回数１
７０回に対して、湿式切削条件下における切削可能パス
回数が２５回と、湿式切削条件下における工具寿命が大
きく低下している。切削工具サンプルＮｏ．６の１２０
℃における熱伝導率は４００Ｗ／ｍ・Ｋを越えている
が、２０℃から６００℃の温度の範囲における熱膨張係
数が４．０×１０-6／Ｋを越えているために、湿式切削
条件下における大きな膨張，収縮量の繰返しのために、
熱亀裂が容易に発生することに起因するものと考えられ
る。
プルＮｏ．６〜Ｎｏ．１０のうち、切削工具サンプルＮ
ｏ．６は、乾式切削条件下における切削可能パス回数１
７０回に対して、湿式切削条件下における切削可能パス
回数が２５回と、湿式切削条件下における工具寿命が大
きく低下している。切削工具サンプルＮｏ．６の１２０
℃における熱伝導率は４００Ｗ／ｍ・Ｋを越えている
が、２０℃から６００℃の温度の範囲における熱膨張係
数が４．０×１０-6／Ｋを越えているために、湿式切削
条件下における大きな膨張，収縮量の繰返しのために、
熱亀裂が容易に発生することに起因するものと考えられ
る。
【００２７】また、比較例の切削工具サンプルＮｏ．７
は、１２０℃において６５０Ｗ／ｍ・Ｋという高い熱伝
導率を有しているが、乾式および湿式のいずれの条件下
においても、工具寿命が極めて短いという結果であっ
た。これは、２０℃から６００℃の温度の範囲における
熱膨張係数が４．０×１０-6／Ｋを越えるために熱亀裂
が生じやすいことに加えて、ＣＢＮ粒度が２．０μｍ以
上と大きいために、機械的強度が低下したためと考えら
れる。
は、１２０℃において６５０Ｗ／ｍ・Ｋという高い熱伝
導率を有しているが、乾式および湿式のいずれの条件下
においても、工具寿命が極めて短いという結果であっ
た。これは、２０℃から６００℃の温度の範囲における
熱膨張係数が４．０×１０-6／Ｋを越えるために熱亀裂
が生じやすいことに加えて、ＣＢＮ粒度が２．０μｍ以
上と大きいために、機械的強度が低下したためと考えら
れる。
【００２８】比較例の切削工具サンプルＮｏ．８は、乾
式切削条件下において１７０回の切削が可能であったの
に対して、湿式切削条件下では１回目の切削で欠損して
しまい、乾式と湿式との差異が極端に現れた。これは、
１２０℃における熱伝導率は４００Ｗ／ｍ・Ｋを大きく
下回るとともに、２０℃から６００℃の温度の範囲にお
ける熱膨張係数が５．１×１０-6／Ｋと高く、さらに、
ＣＢＮ含有率が７０体積％と低くなっていることに起因
するものと考えられる。比較例の切削工具サンプルＮ
ｏ．９およびＮｏ．１０においても、やはり乾式と湿式
との差異が大きく現れており、湿式切削条件下における
工具寿命が熱伝導率によって大きく左右されていること
を裏付けている。
式切削条件下において１７０回の切削が可能であったの
に対して、湿式切削条件下では１回目の切削で欠損して
しまい、乾式と湿式との差異が極端に現れた。これは、
１２０℃における熱伝導率は４００Ｗ／ｍ・Ｋを大きく
下回るとともに、２０℃から６００℃の温度の範囲にお
ける熱膨張係数が５．１×１０-6／Ｋと高く、さらに、
ＣＢＮ含有率が７０体積％と低くなっていることに起因
するものと考えられる。比較例の切削工具サンプルＮ
ｏ．９およびＮｏ．１０においても、やはり乾式と湿式
との差異が大きく現れており、湿式切削条件下における
工具寿命が熱伝導率によって大きく左右されていること
を裏付けている。
【００２９】本発明品の切削工具サンプルＮｏ．１〜Ｎ
ｏ．５のデータを詳細に見ると、切削工具サンプルＮ
ｏ．１において、乾式と湿式との工具寿命の差がやや大
きく現れている。これは、サンプルＮｏ．１のＣＢＮ含
有率が９９体積％を下回るために、サンプルＮｏ．２〜
Ｎｏ．５に比べて熱伝導率がやや低いことに起因してい
るものと考えられる。また、サンプルＮｏ．２では、乾
式と湿式との差異はほとんど見られないが、両者とも、
他の本発明品サンプルに比べて工具寿命がやや短くなっ
ている。これは、サンプルＮｏ．２のＣＢＮ粒度が比較
的大きいために抗折力がやや低下するためと考えられ
る。
ｏ．５のデータを詳細に見ると、切削工具サンプルＮ
ｏ．１において、乾式と湿式との工具寿命の差がやや大
きく現れている。これは、サンプルＮｏ．１のＣＢＮ含
有率が９９体積％を下回るために、サンプルＮｏ．２〜
Ｎｏ．５に比べて熱伝導率がやや低いことに起因してい
るものと考えられる。また、サンプルＮｏ．２では、乾
式と湿式との差異はほとんど見られないが、両者とも、
他の本発明品サンプルに比べて工具寿命がやや短くなっ
ている。これは、サンプルＮｏ．２のＣＢＮ粒度が比較
的大きいために抗折力がやや低下するためと考えられ
る。
【００３０】（実施例２）上記実施例１において切削条
件をＶ＝１５００ｍ／ｍｉｎ，ｄ＝０．５ｍｍ，ｆ＝
０．１５ｍｍ／ｒｅｖにおいて正面フライスによる切削
評価を行なった。その結果を下記の表２に示している。
件をＶ＝１５００ｍ／ｍｉｎ，ｄ＝０．５ｍｍ，ｆ＝
０．１５ｍｍ／ｒｅｖにおいて正面フライスによる切削
評価を行なった。その結果を下記の表２に示している。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２からわかるように、切削条件をＶ＝１
５００ｍ／ｍｉｎと高速にした場合においても、切削可
能パス回数の大小は相違するものの、全体の傾向とし
て、上記実施例１の場合とほぼ同様の結果が得られてい
る。実施例１との切削可能パス回数の大小は相違は、切
削条件を高速にしたことにより、抗折力の大小の影響が
より大きく反映されたためと推察される。
５００ｍ／ｍｉｎと高速にした場合においても、切削可
能パス回数の大小は相違するものの、全体の傾向とし
て、上記実施例１の場合とほぼ同様の結果が得られてい
る。実施例１との切削可能パス回数の大小は相違は、切
削条件を高速にしたことにより、抗折力の大小の影響が
より大きく反映されたためと推察される。
【００３３】（実施例３）上記実施例１のＣＢＮ焼結体
を切れ刃とした直径１０ｍｍ，切れ刃長さ１０ｍｍのエ
ンドミルを作製し、ねずみ鋳鉄ＦＣ２５０の板材（断面
１００×１５０ｍｍ）の側面切削テストを行なった。切
削条件は、Ｖ＝５００ｍ／ｍｉｎ，Ａｄ＝３ｍｍ，Ｒｄ
＝０．１ｍｍ，ｆ＝０．０５ｍｍ／刃で行なった。その
結果を下記の表３に示す。
を切れ刃とした直径１０ｍｍ，切れ刃長さ１０ｍｍのエ
ンドミルを作製し、ねずみ鋳鉄ＦＣ２５０の板材（断面
１００×１５０ｍｍ）の側面切削テストを行なった。切
削条件は、Ｖ＝５００ｍ／ｍｉｎ，Ａｄ＝３ｍｍ，Ｒｄ
＝０．１ｍｍ，ｆ＝０．０５ｍｍ／刃で行なった。その
結果を下記の表３に示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】表３のデータからわかるように、エンドミ
ルによる板材の側面切削テストは、正面フライスカッタ
ーによるフライス切削テストとは加工態様が異なるため
に、切削可能パス回数は全体として大きくなっている
が、各サンプルを相対的に比較すると、工具寿命の長短
に関して、全体として正面フライスカッターによる上記
実施例１および２の場合とほぼ同様の傾向を示している
と言える。
ルによる板材の側面切削テストは、正面フライスカッタ
ーによるフライス切削テストとは加工態様が異なるため
に、切削可能パス回数は全体として大きくなっている
が、各サンプルを相対的に比較すると、工具寿命の長短
に関して、全体として正面フライスカッターによる上記
実施例１および２の場合とほぼ同様の傾向を示している
と言える。
【００３６】なお、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって、制限的なものではないと考えられ
るべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではな
く、前掲の特許請求の範囲によって示され、特許請求の
範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれ
ることが意図される。
の点で例示であって、制限的なものではないと考えられ
るべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではな
く、前掲の特許請求の範囲によって示され、特許請求の
範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれ
ることが意図される。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
ないし７に記載のフライス用切削工具によれば、熱伝導
率および熱膨張係数をそれぞれ所定の範囲であるＣＢＮ
焼結体を切れ刃とし、さらにＣＢＮ粒度，抗折力をそれ
ぞれ所定の範囲にすることで、熱亀裂に起因する欠損が
抑制され、正面フライスでは８００ｍ／ｍｉｎ以上、さ
らには１０００ｍ／ｍｉｎ以上、またエンドミルでは３
００ｍ／ｍｉｎ以上、さらには５００ｍ／ｍｉｎ以上の
湿式切削においても、工具寿命の延長を図ることがで
き、特にねずみ鋳鉄からなる部品の湿式における高速フ
ライス切削において大きく生産性の向上を図ることがで
きる。
ないし７に記載のフライス用切削工具によれば、熱伝導
率および熱膨張係数をそれぞれ所定の範囲であるＣＢＮ
焼結体を切れ刃とし、さらにＣＢＮ粒度，抗折力をそれ
ぞれ所定の範囲にすることで、熱亀裂に起因する欠損が
抑制され、正面フライスでは８００ｍ／ｍｉｎ以上、さ
らには１０００ｍ／ｍｉｎ以上、またエンドミルでは３
００ｍ／ｍｉｎ以上、さらには５００ｍ／ｍｉｎ以上の
湿式切削においても、工具寿命の延長を図ることがで
き、特にねずみ鋳鉄からなる部品の湿式における高速フ
ライス切削において大きく生産性の向上を図ることがで
きる。
【図１】（ａ）はスロアウェイチップを用いた従来の正
面フライスカッタの平面図、（ｂ）は同正面図である。
面フライスカッタの平面図、（ｂ）は同正面図である。
１ 台金 ２ ＣＢＮ焼結体 ５ カッタ本体 ６ 押さえ金 ７ クランプねじ
Claims (7)
- 【請求項１】 １２０℃における熱伝導率が４００Ｗ／
ｍ・Ｋ以上で、かつ、２０℃から６００℃の温度の範囲
における熱膨張係数が３．０以上４．０×１０-6／Ｋ以
下の範囲にある立方晶窒化硼素焼結体からなる切れ刃を
備えたフライス用切削工具。 - 【請求項２】 前記切れ刃を構成する立方晶窒化硼素焼
結体の１２０℃における熱伝導率が６００Ｗ／ｍ・Ｋ以
上である、請求項１記載のフライス用切削工具。 - 【請求項３】 前記切れ刃を構成する立方晶窒化硼素焼
結体の立方晶窒化硼素含有率が９９体積％以上である、
請求項１記載のフライス用切削工具。 - 【請求項４】 前記切れ刃を構成する立方晶窒化硼素焼
結体の立方晶窒化硼素の粒度が０．０１以上１μｍ以下
である、請求項１ないし３のいずれかに記載のフライス
用切削工具。 - 【請求項５】 前記切れ刃を構成する立方晶窒化硼素焼
結体の抗折力が、スパン間隔４ｍｍの３点曲げ測定にお
ける８０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上である、請求項１ないし４
のいずれかに記載のフライス用切削工具。 - 【請求項６】 切削速度８００ｍ／ｍｉｎ以上の湿式切
削条件で、正面フライス用フライスカッターとして用い
られる、請求項１ないし５のいずれかに記載のフライス
用切削工具。 - 【請求項７】 切削速度３００ｍ／ｍｉｎ以上の湿式切
削条件でエンドミルとして用いられる、請求項１ないし
５のいずれかに記載のフライス用切削工具。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9086273A JPH10277831A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | フライス用切削工具 |
| CA002233401A CA2233401C (en) | 1997-04-04 | 1998-03-26 | Cutting tool for milling |
| US09/050,597 US5890847A (en) | 1997-04-04 | 1998-03-30 | Cutting tool for milling |
| DE69818735T DE69818735T2 (de) | 1997-04-04 | 1998-03-31 | Schneidwerkzeug zum Fräsen |
| EP98302480A EP0868957B1 (en) | 1997-04-04 | 1998-03-31 | Cutting tool for milling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9086273A JPH10277831A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | フライス用切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10277831A true JPH10277831A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=13882227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9086273A Pending JPH10277831A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | フライス用切削工具 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5890847A (ja) |
| EP (1) | EP0868957B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10277831A (ja) |
| CA (1) | CA2233401C (ja) |
| DE (1) | DE69818735T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001129703A (ja) * | 1999-11-04 | 2001-05-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 切削工具用被覆焼結体 |
| WO2011052682A1 (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-05 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 難削鋳鉄の加工方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA200102323B (en) * | 1998-10-08 | 2001-09-21 | De Beers Ind Diamond | Tool component. |
| FR2789613B1 (fr) * | 1999-02-17 | 2001-05-04 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de surfacage d'un objet, notamment d'un bloc-cylindres, et fraise pour la mise en oeuvre de ce procede |
| WO2001066492A1 (en) * | 2000-03-08 | 2001-09-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated sinter of cubic-system boron nitride |
| DE10312922B4 (de) * | 2003-03-22 | 2006-02-16 | Walter Ag | Schneidplatte und Fräswerkzeug |
| EP1950189B1 (en) * | 2005-11-18 | 2016-08-17 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Cbn sintered body for high-quality surface property machining, cbn sintered body cutting tool, and method of cutting work therewith |
| SE0600406L (sv) | 2006-02-22 | 2007-08-14 | Seco Tools Ab | Roterbart frässkär för gängfräsning tillverkat av kubisk bornitrid samt gängfräsverktyg |
| US8148282B2 (en) * | 2008-09-18 | 2012-04-03 | Diamond Innovations, Inc. | Method of solid PCBN sythesis |
| CN117583655B (zh) * | 2024-01-18 | 2024-03-29 | 常州市福尔特工具有限公司 | 一种用于大平面加工的高效铣削盘铣刀 |
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|---|---|---|---|---|
| US3767371A (en) * | 1971-07-01 | 1973-10-23 | Gen Electric | Cubic boron nitride/sintered carbide abrasive bodies |
| JPS5138300A (ja) * | 1974-09-30 | 1976-03-30 | Hitachi Ltd | Ritsuboshochitsukahosono seizohoho |
| US5332629A (en) * | 1985-01-11 | 1994-07-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Boron nitride system including an hBN starting material with a catalyst and a sintered cNB body having a high heat conductivity based on the catalyst |
| JPS61201751A (ja) * | 1985-03-04 | 1986-09-06 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | 高硬度焼結体およびその製造方法 |
| JP3035797B2 (ja) * | 1991-07-04 | 2000-04-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 高強度を有する立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削チップ |
| JP3146747B2 (ja) * | 1993-04-01 | 2001-03-19 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具 |
| DE69427722T2 (de) * | 1993-05-21 | 2002-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki | Sinterkörper aus Aluminiumnitriol und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JPH0885012A (ja) * | 1994-07-06 | 1996-04-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回転切削工具、同工具用超高圧焼結体ねじれチップ及びその工具、チップの製造方法 |
| JP2751873B2 (ja) * | 1994-09-22 | 1998-05-18 | 住友電気工業株式会社 | フライス用スローアウェイチップおよびそれを用いたフライス用カッタ |
| JPH08206902A (ja) * | 1994-12-01 | 1996-08-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 切削用焼結体チップおよびその製造方法 |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP9086273A patent/JPH10277831A/ja active Pending
-
1998
- 1998-03-26 CA CA002233401A patent/CA2233401C/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-30 US US09/050,597 patent/US5890847A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-31 EP EP98302480A patent/EP0868957B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-31 DE DE69818735T patent/DE69818735T2/de not_active Expired - Lifetime
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| CN102596462A (zh) * | 2009-11-02 | 2012-07-18 | 住友电工硬质合金株式会社 | 用于加工难切削铸铁的方法 |
| JPWO2011052682A1 (ja) * | 2009-11-02 | 2013-03-21 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 難削鋳鉄の加工方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69818735T2 (de) | 2004-08-12 |
| DE69818735D1 (de) | 2003-11-13 |
| EP0868957A3 (en) | 2002-04-24 |
| US5890847A (en) | 1999-04-06 |
| EP0868957B1 (en) | 2003-10-08 |
| EP0868957A2 (en) | 1998-10-07 |
| CA2233401C (en) | 2002-02-12 |
| CA2233401A1 (en) | 1998-10-04 |
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