JPS6316903A - 突切り・溝入れ用チツプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は刃先部のすくい而を介して被削体の切屑を巻き
込むことができる突切り・溝入れ用チップに関して、特
に四部状のすくい面を有する刃先部自体がもつ構造的強
度劣化を改善すると共に耐チッピング特性を向−１−さ
せて長寿命化を達成した突切り・溝入れ用チップに関す
るものである。

〔従来技術及びその問題点〕

近時、第１図乃至第４図に示された突切り用又は溝入れ
用のスローアウェイチップが使用されており、このスロ
ーアウェイチップ（以下、チップと略称する）を用いる
と切削体の切屑が効率的に排出される。

即ち、第１図はチップ保持Ｌ４ｚ、二装着されたデツプ
２を示しており、このチップ２にはチップ保持具との装
着面３にテーバ状の溝が形成され、一方、チップ保持具
１にはこの溝と相対応するテーパ状の突起部が形成され
ており、そして、このテーバ状の溝とテーパ状の突起部
が嵌合することによってチップ２がチップ保持具１に装
着して挟持される。また、このチップ２の刃先部４には
切屑を巻き込むことができるすくい面５が形成され、更
にこのすくい面５には方形状の四部６が形成されると共
にこの四部の底ＱＢ　＆：ｌ丸味が付けられており、そ
して、切削性を高めるために切れ刃７にチャンファ−８
を形成している。

第２図は刃先部４の拡大゛ド面図であり、第３図は第２
図中切断面綿×−×による拡大断面図、第４図はチップ
の側面図である。

このチップ２を用いて被削体を突切り又は溝入れするに
当たっては、切れ刃７の幅に相当する大きさの切屑９が
切り出されると、その直後にこの切屑９が四部６の内部
に押し込まれて四部６の形状に対応した形状に変形し、
これにより、切屑の幅が切り出された直後のその幅より
も小さくなり、その結果、被削体の切り溝の内部にこの
切屑が詰まらなくなって効率的に切屑が排出される。

しかしながら、このチップにば超硬合金又はＴｉＮ、Ｔ
ｉＣなどを被覆した超硬合金（コーティングチップ）が
用いられているが、刃先部４に四部６を形成したことに
よってすくい面５と前逃げ面１０の角度が小さくなり、
これにより、刃先部４の強度が小さくなってチップ自体
の耐久性を劣化せしめている。

また、切削に伴ってチップの刃先温度が約８００°Ｃに
まで達するので切屑の一部が切れ刃や凹部の付近に溶着
しくこの溶着箇所は第２図及び第４図の斜線部Ｙに相当
する）、これにより、切削が連続して行われるに当たっ
て次の切屑がごの溶着した物質をかき取り、これに住っ
゛（千ノブの耐チッピング特性を劣化−１しめるという
問題がある。

更に、突切り又は溝入れされた被削体は、切削に伴って
その被切削面の表面粗さを小さくできることが望まれて
いるが、従来の千ノブを用いるとこの被切削面の表面粗
さが大きくなり、ごれにより、その面の仕−にげ加工が
多大に要求されて製造」−問題がある。

〔発明の目的〕

従って本発明の［Ｊ的は叙上の問題を解決しチップ自体
の強度を大きくして長寿命化を達成した突切り・溝入れ
用チップを提供するごとにある。

本発明の他の目的は切削に伴って発生ずる切屑の一部溶
着化を減らしてｌｌ１ｉ１千ノピング特性を向」ニさせ
た突切り・溝入れ川−ｙ−ソゾを提供することにある。

本発明の更に他の［１的１１被ｔ、ＪＪ削面の表面粗さ
を小さくして仕」−げ加１″を残少さ−ｌ、これにより
、被削体を製造するに１′またっζその効率を高めるこ
とができ、その結果、被削体の低二１スト化を達成した
突切り・溝入れ用チップを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、被削体に対して突切り又は溝入れをす
るのに伴って刃先部のすくい面を介して該被削体の切屑
を巻き込むことができる突切り・溝入れ用チップにおい
て、この刃先部が１０乃至５０重量％ＮｂＣを含有する
ＮｂＣ−ＴｉＣ−ＴｉＮ系サーメットから成ることを特
徴とする突切り・溝入れ用チップが提供される。

本発明によれば、サーメットを切削工具用材料に用いる
という点では従来のものと軌を−にしているが、サーメ
ットのうちでも１０乃至５０重量％のＮｂＣを含有する
ＮｂＣ−ＴｉＣ−ＴｉＮ系サーメットを選択して突切り
・溝入れ用チップ材料に供したことが、従来の技術に対
する顕著な特徴であり、これにより、耐チッピング特性
に優れて長寿命化が達成できると共に被切削面の表面粗
さを顕著に小さくすることができる。

このＮｂＣ−ＴｉＣ−ＴｉＮ系サーメットは炭窒化物系
硬質相と結合用金属から成り、この硬質相の量は全組成
中８０乃至９５重に％、金属が５乃至２０重景％含んで
おればよく、好ましくは前者が８０乃至９０重量％、後
者が１０乃至２０重量％から成っている。

ＴｉＣはサーメット自体の耐摩耗性を向上させるもので
あって１０乃至４０重量％を含有させることが望ましい
。

また、ＴｉＮはＴｉＣの結晶粒成長抑制剤として作用し
、それにより耐摩耗性を一層向」ニさせると共に硬度や
靭性の向上に寄り、しており、全組成中５乃至１０重量
％を含有するのが望ましい。

更にＮｂＣはサーメットに耐衝撃性、耐摩耗性を付与す
るための成分であり、全組成中１０乃至５０重量％含有
させればよく、その鼠が１０重量％未満であれば所望の
前記性質は４Ｊ’−’５されず、また５０重量％を越え
るとサーメソ１〜の組成に異常が発生してサーメットが
ポーラスとなって実用に供しなくなる。

このサーメットは二Ｅ成分の炭窒化物を必須不可欠とす
るものであるが、これ以外の他の炭窒化物−６＝ を添加してもよく、例えば札、　ＭＯ２Ｃ，ＴａＣ，Ｖ
Ｃ等の炭化物、ＴａＮ、ＺｒＮ等の窒化物の一種もしく
はそれ以」二を含有させることにより、それぞれの添加
物に応じた特性を向上させることができる。就中、ＷＣ
を１０乃至２５重量％添加すると靭性を一層向上させる
ことができ、また、ＭｏｚＣを３乃至２０重量％添加す
ると結合用金属との濡れ性が改良して焼結性を良好にす
ることができるという点で有効である。

そして、前記ＮｂＣはその含有量の５０重量％までをＴ
ａＣで置換して靭性を一層向上させることができる。

結合用金属としては鉄属元素の少なくとも一種が選ばれ
るが、好ましくは旧、Ｃｏの少なくとも一種を用いると
よい。

次に本発明チップの製造方法の一例を述べると、先ずＴ
ｉＣ，ＴｉＮ　、　ＮｂＣ等の炭窒化物系硬質相成分と
結合用金属成分から成る混合原料に有機溶剤を加えて湿
式粉砕し、次いで乾燥及び造粒して成型用原料とする。

この原料を用いて所要の形状に加圧成型し、非酸化性雰
囲気中１４００乃至１６００°Ｃの温度で焼成し、焼結
体をｌ）る。その後、この焼結体を研削及び研磨し−Ｃ
第１図に示したようなチップ２を得る。

かくして得られた本発明の千ノブは耐摩耗性が向」ニジ
且つ高速切削が可能となり、そして、ＴｉＣ−ＴｉＮ系
サーメットと比べてもｅＪ性に優れると共に被切削面の
表面粗さが顕著に小さくなっており、また、切削に伴っ
て発生ずる切屑の一部溶着化を減少させることができる
。

本発明によれば、前記サーメットを用いてチップを製作
するに当たって切れ刃７に所定の大きさの丸味（この丸
味は１ｚホーニングと呼ばれる）を醪えるとよい。

即ち、第５図に示した切れ刃の拡大断面図においてその
丸味を半径Ｒで表した場合、Ｒ≧ＩＯμｍ１好適にはＲ
２２５８ｍの範囲に設定するとよ＜、Ｒが１０μｍ未満
の場合チッピングが発生し易くなる０また、第１図乃至
第４図に示したような方形状の凹部とチャンファ−から
成るすくい面を有したチップであればＲの−に限値をＲ
≦５０ｐｍ、好適には９５４５μｍの範囲に設定すると
よ＜、Ｒが５０μｍを越えると切削抵抗が増加してびび
り現象が生じ易くなる。

また本発明によれば、前記サーメットを用いてチップを
製作するに当たって切れ刃のチャンファ−を所定の大き
さに設定するとよい。

即ち、第６図に示した切れ刃の拡大断面図において、被
削体の中心軸と実質上平行になっている切れ刃の先端部
に対して垂直方向にチャンファ−の大きさｌを定義した
場合、そのｌを０．０３≦β≦０．４ｍｍ　、好適には
０．０８≦ｌ≦０．３ｎ＋ｍの範囲にするのが望ましく
、βが０　、０３ｍｍ未満の場合チッピングが発生し易
くなり、一方、ｌが０．４１を越えるとすくい面で切屑
が巻き込まなくなってその排出性が著しく悪くなる。

〔実施例〕

次に本発明チップの実施例を説明する。

〔例１〕 前述した製法に基づき下記第１表に示す組成からなるＮ
ｂＣ−ＴｉＣ−ＴｉＮ系サーメットを製作し、これらを
試料１１ｋｋｌ乃至階３とした。比較例としてＪＩＳ−
１１３０に相当する超硬合金（ト成分がＷＣであり、ｃ
。

等を若干量含む）に１’ｉＣ，Ｔ１ＣＮ及びＴｉＮを順
次被覆したコーティングチソフ−＋６びにＴｉＣ−Ｔｉ
Ｎ系（ＮｂＣを約１重量％含む）ナーメソトチソプを用
いた。

第１表 〔例２〕 本例においては上記試料階１乃至階３及び比較例のそれ
ぞれの材料から成る各々のチップを用いて下記の条件で
切削を行い、チップの靭性（耐久性）をテストした。

被削材ＳＣＭ４３５　　φ・・・５０ 被削体の回転数９５５ｒｐｍ 交切の巾（チップの切れ刃の長さ）　　３ｍｍ千ノブの
送り　ｆ＝０．２５ｍｍ／ｒｅｖ湿式加工 チップの切れ刃のＲホーニング　３０μ…チツプの切れ
刃のチャンファ−０，１ｍｍかくして得られるテスト結
果は第２表に示す通りである。

表中、各々のテストチップに対して最大で６本の被削体
を順次テストに供しており、表中○印は何らチッピング
が発生しなかったことを示し、×印はその被削材でチッ
ピングが発生したことを示している。尚、各々の試料に
対して５回テストを行った。

また、このテストにおいては切削に伴って発生する切屑
の一部がチップに溶着化する状態を目視により確認し、
その評価を八及びＢに区分し、＾はほとんど溶着が生じ
なかったことを示し、Ｂは切れ刃の近傍及び凹部付近に
溶着が発生したことを示している。

第２表より明らかな通り、本発明のチップ（試料Ｎｏ、
Ｉ乃至南３）はいずれも６回目の切削であっても何らチ
ッピングが発生しなかった。然るに比較例は１回目乃至
３回目の切削でチッピングが発生した。

また、本発明のチップは切削に伴って切屑の一部溶着化
が全く生じなかったのに対して、比較例はいずれもそれ
が顕著に認められた。

〔例３〕 〔例２〕のテストにおいてそれぞれ５回のテストに対す
る被削体の被切削面の平均表面粗さを測定したところ、
第３表に示す通りの結果が得られた。

第３表 第３表より明らかな通り、本発明のチップを用いた場合
比較例と比べて被切削面の表面粗さが著しく小さくなり
、′「滑な切削面が得られたことが判る。

〔例　４〕 本例によれば、本発明のチップ（試料階１）を製作する
に当たっ“ζその切れ刃の先端部のＲボー−７グを５．
２０，３０，４［１，５５１１ｍ　（７）大きさに変え
７それぞれのチップの靭性（１ｌｊＪ久ｆ１）を〔例２
〕と同一の条件にてそれぞれ５回テストしたところ、第
４表に示すととりの結果が得られた。

□ 第４表より明らかな通り、■シトーニングの大きさが２
０．３０，４０．５５１１ｍのノ）のはいずれも６回目
の切削であってもチッピングが発生しなかった。然るに
、これが５１ｔｍであれば１．２回目の切削でチッピン
グが発生し、また、５５ｔ１ｍのＲホーニングになると
切削抵抗が増加しζびびり現象が生じた。

〔例５〕 本例によれば、本発明のチップ（試料阻１　）を製作す
るに当たってそれ切れ刃の先端部のチャンファ−ｐを０
．０２，０．０５．０．１０．０．２０．０　、６＋ｎ
＋ｎの大きさに変えてそれぞれのチップの靭性（耐久性
）を〔例２〕と同一の条件にてそれぞれ５回テストした
ところ、第５表に示す通りの結果が得られた。

／　　　ゞ〜、 ＼、 第５表より明らかな通り、チャンファ−の大きさが０．
０５，０．１０，０．２０ｍｍの場合耐チッピング特性
に優れていることが判る。然るにこれが０．０２ｍｍの
大きさの場合、１乃至３回１−１の切削でチッピングが
発生し、また、０．６ｍｍの大きさのチャンファ−にな
ると４回目の切削でチッピングが発生しない場合もある
が、全般にすくい而で切屑が巻き込まなくなってその排
出性が悪くなる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の突切り・溝入れ用デツプによれば
、サーメットを−ｆ−ノブハロＡ　ｉｌに用いるに当た
ってＮｂＣ−ＴｉＣＴｉＮ糸り″−メソトを選択したこ
とによって優れたｌ１ｌｉ１千ソピング！１）性が得ら
れ、これにより、長ノ１命１１一つ高（８頼ｆ’ｌのチ
ップを提供することができろ。

更に本発明の突切り・溝入れ用チップを用いるごとによ
って被削体の被りＪ田面の表面粗さが小さくなり、これ
により、その而の仕りげを減少させることができ、その
結果、被削体の製造効率を高めてその製造コスＩ・を減
少さ・けることができるという利点も有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は突切り・溝入れ用チップがチップ保持具に装着
された状態を示す斜視図、第２図はこのチップの平面図
、第３図は第２図中切断面線Ｘ−Ｘによる断面図、第４
図はチップの側面図、第５図はチップの切れ刃の拡大断
面図、第６図はチップの刃先部の拡大断面図である。 １・・・チップ保持具 ２・・・突切り・溝入れ用チップ ４・・・刃先部　　５・・・すくい面 ６・・・四部　　　７・・・切れ刃 ８・・・チャンファ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被削体に対して突切り又は溝入れをするのに伴って刃先
   部のすくい面を介して該被削体の刃屑を巻き込むことが
   できる突切り・溝入れ用チップにおいて、前記刃先部が
   １０乃至５０重量％のＮｂＣを含有するＮｂＣ−ＴｉＣ
   −ＴｉＮ系サーメットから成ることを特徴とする突切り
   ・溝入れ用チップ。