CN101646517B - 金刚石切削构件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

通过在固定柄(54)的安装基准面(56)上设置具有以规定的倾斜角度α倾斜的安装座面(64)的安装座(62)，金刚石材料(10)的第1底面(12a)密贴在该安装座面(64)上，并且以第1顶点(13a)大致沿着固定柄(54)的中心线朝前方突出的姿态，使金刚石材料(10)成一体地固定设置，并以规定的倾斜角度θ磨削除去从安装基准面(56)突出的第1顶点(13a)部分，以使{112}面或者其附近的面(约±1°以下)形成前倾面(70)。这时，由于金刚石材料(10)的第1底面(12a)直接密贴在安装座面(64)上且利用活性金属钎料成一体地接合，所以可较容易确保大的接合面积，从而较易地获得高的接合强度，它与磨削除去与形成前倾面(70)的第1顶点(13a)相反一侧的第2顶点(13b)部分以形成接合面的情况相比，可以大幅降低制造工时及制造成本。

Description

金刚石切削构件及其制造方法

技术领域

本发明涉及简单且低成本制造金刚石切削构件，特别是利用人造金刚石把{112}面或者其附近的面作为前倾面使用的金刚石切削构件的技术。

背景技术

曾有专利提出过一种以单晶金刚石为材料，设有切削刃及前倾面，并一体地固定设置在金属台座或固定柄等规定的夹具上且用于切削加工的金刚石切削构件。专利文献1、2说明的金刚石切削刀或金刚石刀片就是其中一例，它非常适合用于铝、铜合金等软质有色金属材料的镜面切削加工等。此外，还有专利提出使用人造金刚石作为这种金刚石(参照专利文献3、4)。对于人造金刚石而言，一般来说，虽与天然金刚石相比，其耐磨性能稍逊，但是每个人造金刚石差别性小，可得到稳定的品质(耐磨性能)。

人造金刚石基本上是具有六个{100}面的六面体形状，即相邻的面互成直角的立方体或长方体。图9(a)、(b)就是其中一例，(a)中的人造金刚石10构成单纯的长方体形状，并具有由{100}表示的六个平面12，另外，(b)中的人造金刚石14构成在(a)中的人造金刚石10的角部具有倒角状平面16的形状。该倒角状平面16虽然是由人造金刚石14制造条件等导致的，但是本说明书将把包括这种具有倒角状平面16的人造金刚石14在内的人造金刚石统称为人造金刚石10加以说明。此外，上述“{...}”是晶面指数，表示原子以一定的规律排列的晶面，对于金刚石而言，如图12所示，除上述{100}面外，众所周知，一般还有{111}面、{110}面。天然金刚石基本形状往往呈八面体或十二面体形状，呈八面体时所有的面都由{111}面构成，呈十二面体时所有的面都由{110}面构成。在图12(a)～(c)中，左侧的图都是为说明晶面的立体模型，右侧的图是表示各晶面中原子排列的图。

而且，上述人造金刚石10用作切削构件时，鉴于其加工困难，所以例如如图10(a)所示，把其中一个{100}面直接用作前倾面20，把前端面作为前离隙面22，其前离隙面22和前倾面20相交的棱线作为切削刃24，并把它用于例如如图10(b)所示，把圆柱形状的被切削件30一边绕轴心旋转，一边把切削刃24推向外周面，同时使两者向被切削件30的轴向做相对移动以对外周面进行切削加工的车削加工等。这种人造金刚石10还安装在图中未显示的固定柄的前端上作为切削刀使用，在图10(b)中，该切削刀如空心箭头所示，相对被切削件30向轴向进给移动。此外，前离隙面22的两侧，可根据需要，设置横离隙面26。另外，为了使其拥有规定的离隙角，最好倾斜地磨削除去前离隙面22。

然而，上述{100}面由于原子比较密集，因此前倾面20及前离隙面22可得到优异的耐磨性能。切削刃24由单晶人造金刚石10的棱线构成，该棱线是尽量减少图9(a)中斜线表示的面，即{110}面而形成的线，因此实际上具有与{110}面相同的耐磨性能，可以把该棱线，即切削刃24视为{110}面。因此，对于与切削刃24成直角方向的背分力、主分力(参照图10(b))，可以获得优异的耐磨性能，但是相对与切削刃24平行的方向，即进给分力的方向的载荷较弱，如图10(b)所示，向被切削件30的轴向进给移动进行车削加工时，未能得到充分的耐磨性能。

另外，有专利提出把由人造金刚石的外周侧面构成的{100}面向{111}面侧倾斜约35°16′的面，即{112}面用作前倾面(参照专利文献5)。{112}面是图13左图所示的位置的晶面，具有右图所示的原子排列，它可以从金刚石的晶体结构通过几何学方法求得，同时利用X线衍射、诺马尔斯基(ノマルスキ)分析也确认了其存在。而且，该{112}面的硬度仅次于{111}面，再加上{111}面或者其附近的面作为前离隙面的话，则可获得优异的耐磨性能。

专利文献1：日本特开平2-145201号公报

专利文献2：日本特开2000-107912号公报

专利文献3：日本特开昭60-16306号公报

专利文献4：日本特开2002-254212号公报

专利文献5：日本特开平3-208505号公报

发明内容

发明需解决的课题

图11是表示尚未公布，但是把上述{112}面作为前倾面使用时的制造工序的一例的图，为了把由{100}面构成的人造金刚石10的任何一个侧面12d的任意顶点13a部分，随着从该侧面12d向顶点13a以约35°16′的倾斜角度θ倾斜，利用车齿(skive)床等金刚石磨床进行磨削除去，以此把{112}面或者其附近的面形成前倾面32(图11(a)、(b))。此外，同样利用车齿床等在其前倾面32的倾斜方向的前端侧对前离隙面34进行磨削加工以形成切削刃36，同时根据需要，形成横离隙面等，另一方面，通过在前倾面32相反一侧与前倾面32大致平行地设置接合面38(图11(c))，并使该接合面38与固定柄等夹具40的安装基准面42成一体地接合，以此制造作为目的的金刚石切削刀等金刚石切削构件44(图11(d))。此外，图11(a)～(d)各图的上侧为正视图，下侧为平面图(从垂直方向看前倾面32、安装基准面42的图)。

把人造金刚石10直接接合在夹具40上的方法，众所周知有利用活性金属钎料的接合技术，但是为了利用活性金属钎料获得充分的接合强度，需要较高的表面精度，除了与前倾面32等一样需要利用车齿床等高精度的磨削技术进行磨削除去外，还需要为确保较大的接合面积而进行大量的磨削除去，因此存在着磨削加工费工费时，制造成本较高的问题。此外，上述利用活性金属钎料进行的接合，是通过在脱氧气氛中加热人造金刚石10使表面产生钛(Ti)或铬(Cr)等活性金属膜(金属镀敷)，利用含银及铜的银钎料把该人造金刚石10直接与超硬合金等的夹具40接合。

本发明基于以上的考虑实施的，其目的在于，利用可保证稳定品质的人造金刚石，以简单且低成本的方法制造把{112}面或者其附近的面作为前倾面的、耐磨性能优异的金刚石切削构件。

解决课题的手段

第一发明是有关适合制造第六发明～第九发明的金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，它是把基本上具有六个{100}面的六面体形状的单晶人造金刚石作为材料设置切削刃及前倾面，与规定的夹具成一体地固定设置以用于切削加工的金刚石切削构件的制造方法，具有(a)为备好设有相对安装基准面以规定的倾斜角度α倾斜的倾斜面的夹具的夹具制作工序，(b)以上述人造金刚石的六个{100}面的任何一个第1侧面与上述倾斜面密贴的同时，该第1侧面周围的四个棱线分别相对该倾斜面的倾斜方向以40°～50°范围内的规定角度倾斜，上述六面体形状的八个顶点之一的第1顶点沿着该倾斜方向从上述安装基准面突出的姿态，使该人造金刚石与上述夹具成一体地固定设置的固定设置工序，(c)通过对固定设置在上述夹具上的上述人造金刚石的从上述安装基准面突出的上述第1顶点部分进行磨削除去，在上述倾斜面的倾斜方向上随着朝向该第1顶点以形成以30°16′～40°16′范围内的规定的倾斜角度θ从{100}面向{111}面侧倾斜的前倾面，同时在该前倾面的倾斜方向的前端形成切削刃的磨削工序。

第二发明是第一发明的金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，在上述固定设置工序中，利用活性金属钎料使上述人造金刚石与上述夹具的倾斜面成一体地接合。

第三发明是第一发明或者第二发明的金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，(a)上述磨削工序，对固定设置在上述夹具上的上述人造金刚石的从上述安装基准面突出的上述第1顶点部分，与该安装基准面平行地进行磨削除去，(b)设在上述夹具上的上述倾斜面的倾斜角度α与上述前倾面的倾斜角度θ相等。

第四发明是第一发明～第三发明中任何一个金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，在上述夹具的安装基准面上，设有相对应该形成上述前倾面的第1顶点将处于对角位置的第2顶点进行嵌入的三角锥形状的凹状的安装座，该第2顶点通过嵌入该安装座，使上述人造金刚石定位为一定的姿态。

第五发明是第一发明～第四发明任何一个金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，(a)上述夹具为固定柄，(b)上述金刚石切削构件是上述人造金刚石一体地固定设置在上述固定柄的前端部的金刚石切削刀。

第六发明是把基本上具有六个{100}面的六面体形状的单晶人造金刚石作为材料设置切削刃及前倾面，与规定的夹具成一体地固定设置以用于切削加工的金刚石切削构件，其特征在于，(a)上述夹具设有相对安装基准面以规定的倾斜角度α倾斜的倾斜面，(b)上述人造金刚石，以在六个{100}面的任何一个第1侧面与上述倾斜面密贴的同时，该第1侧面周围的四个棱线分别相对该倾斜面的倾斜方向以40°～50°范围内的规定角度倾斜，上述六面体形状的八个顶点之一的第1顶点沿着该倾斜方向从上述安装基准面突出的姿态，与上述夹具成一体地固定设置，(c)该人造金刚石的上述第1顶点部分，在上述倾斜面的倾斜方向上随着朝向该第1顶点以形成以30°16′～40°16′范围内的规定的倾斜角度θ从{100}面向{111}面侧倾斜的前倾面，同时在该前倾面的倾斜方向的前端形成切削刃。

第七发明是第六发明的金刚石切削构件，其特征在于，上述人造金刚石利用活性金属钎料与上述夹具的倾斜面成一体地接合。

第八发明是第六发明或者第七发明的金刚石切削构件，其特征在于，设在上述夹具上的上述倾斜面的倾斜角度α与上述前倾面的倾斜角度θ相等，该前倾面与该夹具的上述安装基准面平行。

第九发明是第六发明～第八发明任何一个的金刚石切削构件，其特征在于，(a)上述夹具为固定柄，(b)上述金刚石切削构件是上述人造金刚石一体地固定设置在上述固定柄的前端部上的金刚石切削刀。

发明效果

第一发明的金刚石切削构件的制造方法，设有相对夹具的安装基准面以规定的倾斜角度α倾斜的倾斜面，人造金刚石的六个{100}面的任何一个第1侧面密贴在该倾斜面上，并且以相对该倾斜面的倾斜方向以约45°(40°～50°的范围内)倾斜的姿态使人造金刚石成一体地固定设置，通过把从安装基准面突出的第1顶点部分以规定的倾斜角度θ进行磨削除去，使{112}面或者其附近的面(约±5°以下)形成前倾面。这时，人造金刚石的六个{100}面的任何一个第1侧面直接密贴夹具而成一体地固定设置，所以可以很容易确保大的接合面积，即使利用钎料接合等方法接合时也可很容易得到高的固定设置强度，它与磨削除去与形成前倾面的第1顶点相反一侧的第2顶点部分以形成接合面的情况相比，可以大幅降低制造工时及制造成本。因此，利用该制造方法的话，如第六发明～第九发明所示，以规定的倾斜角度θ从{100}面向{111}面侧倾斜的面，即{112}面或者其附近的面为前倾面，再加上与该{112}面垂直的{111}面或者其附近的面为前离隙面的话，则可以简单且低成本地制造具有优异耐磨性能的金刚石切削构件。

第二发明～第五发明由于从属于第一发明，所以可以得到与第一发明相同的作用效果。另外，在第二发明中，利用活性金属钎料使人造金刚石与夹具的倾斜面成一体地接合，由于能较易地确保大的接合面积，所以可以在省去麻烦的磨削作业的情况下牢固地接合。关于金刚石切削构件的第七发明也可得到同样的作用效果。

在第三发明中，设在夹具上的倾斜面的倾斜角度α与前倾面的倾斜角度θ相等，由于可以把从固定设置在该夹具上的人造金刚石的安装基准面突出的第1顶点部分，与该安装基准面平行地磨削除去，所以可以较简单地以高精度磨削前倾面。

在第四发明中，夹具的安装基准面设有三角锥形状的凹状的安装座，通过在该安装座上嵌入第2顶点，使人造金刚石定位为一定的姿态，所以人造金刚石可以以高精度相对夹具稳定保持为一定的姿态，从而可以以高精度对由{112}面或者其附近的面组成的前倾面进行磨削加工。此外，由于是三面接触，所以接触面积增大，从而可以以更优异的接合强度进行接合，同时即使对于较小的安装部，也可以以足够的接合强度安装人造金刚石。

附图说明

[图1]表示本发明一实施例的金刚石切削刀的图，(a)为正视图，(b)为平面图、(c)是(b)的左侧视图。

[图2]单独表示图1中金刚石切削刀固定柄的图，(a)是以前端侧局部为剖面的正视图，(b)为平面图，(c)为(b)的左侧视图。

[图3]表示人造金刚石材料与图2的固定柄成一体地固定设置的状态的图，(a)是以前端侧局部为剖面的正视图，(b)为平面图，(c)为(b)的左侧视图。

[图4]是说明对图3的金刚石材料进行磨削加工以形成前倾面的磨削工序的图，(a)为磨削加工时的正视图，(b)为设有前倾面的状态的平面图，(c)为(b)的左侧视图。

[图5]是单独表示图4的磨削加工中使金刚石材料形成前倾面的过程的立体图。

[图6]是为说明使用本发明物品及现有物品以调查刀具寿命时的端面切削加工的概略立体图。

[图7]比较本发明物品和现有物品以表示图6试验结果的图。

[图8]是说明本发明其他实施例的图，(a)为夹具制作工序及固定设置工序，(b)及(c)为磨削工序。

[图9]说明人造金刚石的基本形状的图，(a)为长方体形状时的立体图，(b)为(a)的长方体角部设有倒角状平面时的立体图。

[图10]是说明对直接把图9的人造金刚石的{100}面之一作为前倾面进行切削加工时的使用情况的图，(a)是进行规定的磨削加工的人造金刚石的立体图，(b)是表示被用于车削加工一例的立体图。

[图11]是说明对图9的人造金刚石进行磨削加工并把{112}面作为前倾面时的金刚石切削刀的制造工序的一例的图。

[图12]是说明金刚石的三个晶面{111}、{110}、{100}的图，左侧的图是表示晶面位置的立体模型，右侧的图是表示各晶面中原子排列的图。

[图13]是说明金刚石的{112}晶面的图，左侧的图是表示{112}晶面位置的立体模型，右侧的图是表示{112}晶面中原子排列的图。

具体实施方式

本发明的金刚石切削构件是直接把人造金刚石接合在固定柄上的金刚石切削刀，或者接合在规定的金属台座上并安装在切削刀或其他切削刀具上使用的金刚石刀片等。人造金刚石如上述图9(a)所示，不仅是立方体或长方体，而且如图9(b)所示，可以在这些立方体及长方体的角部拥有倒角状的平面。

通过对人造金刚石的第1顶点部分进行磨削除去以形成由{112}面组成的前倾面，从垂直方向看夹具的倾斜面，相对该倾斜面的倾斜方向(通常为固定柄的前后方向)，人造金刚石的第1侧面周围的四个棱线分别以45°的角度倾斜，虽然需要以第1顶点向倾斜方向突出的姿态固定设置，但是如果在45°±5°的范围内，即40°～50°的范围内的话，那么可以得到与{112}面相同程度的耐磨性能，但是最好在45°±3°范围内，能够在45°±1°范围内则更好。此外，倾斜面的倾斜角度α为35°16′的话，那么相对安装基准面从垂直方向看的平面图中的第1侧面的周围的四个棱线的倾斜角度为50°45′，为了在这个状态下确保在50°45′±5°、或±3°、或±1°的范围内，还可以规定人造金刚石的姿态。

除去第1顶点部分时的倾斜角度θ也是一样的，把{112}面作为前倾面后，虽然需要倾斜角度θ＝35°16′(严格地应为35°15′52″)，但如果在35°16′±5°的范围内，即30°16′～40°16′的范围内的话，则可以得到与{112}面相同程度的耐磨性能，最好在35°16′±3°范围内，能够在35°16′±1°范围内则更好。

夹具的材质比较适合使用超硬合金，也可以使用钼等其他金属材料。用活性金属钎料进行接合时，为确保接合后不因温度变化而剥离，最好使用热膨胀系数接近人造金刚石的材料。对于超硬合金制的夹具而言，虽然可以以具有倾斜面或第四发明的三角锥形状的凹状的安装座的状态进行成形、烧结，但也可以利用磨削加工等从后面设置倾斜面或安装座。对于凹状的安装座而言，为了避免因安装座的底部和人造金刚石的第2顶点的干涉而使面接触受到阻碍，还可以在底部设置退出口或者磨削除去第2顶点的前端。

在夹具上固定设置人造金刚石的手段，虽然最好是使用活性金属钎料把人造金刚石直接接合在夹具上的方法，但是在实施第一发明或第六发明时，也可以采用其它的接合技术及机械的固定设置手段。

在第三发明中，倾斜角度α＝θ，虽然可以把从夹具的安装基准面突出的人造金刚石的第1顶点部分与安装基准面平行地进行磨削除去，但是也不必一定要α＝θ，为了至少以倾斜角度θ形成前倾面，根据需要，可以以使夹具倾斜的状态，对前倾面进行磨削加工等。

实施例

以下，一边参照附图，一边对本发明的实施例进行详细说明。

图1是表示本发明一实施例的金刚石切削刀50的三面图，(a)为正视图，(b)为平面图、(c)是(b)的左侧视图，即从前端侧看金刚石切削刀50的图。该金刚石切削刀50是以上述长方体形状的人造金刚石10为材料磨削成规定形状的人造金刚石(磨削物品)52与超硬合金制的固定柄54的前端部成一体地固定设置而制成的。固定柄54，正如图2单独所示那样，形成大致长方体形状，并开设了两个用螺栓把它固定在车床等车刀座上用的螺栓孔60，同时在平坦的上面即安装基准面56的前端侧部分，如图3所示，设有与进行磨削加工前的人造金刚石10(以下称“金刚石材料10”)的一个顶点(第2顶点)13b对应的三角锥形状的凹状的安装座62。在本实施例中，由于使用了剖面为正方形的扁平的正四角柱形状的金刚石材料10，并在该金刚石材料10与固定柄54成一体地固定设置的状态下进行磨削加工，所以它是具有前倾面70等的人造金刚石52。图2及图3(a)～(c)，分别是与图1(a)～(c)对应的图，(a)是前端侧局部切除的正视图，(b)是平面图，(c)是(b)的左侧视图。此外，金刚石切削刀50是金刚石切削构件，固定柄54相当于夹具。

上述安装座62，具有构成扁平的正四角柱形状的金刚石材料10的正方形底面的一方(第1底面)12a密贴的安装座面64，以及与该第1底面12a相邻的两个侧面12b、12c密贴的一对壁面66、68，安装座面64，在固定柄54的前后方向即图2(a)和(b)中的左右方向上，相对安装基准面56以规定的倾斜角度α倾斜。此外，一对壁面66、68，相对安装座面64的倾斜方向大致对称设置，金刚石材料10的第2顶点13b嵌入安装座62内，第1底面12a及一对侧面12b、12c分别与安装座62的安装座面64及一对壁面66、68密贴，以此以相对第2顶点13b使对角位置的第1顶点13a沿着安装座面64的倾斜方向大致笔直地从安装座62突出的一定的姿态，即第1底面12a的周围的四个棱线分别相对安装座面64的倾斜方向以约45°(±1°左右的范围内)倾斜的姿态，使第1顶点13a在图3(b)的俯视中大致沿着固定柄54的中心线定位为向前方突出的姿态。安装座62虽然可以在形成超硬合金制的固定柄54的阶段设置，但是也可以在烧结后通过磨削加工等形成。备好具有这种安装座62的固定柄54的工序就是夹具制作工程，上述第1底面12a相当于金刚石材料10的六个{100}面的任何一个第1侧面，安装座62的安装座面64相当于倾斜面。

金刚石材料10，通过第1底面12a及一对侧面12b、12c利用活性金属钎料分别与安装座62的安装座面64及一对壁面66、68成一体地接合，从而与固定柄54的前端部分成一体地固定设置。活性金属钎料是含有例如2～4％左右比例的钛(Ti)或铬(Cr)等活性金属的银钎料，通过在脱氧气氛中把金刚石材料10加热至800℃～1000℃左右，从而在第1底面12a及一对侧面12b、12c的表面生成钛或铬等活性金属膜(金属镀敷)，利用含银及铜的银钎料，使这些第1底面12a及侧面12b、12c直接接合在安装座62的安装座面64及一对壁面66、68上。此外，由于把互成直角的三个面12a～12c分别相对安装座面64、壁面66、68完全密贴比较困难，所以至少可以把第1底面12a相对安装座面64牢靠地密贴而使它们一体固定，这时，由于也可确保较大的接合面积，所以可以获得充分的接合强度。按照这种做法，利用活性金属钎料把金刚石材料10成一体地接合在安装座62上的工序就是固定设置工序。

而且，按照这种方法，以金刚石材料10以规定的姿态与固定柄54成一体地固定设置的状态，利用车齿床等金刚石磨削技术对该金刚石材料10进行磨削处理，从而制作具有前倾面70等的人造金刚石52。也就是说，例如如图4所示，通过与绕中心线O旋转驱动的金刚石磨床80大致水平的磨削面82保持平行，在上下相反方向保持固定柄54，并且把金刚石材料10的上述第1顶点13a推向该磨削面82，该第1顶点13a可与固定柄54的安装基准面56平行地被磨削除去，形成相对与上述第1底面12a相反一侧的第2底面12d以倾斜角度θ(参照图1)倾斜的前倾面70。由于磨削面82和固定柄54的安装基准面56平行，所以这时的倾斜角度θ，与密贴在安装座面64上且固定设置的金刚石材料10的倾斜角度α相同，前倾面70则成为以倾斜角度θ从{100}面向{111}面侧进行倾斜的面。本实施例的金刚石材料10，由于是扁平的正四角柱形状，所以第1顶点13a，从图4(b)平面看，位于固定柄54的中心线上，该第1顶点13a推向磨削面82进行磨削时的姿态稳定。图4(a)是表示把固定柄54保持在上下相反方向进行磨削加工的状态的图，(b)及(c)是利用该磨削加工以形成前倾面70的状态的平面图及左侧视图。此外，图4(a)空心箭头表示的磨削方向和平面看时固定柄54的中心线不必保持平行，也可以根据磨削的难易程度，以规定的角度(例如30°～40°左右的范围内)相交倾斜进行磨削。

图5是单独表示金刚石材料10的图，(a)是进行磨削加工前的状态，该第1顶点13a如(b)所示，通过以使其相对第2底面12d以倾斜角度θ倾斜的方式磨削除去，以此形成如(c)所示的前倾面70。前倾面70，形成了图5(b)中由虚线表示的除去部分的棱线尺寸a、b的比例为1∶1的等腰三角形，倾斜角度θ是该等腰三角形中心线和第2底面12d所夹的角度，这样，就得到了从第2底面12d的{100}面向{111}面方向只以倾斜角度θ倾斜的面(本说明书中，把这种面称为{100}+θ)。而且，上述倾斜角度θ被设定在35°16′±5°的范围内，即30°16′～40°16′的范围内，在本实施例中，设定在35°16′±1°的范围内。{100}+35°16′的面大致是{112}的面，在本实施例中，形成了{112}±1°左右的前倾面70。也就是说，为了形成这种前倾面70，倾斜角度θ及上述安装座面64的倾斜角度α被设定在35°16′±1°的范围内。此外，{112}面，在图5(b)中由虚线表示的除去部分的棱线尺寸a、b的比例为1∶1∶1/2时，这时的倾斜角度θ约为35°16′(严格地应为35°15′52″)。这样，为了得到{112}面，虽然需要尺寸a和b相等，但是它们在±10％以下或±5％左右以下的范围时，相互有所偏差也是允许的。

这里，设倾斜角度α＝35°16′，那么在从垂直方向看安装基准面56时的上述图3(b)所示的平面看的状态，相对第1底面12a或第2底面12d的周围的四个棱线的固定柄前后方向(安装座面64的倾斜方向为图3(b)中的左右方向)的倾斜角度为50°45′，为了可在该状态下在50°45′±1°范围内的姿态下使金刚石材料10固定设置在固定柄54上，可以设置上述安装座62。

金刚石材料10，如图1所示，该前端的棱线11a(参照图3)通过用规定的倾斜角度φ进行磨削除去而设置前离隙面72，同时在该前离隙面72的两侧形成一对横离隙面74、76，前倾面70的倾斜方向的前端在与前离隙面72相交的部分设置切削刃78。前离隙面72的倾斜角度φ，在离隙角较大的方向为负(-)，设前倾面70的前倾角为a°，前离隙面72的离隙角为b°时，设定为在上述倾斜角度θ加上该前倾角a°和离隙角b°后的负的角度，例如-(θ+5°～10°)左右。该前离隙面72，由于棱线11a为{110}面，所以由{110}-φ表示，φ≒35°16′时，大致为{111}面，前倾面70为{112}面，前倾角a°为0°时，与作用于切削刃78的主分力的方向保持平行的面为{111}，特别是得到对侧面磨耗具有优异的耐磨性能。这即使是在为了得到规定的离隙角b°，前离隙面72为{111}-b°时也是一样的。此外，与主分力的方向保持平行的面即使与{111}不完全一致，只要是该附近的面(例如{111}±5°左右的范围内)的话，也可以期待获得相同的作用效果。

上述一对横离隙面74、76大致在前端侧相交，并由该棱线构成前离隙面72，同时，切削刃78由前倾面70与一对横离隙面74、76相交的顶点构成。此外，在对该横离隙面74、76进行磨削加工时，固定柄54的前端部分也同时被磨削并形成一对前侧斜面58，但是在固定设置金刚石材料10前的上述夹具制作工序中，也可以准备具有与图1相同形状、或者横离隙面74、76从前侧斜面58向外侧突出那样形状的固定柄54。这样，对前倾面70、前离隙面72、横离隙面74、76进行磨削加工的工序就是磨削工序，由此，如图1所示，可以得到具有规定形状的人造金刚石52的金刚石切削刀50。

这样，在本实施例中，在固定柄54的安装基准面56上，设置具有以规定的倾斜角度α倾斜的安装座面64的安装座62，金刚石材料10的第1底面12a密贴在该安装座面64上，并且以该第1底面12a周围的四个棱线相对安装座面64的倾斜方向以约45°(±1°以下的范围内)倾斜的姿态，即第1顶点13a大致沿着固定柄54的中心线向前方突出的姿态，使金刚石材料10一体地固定设置，通过以规定的倾斜角度θ磨削除去从安装基准面56突出的第1顶点13a部分，使{112}面或者其附近的面(约±1°以下)形成前倾面70。这时，由于金刚石材料10的第1底面12a直接密贴在安装座面64上且成一体地固定设置，所以可以较容易确保较大的接合面积，即使利用钎料接合等方法接合时，也可较易获得高的固定设置强度，与对形成前倾面70的第1顶点13a相反一侧的第2顶点13b部分进行磨削除去以形成接合面的情况相比，可大幅降低制造工时及制造成本。由此，{112}面或者其附近的面为前倾面70，再加上与该{112}面垂直的{111}面或者其附近的面为前离隙面72的话，则可以简单且低成本地制造具有优异耐磨性能的金刚石切削刀50。

此外，在本实施例中，利用活性金属钎料使金刚石材料10与固定柄54的安装座62成一体地接合，由于能较易地确保大的接合面积，所以可以在省去麻烦的磨削作业的情况下牢固地接合。特别在本实施例中，由于设有三角锥形状的凹状的安装座62，且由三面接触，所以接触面积较大，可以以更优异的接合强度进行接合，同时还可以以充分的接合强度把金刚石材料10安装在较小的安装座62上，因此也适合用于不能充分确保安装座62的情况。

另外，由于可以利用把第2顶点13b嵌入上述三角锥形状的凹状的安装座62中，使金刚石材料10定位为一定的姿态，所以金刚石材料10可以以较高的精度相对固定柄54稳定保持为一定的姿态，从而可以以较高的精度对由{112}面或者其附近的面组成的前倾面70进行磨削加工。

再有，由于上述安装座62的安装座面64的倾斜角度α与前倾面70的倾斜角度θ相等，所以在磨削工序中，如图4(a)所示，可以使固定柄54与磨削面82保持平行，对从安装基准面56突出的第1顶点13a部分进行磨削除去，从而可以简单地以高精度对前倾面70进行磨削。

另一方面，准备了上述倾斜角度θ＝36°16′，倾斜角度φ＝-41°16′，前倾面70大致为{112}面，前离隙面72大致为{111}-5°的本实施例的金刚石切削刀50，以及如上述图10所示，直接把金刚石材料10的{100}面作为前倾面20，把前离隙面22定为{100}-5°的现有的金刚石切削刀，按照以下的加工条件，如图6所示，对绕轴心旋转驱动的铝合金的端面进行切削加工，以此了解达到初始磨耗时的切削距离，并得到了图7所示的结果。

《加工条件》

被切削件：铝合金(JIS-A5056)

切削形式：端面切削

切削速度：300m/min

进给(径向进给)：0.01mm/rev

由图7所示的结果可知，利用本发明物品的话，可以实现50km以上的切削加工，与现有物品相比，显著提高了刀具寿命。此外，初始磨耗在切削刃78上产生了规定的微小磨耗，是一种可进行镜面加工的状态，与需要再磨削的再磨削寿命不同，由于达到初始磨耗的切削距离与达到再磨削寿命的切削距离大致成正比，所以可以利用达到初始磨耗的切削距离，对再磨削寿命，进而对包括再磨削后的持续使用在内的刀具寿命进行比较、判断。

另外，在上述实施例中，曾就固定柄54的安装基准面56设有三角锥形状的凹状的安装座62，在该安装座62上接合金刚石材料10以制造金刚石切削刀50的情况进行了说明，但如图8所示，还可以在长方体形状的固定柄90的前端部，设有相对安装基准面92以上述倾斜角度α倾斜的朝下的倾斜面94，利用活性金属钎料把金刚石材料10的第2底面12d与该倾斜面94成一体地接合之后(图8(a))，与上述实施例一样，通过对相对第2底面12d以倾斜角度θ倾斜的前倾面70、前离隙面72、横离隙面74等进行磨削，也可以以此制造具有规定形状的人造金刚石96的金刚石切削刀100(图8(b)、(c))。此外，根据需要，还可以使第2顶点13b部分与固定柄90的底面几乎一致地除去，特别是由于没有精度的要求，所以可以用金刚石砂轮等粗加工简单地除去。但是，如果不会产生特别妨碍的话，也可以保留第2顶点13b部分。

在该实施例中，与倾斜面94密贴且成一体接合的第2底面12d相当于第1侧面。图8(a)相当于夹具制作工序及固定设置工序，(b)及(c)相当于磨削工序。此外，(a)～(c)各图的上侧为正视图，下侧为平面图(从垂直方向看前倾面70、安装基准面92的图)。

以上，参照附图对本发明的实施例进行了详细说明，但这些只是一实施形态而已，本发明可以根据本行业的知识，通过各种变更及改良付诸实际应用。

产业上利用可行性

利用本发明的金刚石切削构件的制造方法，使金刚石材料的第1侧面直接密贴夹具的倾斜面使之成一体固定设置，并以规定的倾斜角度θ磨削除去从安装基准面突出的第1顶点部分，这样由于使{112}面或者其附近的面作为前倾面，所以可以较易确保与夹具的接触面积，较容易获得高的接合强度，与磨削除去与形成前倾面的第1顶点相反一侧的第2顶点部分以形成接合面的情况相比，可以大幅降低制造工时及制造成本。由此，它非常适合用于制造把{112}面或者其附近的面作为前倾面，再加上与该{112}面垂直的{111}面或者其附近的面为前离隙面以获得优异耐磨性能的金刚石切削刀时的制造方法，同时，由于利用这种方法制造的金刚石切削刀可获得优异的耐磨性能，所以适合用于各种切削加工。

Claims (9)

1.一种金刚石切削构件(50)的制造方法，其把基本上具有六个{100}面的六面体形状的单晶人造金刚石(10)作为材料设置切削刃(78)及前倾面(70)，与规定的夹具(54)成一体地固定设置以用于切削加工，其特征在于，该金刚石切削构件的制造方法具有：

夹具制作工序，在该夹具制作工序中，备好设有相对安装基准面(56)以规定的倾斜角度α倾斜的倾斜面(64)的夹具(54)，

固定设置工序，在该固定设置工序中，以在上述人造金刚石(10)的六个{100}面的任何一个第1侧面(12a；12d)与上述倾斜面(64)密贴的同时，该第1侧面(12d)周围的四个棱线分别相对该倾斜面(64)的倾斜方向以40°～50°范围内的规定角度倾斜，上述六面体形状的八个顶点之一的、位于上述第1侧面之外的第1顶点(13a)沿着该倾斜方向从上述安装基准面(56)突出最多的姿态，使该人造金刚石(10)与上述夹具(54)成一体地固定设置，

磨削工序，在该磨削工序中，通过对固定设置在上述夹具(54)上的上述人造金刚石(10)的从上述安装基准面(56)突出的上述第1顶点(13a)部分进行磨削除去，在上述倾斜面(64)的倾斜方向上，随着朝向该第1顶点(13a)形成以30°16′～40°16′范围内的规定的倾斜角度θ从{100}面向{111}面侧倾斜的前倾面(70)，同时在该前倾面(70)的倾斜方向的前端形成切削刃(78)。

2.如权利要求1所述的金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，

在上述固定设置工序中，利用活性金属钎料使上述人造金刚石(10)与上述夹具(54)的倾斜面成一体地接合。

3.如权利要求1或2所述的金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，

上述磨削工序，对固定设置在上述夹具(54)上的上述人造金刚石(10)的从上述安装基准面(56)突出的上述第1顶点(13a)部分，与该安装基准面平行地进行磨削除去，

设在上述夹具(54)上的上述倾斜面(64)的倾斜角度α，与上述前倾面(70)的倾斜角度θ相等。

4.如权利要求1或2所述的金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，

在上述夹具(54)的安装基准面(64)上，设有相对形成上述前倾面(70)的第1顶点(13a)将处于对角位置的第2顶点(13b)进行嵌入的三角锥形状的凹状的安装座(62)，该第2顶点(13b)通过嵌入该安装座(62)，使上述人造金刚石(10)定位为一定的姿态。

5.如权利要求1或2所述的金刚石切削构件的制造方法，其特征在于，

上述夹具(54)为固定柄，

上述金刚石切削构件(50)是上述人造金刚石(10)一体地固定设置在上述固定柄的前端部的金刚石切削刀。

6.一种金刚石切削构件(50)，其把基本上具有六个{100}面的六面体形状的单晶人造金刚石(10)作为材料设置切削刃(78)及前倾面(70)，与规定的夹具(54)成一体地固定设置以用于切削加工，其特征在于，在该金刚石切削构件中，

上述夹具(54)设有相对安装基准面(56)以规定的倾斜角度α倾斜的倾斜面(64)，

另一方面，上述人造金刚石(10)，以在六个{100}面的任何一个第1侧面与上述倾斜面(64)密贴的同时，该第1侧面(12a；12d)周围的四个棱线分别相对该倾斜面(64)的倾斜方向以40°～50°范围内的规定角度倾斜，上述六面体形状的八个顶点之一的、位于上述第1侧面之外的第1顶点(13a)沿着该倾斜方向从上述安装基准面(56)突出最多的姿态，与上述夹具(54)成一体地固定设置，

该人造金刚石(10)的上述第1顶点(13a)部分，在上述倾斜面(64)的倾斜方向上，随着朝向该第1顶点形成以35°16′-5°～35°16′+5°范围内的规定的倾斜角度θ从{100}面向{111}面侧倾斜的前倾面(70)，同时在该前倾面(70)的倾斜方向的前端形成切削刃(78)。

7.如权利要求6所述的金刚石切削构件，其特征在于，

上述人造金刚石(10)利用活性金属钎料与上述夹具(54)的倾斜面(64)成一体地接合。

8.如权利要求6或7所述的金刚石切削构件，其特征在于，

设在上述夹具(54)上的上述倾斜面(64)的倾斜角度α与上述前倾面(70)的倾斜角度θ相等，该前倾面(70)与该夹具(54)的上述安装基准面(56)平行。

9.如权利要求6或7所述的金刚石切削构件，其特征在于，

上述夹具(54)为固定柄，

上述金刚石切削构件(50)是上述人造金刚石(10)一体地固定设置在上述固定柄的前端部上的金刚石切削刀。

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