CN111971147B - 修整器 - Google Patents

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Abstract

一种修整器，其设置有：安装构件；以及切削刃构件，其在基端部分侧插入安装构件，通过使切削刃构件的插入到安装构件中的部分与安装构件接触而将切削刃构件固定到安装构件，并且从安装构件露出的切削刃构件的前端部侧形成切削刃，其中，切削刃构件的插入到安装构件中的部分具有一个或多个部分，在每个部分中，沿与切削刃构件的插入方向垂直的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部侧朝向基端部侧增加，并且长度L1与最大值M1的比值L1/M1为2.1以上，其中，L1表示切削刃构件的插入到安装构件的部分的长度，并且M1表示如下圆的直径的最大值：该圆的面积等于切削刃构件的插入到安装构件的部分的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积。

Description

修整器
技术领域
本发明涉及一种修整器。本申请要求基于在2018年4月12日提交的日本专利申请No.2018-076822的优先权，该日本专利申请全部内容通过引用并入本文。
背景技术
通常地，已将金刚石用作修整器的材料。例如，日本专利公开NO.8-229818(专利文献1)公开了一种金刚石修整器，其中单晶柱状金刚石嵌入基底的修整表面中。
在这种金刚石修整器中，单晶柱状金刚石的用作切削刃的前端部(从基底露出的部分)由于其使用而逐渐磨损。修整器的寿命以如下方式终止：金刚石部分不再存在；或者金刚石部分在其不再存在之前从基底脱落。
引文列表
专利文献
PTL1：日本专利公开No.8-229818。
发明内容
根据本发明的修整器包括：
安装构件；以及
切削刃构件，其在基端部侧插入所述安装构件的，通过使所述切削刃构件的插入到所述安装构件的部分与所述安装构件接触而将所述切削刃构件固定到所述安装构件，所述切削刃构件在前端部侧从所述安装构件露出以形成切削刃，其中，
所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分具有一个或多个部分，在每个部分中，沿垂直于所述切削刃构件的插入方向的线截取的截面的面积在所述插入方向上从所述前端部侧朝向所述基端部侧增加，并且
长度L1与最大值M1的比L1/M1为2.1以上，其中L1表示所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的长度，并且M1表示如下圆的直径的最大值：所述圆的面积等于所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的沿垂直于所述插入方向的线截取的截面的面积。
附图说明
图1为根据第一实施例的修整器的示意性剖视图。
图2为图1所示的修整器中沿X1-X1'线截取的剖视图。
图3是图1所示修整器中沿Y1-Y1'线截取的剖视图。
图4示出了具有与图3中示出的切削刃构件的截面的面积相等的面积的圆。
图5为根据第二实施例的修整器的示意性剖视图。
图6为图5所示的修整器中沿X2-X2'线截取的剖视图。
图7为图5所示的修整器中沿Y2-Y2'线截取的剖视图。
图8为根据第三实施例的修整器的示意性剖视图。
图9为图8所示的修整器中沿X3-X3'线截取的剖视图。
图10为图8所示的修整器中沿Y3-Y3'线截取的剖视图。
图11为根据第四实施例的修整器的示意性剖视图。
图12为图11所示的修整器中沿X4-X4'线截取的剖视图。
图13是图11所示修整器中沿Y4-Y4'线截取的剖视图。
图14为本发明的点式单点修整器的剖面示意图。
图15是本公开的刀片式多点修整器的示意性剖视图。
图16为本发明的旋转式修整器的示意性剖视图。
图17表示根据第三实施例的修整器中使用的切削刃构件的示例性制造方法。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
日本专利公开No.8-229818(专利文献1)中的柱状金刚石在垂直于纵向的截面处的形状和面积除了制造公差之外在纵向上是恒定的。因此，当柱状金刚石的长度，更具体地说，柱状金刚石的嵌入部分(嵌入在基底中的部分)在纵向上的长度由于修整器的前端部分的重复使用而变短时，柱状金刚石的嵌入部分和基底之间的接触面积变小，以减小抵抗从外部施加到柱状金刚石的负载的力，结果，柱状金刚石易于从基底脱落。结果，柱状金刚石在纵向上完全使用之前从基底上脱落，结果可能不能获得预期的工具寿命。
因此，本发明的目的是提供一种具有长工具寿命的修整器。
[本公开的有利效果]
根据上述实施例的修整器可以具有长的工具寿命。
[各实施例的描述]
首先，列出并描述了本公开的各实施例。
(1)根据本发明的修整器包括：
安装构件；以及
切削刃构件，在基端部侧插入安装构件，通过使切削刃构件的插入到安装构件的部分与安装构件接触而将切削刃构件固定到安装构件，切削刃构件在前端部侧从安装构件露出以形成切削刃，其中，
切削刃构件的插入到安装构件中的部分具有一个或多个部分，在每个部分中，沿垂直于切削刃构件的插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部侧朝向基端部侧增加，并且
长度L1与最大值M1的比值L1/M1(以下，也称为“(L1/M1)”)为2.1以上，其中L1表示切削刃构件的插入到安装构件中的部分的长度，并且表示如下圆的直径的最大值：该圆的面积等于切削刃构件的插入到安装构件中的部分的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积。
该修整器可以具有长的工具寿命。
(2)优选地，从切削刃构件的插入安装构件的每个部分中沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积从前端部侧朝向基端部侧增加的部分中的至少一个部分到切削刃构件的基端部在插入方向上的距离小于长度L1的1/2，其中L1表示切削刃构件的插入到安装构件的部分的在插入方向上的长度。因此，即使在由于使用修整器而导致切削刃构件磨损而变短时，切削刃构件也难以分离，从而修整器可以具有更长的工具寿命。
(3)优选地，最大值M1与最小值M2之间的差M1-M2(下文中也称为“(M1-M2)”)为0.01mm以上，其中M1表示面积等于在切削刃构件的插入到安装构件中的部分中沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积的圆的直径的最大值，并且M2表示面积等于前述截面的面积的圆的直径的最小值。因此，即使在由于使用修整器而导致切削刃构件磨损而变短时，切削刃构件也难以分离，从而修整器可以具有更长的工具寿命。
(4)优选地，切削刃构件包含金刚石或立方氮化硼。由于金刚石和cBN都具有高硬度，因此当它们各自用于切削刃构件时，修整器可以具有优异的耐磨性，从而可以获得更长的工具寿命。
(5)优选地，切削刃构件由单晶金刚石构成，并且切削刃构件的与工件接触的表面对应于(100)面、(110)面或(211)面。由于金刚石的(100)面、(110)面和(211)面提供了优异的耐磨性，因此当这些面中的每一个用于与工件接触的表面时，修整器可以具有优异的耐磨性，从而可以获得更长的工具寿命。
(6)优选地，切削刃构件的插入到安装构件中的部分的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积在切削刃构件的插入到安装构件中的部分的基端部分处具有最大值。因此，即使在由于使用修整器而导致切削刃构件磨损而变短时，切削刃构件也难以分离，从而修整器可以具有更长的工具寿命。
(7)优选地，截面的面积随着截面与切削刃构件的插入到安装构件的部分的基端部之间在插入方向上的距离减小而单调增加。因此，即使在由于使用修整器而导致切削刃构件磨损而变短时，切削刃构件也难以分离，并且难以损坏，从而修整器可以具有更长的工具寿命。
(8)优选地，切削刃构件的插入到安装构件的部分的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积随着在截面与切削刃构件的插入在安装构件的部分的基端部之间在插入方向上的距离减小而暂且减小、然后增加。因此，即使在由于使用修整器而导致切削刃构件磨损而变短时，切削刃构件也难以分离，从而修整器可以具有长的工具寿命。
(9)优选地，修整器为点式单点修整器、刀片式多点修整器或旋转式修整器。即使在由于使用这些修整器而使切削刃构件磨损而变短时，切削刃构件也难以分离，从而修整器可以具有长的工具寿命。
[本公开的各实施例的细节]
以下参考附图描述本发明的修整器的具体实例。
在附图中，相同的附图标记表示相同或等同的部分。为了附图的清楚和简化，适当地改变诸如长度、宽度、厚度和深度等尺寸，并且不表示实际尺寸。
[第一实施例]
以下，参考图1至图4及图14至图16说明根据第一实施例的修整器。图1为根据第一实施例的修整器的示意性剖视图。图2是图1所示修整器中沿X1-X1'线截取的剖视图。图3是图1所示修整器中沿Y1-Y1'线截取的剖视图。图4示出了具有与图3所示切削刃构件1的截面的面积相等的面积的圆。图14是本发明的点式单点修整器的示意性剖视图。图15是本发明的刀片式多点修整器的示意性剖视图。图16是本发明的旋转式修整器的示意性剖视图。
如图1所示，修整器3包括：安装构件8；以及切削刃构件1，切削刃构件1包括沿一个插入方向插入安装构件8的部分(在下文中，也被称为“插入部”)1a。
安装构件8通过与切削刃构件1接触来保持和固定切削刃构件1。如图1所示，安装构件8包括：安装构件基底2；以及接合材料7，其在安装构件基底2与切削刃构件1之间的区域处。接合材料7以如下方式形成：将切削刃构件1布置在安装构件基底2的凹部中，然后在安装构件基底2与切削刃构件1之间的空间内提供诸如烧结合金粉末等接合原料粉末，并进行烧结。接合材料7与安装构件基底2和切削刃构件1中的每一者的至少一部分接触，并且使安装构件基底2和切削刃构件1彼此连接。通过将安装构件8固定到机床(未示出)等，将修整器3固定到机床等。
作为安装构件基底2的材料，可以使用碳钢、合金钢、各种钢材等。作为接合材料7的材料，可以使用烧结合金。
在图1所示的修整器3中，安装构件8具有这样的形状：在四角锥台(quadrangulartruncated pyramid)的上表面中形成一个凹部。切削刃构件1插入并保持在该凹部中。用作修整表面的区域是包括以下部分的区域：安装构件8的形成有凹部的表面；以及与形成有凹部的表面位于同一平面上的切削刃构件，或者从凹部露出的切削刃构件1。
安装构件8的形状不限于图1所示的形状，并且可以根据修整器的使用目的而适当地改变。将参考图14至图16描述安装构件的其它示例性形状。然而，安装构件的形状并不限定于此。
图14所示的点式单点修整器43包括安装构件48和切削刃构件41。安装构件48包括安装构件基底42和接合材料47。安装构件48包括：沿轴向延伸的筒状部42c；以及与该筒状部的一端续接的截锥部42d。安装构件48具有这样的形状：在截锥部42d的上表面中形成一个凹部。在点式单点修整器的情况下，筒状部42c可以具有棱柱形状，截锥部42d可以具有截棱锥形状。
图15所示的刀片式多点修整器53包括安装构件58和切削刃构件51。安装构件58包括安装构件基底52和接合材料57。安装构件58具有这样的形状：在棱柱的上表面形成多个凹部。凹部的数量可以根据修整器的使用目的而适当地改变。
图16所示的旋转式修整器包括安装构件68和切削刃构件61。安装构件68包括安装构件基底62和接合材料67。安装构件68具有这样的形状：在辊的外周面形成多个凹部。凹部的数量可以根据修整器的使用目的而适当地改变。
切削刃构件1包括：沿一个插入方向(图1中向下箭头的方向)插入在安装构件8中的部分1a；以及从安装构件8露出的露出部1b。在本说明书中，切削刃构件1的插入部1a侧的端部P表示切削刃构件的基端部(以下，也称为“基端部P”)，并且切削刃构件1的露出部1b侧的端部T表示切削刃构件的前端部(以下，也称为“前端部T”)。
这里，术语“插入方向”是指沿着与修整表面4垂直的线从修整表面4朝向安装构件8的内部的方向，其中修整表面4表示安装构件8的形成有凹部的表面。如图16所示，当修整表面64是弯曲表面时，插入方向是指沿着与修整表面64的切平面垂直的线从修整表面64朝向安装构件68的内部的方向。
切削刃构件1的插入安装构件8的部分1a具有一个或多个部分，在每个部分中，沿着垂直于切削刃构件1的插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部T侧朝向基端部P侧增加。下面将描述切削刃构件1的形状的具体实例。
在图1所示的修整器3中，切削刃构件1具有四角锥台形状。切削刃构件1的沿着X1-X1'线截取的截面形状(修整表面4)是如图2所示的矩形形状，并且切削刃构件1的沿着Y1-Y1'线截取的截面形状是如图3所示的具有比图2中的面积大的面积的矩形形状。
因此，在图1所示的修整器3中，切削刃构件1的插入部1a具有一个或多个部分，在每个部分中，沿着垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部侧朝向基端部P侧增加。更具体而言，在图1所示的修整器中，切削刃构件1的插入部1a的沿着垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部T侧朝向基端部P侧单调增加。切削刃构件1的整个插入部1a对应于“插入部的沿着垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部侧朝向基端部侧单调增加的部分”(以下，也称为“具有增加的截面积的部分”)。
图1示出了切削刃构件的整个插入部对应于“具有增加的截面积的部分”的情况；然而，切削刃部的插入部的一部分可以是“具有增加的截面积的部分”。例如，在切削刃构件的插入部具有沿着垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部T侧向基端部P侧单调增加的部分的情况下，与面积单调增加的部分对应的切削刃构件的部分与以下部分对应：“插入部的沿着垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部侧向基端部侧单调增加的部分”(以下，也称为“具有增加的截面积的部分”)。
切削刃构件1的形状不限于四角锥台，并且例如可以是除四角锥台以外的圆锥、圆锥台、棱锥或棱锥台。当具有这种形状的切削刃构件以其底面为基端部P、顶侧为前端部T的方式插入安装构件8时，切削刃构件的插入部的沿着垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部T侧朝向基端部P侧单调增加。
当切削刃构件1的插入部1a具有一个或多个部分，在每个部分中沿着垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部T侧朝向基端部P侧增加时，在插入部1a和安装构件8之间形成配合部，结果，切削刃构件1不太可能与安装构件8分离。因此，即使当切削刃构件由于使用修整器而磨损变短时，切削刃构件也不与安装构件分离，从而修整器可以具有长的工具寿命。
通常，为了防止切削刃构件与安装构件分离，使用烧结合金将切削刃构件和安装构件牢固地接合。因此，在接合时，切削刃构件经受高温高压的条件，切削刃构件与烧结合金的热膨胀差变大，并且有可能对切削刃构件施加过大的负荷而产生损伤。如果该切削刃构件内部存在损伤，则由于使用修整器而磨损切削刃构件时该损伤部分露出，因此工具寿命变短。
在本实施例的修整器中，由于切削刃构件难以与安装构件分离，因此，能够在切削刃构件的负荷比现有技术的负荷小的情况下将切削刃构件固定于安装构件。具体地说，可以降低烧结压力，可以降低烧结温度，并且可以使用具有小的热膨胀系数的粉末金属。因此，在接合过程中，在切削刃构件内部不太可能产生损伤，从而修整器可以具有长的工具寿命。
长度L1与最大值M1的比值(L1/M1)为2.1以上，其中，L1(见图1)表示切削刃构件的插入到安装构件中的部分在插入方向上的长度，并且M1表示如下圆的直径M(见图4)的最大值：该圆的面积等于切削刃构件的插入到安装构件中的部分的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积。
在本实施例的修整器中，在由于使用修整器而使切削刃构件1磨损的情况下，通过研磨切削刃构件1和包围切削刃构件1的安装构件8，能够使切削刃构件1修复而被使用。当长度L1与最大值M1的比值(L1/M1)为2.1以上时，增加了修整器表面的修复次数，从而修整器能够具有长的工具寿命。比值(L1/M1)更优选为2.1以上，并且进一步优选为2.3以上。尽管没有特别设定比值(L1/M1)的上限值，但是考虑到制造，该上限值优选为8以下，并且更优选为7以下。
例如，长度L1优选为0.5mm以上且7mm以下，更优选为1mm以上且6mm以下，并且进一步优选为1.5mm以上且5mm以下。
最大值M1优选为0.05mm以上且3.5mm以下，更优选为0.1mm以上且3.0mm以下，并且进一步优选为0.2mm以上且2.5mm以下。
最大值M1和最小值M2之差(M1-M2)优选为0.01mm以上，其中M1表示如下圆的直径M的最大值：该圆的面积等于切削刃构件1的插入到安装构件8中的部分的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积，并且M2表示面积等于上述截面的圆的直径M的最小值。因此，即使在由于使用修整器而导致切削刃构件磨损而变短的情况下，切削刃构件也难以分离，从而修整器可以具有更长的工具寿命。
M1与M2的差(M1-M2)更优选为0.015mm以上且0.55mm以下，并且进一步优选为0.025mm以上且0.45mm以下。
如图1所示，在将切削刃构件1的插入安装构件8的部分1a的在插入方向上的长度表示为L1时，优选地从切削刃构件1的插入安装构件8的部分中沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积从前端部T侧朝向基端部P侧增加的部分中的至少一个部分到切削刃构件1的基端部P在插入方向上的距离小于长度L1的1/2。因此，即使切削刃构件磨损时，切削刃构件也不太可能与安装构件分离，直到插入部的长度达到L1的1/2(图1中由Q表示的区域)，从而修整器可以具有更长的工具寿命。
如图1所示，优选的是，切削刃构件1的插入安装构件8的部分1a的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入部1a的基端部P处具有最大值。因此，在切削刃构件的磨损达到基端部P之前，切削刃构件不太可能与安装构件分离，从而修整器可以具有更长的工具寿命。
如图1所示，优选的是，随着插入部的截面与基端部P之间在沿插入方向上的距离减小，截面的面积单调增加。因此，在切削刃构件的磨损达到基端部P之前，切削刃构件不太可能与安装构件分离，从而修整器可以具有长的工具寿命。此外，由于提高了切削刃构件的机械强度，从而提高了耐断裂性，因此修整器可以具有更长的工具寿命。
切削刃构件可以不包括露出部，并且可以仅由插入部1a构成。也就是说，整个切削刃构件1可以插入安装构件8中。
切削刃构件1优选地包含金刚石或立方氮化硼(在下文中，也称为“cBN”)。由于金刚石和cBN都具有高硬度，因此当它们各自用于切削刃构件时，修整器可以具有优异的耐磨性，从而可以获得更长的工具寿命。
作为金刚石，可以使用通常可购得的并且可广泛应用的单晶金刚石、多晶金刚石和烧结金刚石中的任一种。
单晶金刚石的实例包括天然金刚石和合成单晶金刚石。合成单晶金刚石容易加工成期望的形状，并且适合作为本实施例的切削刃构件的材料。对制造合成单晶金刚石的方法没有特别限制。例如，可以使用利用高压合成方法或气相合成方法生产的合成单晶金刚石。当切削刃构件由单晶金刚石构成时，切削刃构件的与工件接触的表面优选地对应于(100)面、(110)面或(211)面。
对多晶金刚石的制造方法没有特别限制。例如，可以使用多晶金刚石，其通过在不添加烧结助剂或催化剂的情况下，在非常高的温度和压力下烧结具有石墨型层结构的碳材料而获得。
对烧结金刚石的制造方法没有特别的限制。例如，可以使用这样获得的烧结金刚石：使用诸如钴等金属粘结剂来烧结金刚石颗粒。
作为立方氮化硼，可以使用：通过使用诸如Co(钴)或Al(铝)等金属结合剂来烧结cBN颗粒而获得的cBN烧结材料；通过使用诸如TiN(氮化钛)、TiC(碳化钛)等陶瓷粘合剂来烧结cBN颗粒而获得的cBN烧结材料；不使用催化剂而将六方氮化硼直接转化为立方晶氮化硼并烧结而获得的无粘结剂cBN烧结材料；等等。
[第二实施例]
以下将参考图5至图7描述根据第二实施例的修整器。图5是根据第二实施例的修整器的示意性剖视图。图6为图5所示的修整器中沿着X2-X2'线截取的剖视图。图7为图5所示的修整器中沿着Y2-Y2'线截取的剖视图。
如图5所示，修整器13包括：安装构件18；以及切削刃构件11，其包括沿一个插入方向插入安装构件18中的部分11a。第二实施例的修整器除了切削刃构件11的形状和安装构件18的凹部的对应形状之外，可以具有与第一实施例的修整器基本相同的构造。因此，在下面的描述中，将描述切削刃构件11的形状。
切削刃构件11包括插入部11a和露出部11b。此外，切削刃构件也可以不包括露出部，并且可以仅由插入部11a构成。
在切削刃构件11中，插入部11a包括：第一插入部11a'，其具有沿垂直于插入方向的线截取的截面，第一插入部11a'的截面具有与修整表面的截面相同的形状；以及第二插入部11a"，其具有比第一插入部11a'大的截面积，且位于基端部P侧。也就是说，切削刃构件11的插入部11a具有这样的一个部分：其沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积在插入方向上从前端部T侧朝向基端部P侧增加。当如在本实施例中那样截面积间断地增加而不是连续地增加时，具有增加的截面积的部分是指在具有第一截面积的部分(第一插入部11a')与相对于具有第一截面积的部分位于基端部侧且具有比第一截面积大的第二截面积的部分(第二插入部11a")之间的边界面F上的区域。
在第二实施例中，插入部11a的侧面在插入方向的基端部P侧具有突起部，从而提供在插入部11a和安装构件18之间的配合部。因此，使切削刃构件11不太可能与安装构件18分离。
此外，第一插入部11a'的截面形状是恒定的。因此，即使在切削刃构件磨损时通过研磨切削刃构件而使切削刃构件修复时，也能够维持与修复前的切削刃形状相同的切削刃形状。因此，修复后的修整器也能够维持与修复前的切削性能相同的切削性能。
[第三实施例]
以下，参照图8至图10及图17描述根据第三实施例的修整器。图8为根据第三实施例的修整器的示意性剖视图。图9是图8所示修整器中沿X3-X3'线截取的剖视图。图10是图8所示修整器中沿Y3-Y3'线截取的剖视图。图17示出了第三实施例的修整器所使用的切削刃构件的示例性制造方法。
如图8所示，修整器23包括：安装构件28；以及切削刃构件21，其包括沿一个插入方向插入安装构件28中的部分21a。第三实施例的修整器除了切削刃构件21的形状和安装构件28的凹部的对应形状之外，可以具有与第一实施例的修整器基本相同的构造。因此，在下面的描述中，将描述切削刃构件21的形状。
切削刃构件21包括插入部21a和露出部21b。此外，切削刃构件可以不包括露出部，并且可以仅由插入部21a构成。
例如，通过在虚线Z所示的位置将切削刃构件前体61等分成两部分，可以获得切削刃构件21。切削刃构件前体61具有诸如如图17所示的棱柱形状。
切削刃构件21的插入部21a的沿垂直于插入方向的线截取的截面处的面积随着该截面与插入部21a的基端部P之间在插入方向上的距离的减小而单调增加。因此，与第一实施例相同，即使在由于使用修整器而导致切削刃构件磨损而变短的情况下，也能够使切削刃构件不与安装构件分离，从而修整器可以具有长的工具寿命。此外，能够在切削刃构件的负荷比现有技术的负荷小的情况下固定切削刃构件和安装构件，因此，接合时在切削刃构件的内部不太可能产生损伤。因此，修整器可以具有长的工具寿命。
能够通过将具有棱柱状的一个切削刃构件前体等分成两部分而得到切削刃构件21。因此，不太可能产生切削刃构件的制造损耗，并且第三实施例的修整器在制造成本方面有利。
[第四实施例]
以下将参考图11至图13描述根据第四实施例的修整器。图11为根据第四实施例的修整器的示意性剖视图。图12为图11所示的修整器中沿着X4-X4'线截取的剖视图。图13为图11所示的修整器中沿着Y4-Y4'线截取的剖视图。
如图11所示，修整器33包括：安装构件38；以及切削刃构件31，其包括沿一个插入方向插入安装构件38中的部分31a。第四实施例的修整器除了切削刃构件31的形状和安装构件38的凹部的对应形状之外，可以具有与第一实施例的修整器基本相同的构造。因此，在下面的描述中，将描述切削刃构件31的形状。
切削刃构件31包括插入部31a和露出部31b。此外，切削刃构件可以不具有露出部，并且可以仅由插入部31a构成。
切削刃构件31的插入到安装构件38中的部分的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积随着在该截面与插入部31a的基端部P之间在插入方向上的距离减小而暂且减小、然后增加。具体地说，插入部31a具有这样的形状：在四棱柱的一部分处形成有凹口31e。插入部31a的侧面设置有由凹口31e形成的凹部，从而在插入部31a和安装构件38之间形成配合部，因此，切削刃构件31不太可能与安装构件38分离。
此外，插入部31a的截面形状除了凹口31e之外是恒定的。因此，即使在切削刃部磨损时通过研磨切削刃构件而使切削刃构件修复的情况下，也能够维持与修复前的切削刃形状相同的切削刃形状。因此，修复后的修整器也能够维持与修复前的切削性能相同的切削性能。
[第五实施例]
根据第一至第四实施例中的每一个的修整器的切削刃构件的形状可应用于点式单点修整器、刀片式多点修整器和旋转式修整器中的任何一种。即使在由于使用每一种修整器而使切削刃构件磨损而变短的情况下，切削刃构件也不与安装构件分离，从而修整器可以具有长的工具寿命。此外，由于不需要将切削刃构件和安装构件牢固地接合，因此在接合时，在切削刃构件的内部不太可能产生损伤，从而修整器可以具有长的工具寿命。
[第六实施例]
下面描述根据第一至第五实施例中的每一个的修整器的示例性制造方法。
制备在修整表面处设置有凹部的安装构件。将切削刃构件插入到安装构件的凹部中，并且在安装构件与切削刃构件之间的空间中提供诸如烧结合金原料粉末等接合原料粉末。切削刃构件具有例如在第一至第四实施例中的每一个中示出的形状。
在500℃以上且700℃以下的温度下、在0.5t/cm2的烧结压力下，对凹部中布置有切削刃构件和接合原料粉末的安装构件加热5分钟以上且10分钟以下，以便烧结接合原料粉末，从而将切削刃构件和安装构件彼此接合。以这种方式，获得修整器。
在现有技术中，为了避免切削刃构件与安装构件分离，在800℃以上且900℃以下的温度下、在1.0至1.5t/cm2的烧结压力下，进行10分钟以上且15分钟以下的烧结。在这种烧结条件下，高温高压负载施加到切削刃构件，并且在烧结期间切削刃构件和接合原料粉末之间的热膨胀差变得过大，结果可能在切削刃构件内部引起损伤。根据本实施例，与现有技术相比，能够在更低的温度和更低的压力下进行更短时间的烧结，因此能够抑制在切削刃构件的内部产生损伤。
实例
以下，通过各实例更具体地描述本实施例。然而，本实施例不受这些实例的限制。
[实例1]
在实例1中，制造具有图14所示形状的点式单点修整器。切削刃构件41由合成单晶金刚石构成。切削刃构件41的与工件接触的表面对应于(211)面。安装构件48由碳钢构成。使用Fe-Cu-Sn作为切削刃构件与安装构件的接合材料。
切削刃构件41的插入部具有四角锥台形状。切削刃构件41的插入部沿垂直于插入方向的线截取的截面在前端部T处为0.6mm2，并且在基端部P处为1.12×0.6mm2。切削刃构件41的插入部的沿插入方向的长度L1为3mm。面积与插入部的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积相等的圆的直径的最大值M1为0.927mm。长度L1与最大值M1的比值(L1/M1)为3.24。
[比较例1]
在比较例1中，制造除了切削刃构件的形状以外与实例1相同构造的点式单点修整器。
切削刃构件的插入部具有四棱柱形状。切削刃构件的插入部沿垂直于插入方向的线截取的截面形状沿插入方向不变。该切削刃构件的插入部为0.6mm2。切削刃构件的插入部的长度L1为3mm。面积与插入部的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积相等的圆的直径的最大值M1为0.677mm。长度L1与最大值M1的比值(L1/M1)为4.43。
<修整器的评价>
为了评价工具寿命，使用实例1和比较例1的修整器中的每一个在以下条件下进行湿式修整：使用WA磨石作为对象；将磨石圆周速度设定为30m/sec；并且切入量设定为0.05mm。
在实例1的修整器中，即使在切削刃构件的磨损量为2mm时，也能够正常地进行修整而不使切削刃构件与安装构件分离。
在比较例1的修整器中，当切削刃构件的磨损量为2mm时，切削刃构件与安装构件分离，结果不能进行修整。
可以确认的是，实例1的修整器的工具寿命比比较例1的修整器的工具寿命长。
[实例2]
在实例2中，制造具有图14所示形状的点式单点修整器。切削刃构件41由合成单晶金刚石构成。切削刃构件41的与工件接触的表面对应于(211)面。安装构件48由碳钢构成。使用Fe-Cu-Sn作为切削刃构件与安装构件之间的接合材料。
切削刃构件41的插入部具有四角锥台形状。切削刃构件41的插入部沿垂直于插入方向的线截取的截面在前端部T处为1.1mm2，并且在基端部P处为1.31×1.1mm2。切削刃构件41的插入部的沿插入方向的长度L1为3mm。面积与插入部的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积相等的圆的直径的最大值M1为0.74mm。长度L1与最大值M1的比值(L1/M1)为2.21。
[比较例2]
在比较例2中，制造除了切削刃构件的形状以外与实例2相同构造的点式单点修整器。
切削刃构件的插入部具有四棱柱形状。切削刃构件的插入部沿垂直于插入方向的线截取的截面形状沿插入方向不变。该切削刃构件的插入部为1.1mm2。切削刃构件的插入部的长度L1为3mm。面积与插入部的沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积相等的圆的直径的最大值M1为1.24mm。长度L1与最大值M1的比值(L1/M1)为2.42。
[比较例3]
在比较例3中，制造除了切削刃构件的形状以外与实例2相同的构造的点式单点修整器。
切削刃构件的插入部具有四角锥台形状。切削刃构件的插入部的沿垂直于插入方向的线截取的截面在前端部为1.1mm2，并且在基端部为1.625×1.1mm2。切削刃构件的插入部的长度L1为3mm。面积等于插入部沿垂直于插入方向的线截取的截面的面积的圆的直径的最大值M1为1.509mm。长度L1与最大值M1的比值(L1/M1)为1.99。
<修整器的评价>
为了评价工具寿命，使用实例2、比较例2和比较例3的修整器中的每一个，在以下条件下进行湿式修整：使用WA磨石作为对象；将磨石圆周速度设定为30m/sec；并且切入量设定为0.05mm。
在实例2的修整器中，即使在切削刃构件的磨损量为2.2mm时，也能够正常地进行修整而不使切削刃构件与安装构件分离。
在比较例2的修整器中，当切削刃构件的磨损量为2.2mm时，切削刃构件与安装构件分离，结果不能进行修整。
在比较例3的修整器中，当切削刃构件的磨损量为2.2mm时，用作对象的WA磨石表面熔化而粘附在切削刃构件上，结果切削刃构件由于破裂而脱落。因此，不能继续修整。
可以确认的是，实例2的修整器的工具寿命比比较例2和3的每一个的修整器的工具寿命长。
至此，已经说明了本发明的各实施例和各实例，但是最初期望适当地组合各实施例和各实例的构造，并且以各种方式修改它们。
本文公开的各实施例和各实例在任何方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求的条款而不是上述各实施例和各实例限定，并且旨在包括与权利要求的条款等同的含义和范围内的任何修改。
附图标记列表
1、11、21、31、41、51、61：切削刃构件；2、12、22、32、42、52、62：安装构件基底；3、13、23、33：修整器；7、17、27、37、47、57、67：接合材料；8、18、28、38、48、58、68：安装构件；43：点式单点修整器；53：刀片式多点修整器；63：旋转式修整器；P：基端部；T：前端部。

Claims (16)

1.一种修整器，包括：
安装构件；以及
切削刃构件，其在基端部侧插入所述安装构件，通过使所述切削刃构件的插入到所述安装构件的部分与所述安装构件接触而将所述切削刃构件固定到所述安装构件，所述切削刃构件在前端部侧从所述安装构件露出以形成切削刃，其中，
所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分具有一个或多个部分，在每个部分中，沿垂直于所述切削刃构件的插入方向的线截取的截面的面积在所述插入方向上从所述前端部侧朝向所述基端部侧增加，并且
长度L1与最大值M1的比值L1/M1为2.1以上，其中L1表示所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的长度，并且M1表示如下圆的直径的最大值：所述圆的面积等于所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的沿垂直于所述插入方向的所述线截取的所述截面的所述面积。
2.根据权利要求1所述的修整器，其中，从所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分中沿垂直于所述插入方向的所述线截取的所述截面的所述面积从所述前端部侧朝向所述基端部侧增加的部分中的至少一个部分到所述切削刃构件的所述基端部在所述插入方向上的距离小于所述长度L1的1/2，其中L1表示所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分在所述插入方向上的长度。
3.根据权利要求1所述的修整器，其中，所述最大值M1与最小值M2之间的差M1-M2为0.01mm以上，其中M1表示所述圆的所述直径的所述最大值，所述圆的所述面积等于所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分中沿垂直于所述插入方向的所述线截取的所述截面的所述面积，并且M2表示面积等于所述截面的所述面积的所述圆的所述直径的最小值。
4.根据权利要求2所述的修整器，其中，所述最大值M1与最小值M2之间的差M1-M2为0.01mm以上，其中M1表示所述圆的所述直径的所述最大值，所述圆的所述面积等于所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分中沿垂直于所述插入方向的所述线截取的所述截面的所述面积，并且M2表示面积等于所述截面的所述面积的所述圆的所述直径的最小值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的修整器，其中，所述切削刃构件包含金刚石或立方氮化硼。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的修整器，其中，
所述切削刃构件由单晶金刚石构成，并且
所述切削刃构件的与工件接触的表面对应于(100)面、(110)面或(211)面。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的修整器，其中，所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的沿垂直于所述插入方向的所述线截取的所述截面的所述面积在所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分的所述基端部处具有最大值。
8.根据权利要求5所述的修整器，其中，所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的沿垂直于所述插入方向的所述线截取的所述截面的所述面积在所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分的所述基端部处具有最大值。
9.根据权利要求6所述的修整器，其中，所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的沿垂直于所述插入方向的所述线截取的所述截面的所述面积在所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分的所述基端部处具有最大值。
10.根据权利要求7所述的修整器，其中，所述截面的所述面积随着所述截面与所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分的所述基端部之间在所述插入方向上的距离的减小而单调增加。
11.根据权利要求8所述的修整器，其中，所述截面的所述面积随着所述截面与所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分的所述基端部之间在所述插入方向上的距离的减小而单调增加。
12.根据权利要求9所述的修整器，其中，所述截面的所述面积随着所述截面与所述切削刃构件的插入到所述安装构件的所述部分的所述基端部之间在所述插入方向上的距离的减小而单调增加。
13.一种修整器，包括：
安装构件；以及
切削刃构件，其在基端部侧插入所述安装构件，通过使所述切削刃构件的插入到所述安装构件的部分与所述安装构件接触而将所述切削刃构件固定到所述安装构件，所述切削刃构件在前端部侧从所述安装构件露出以形成切削刃，
其中，所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分具有一个或多个部分，在每个部分中，沿垂直于所述切削刃构件的插入方向的线截取的截面的面积随着所述截面与所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的所述基端部之间在所述插入方向上的距离的减小而暂且减小、然后增加，并且
长度L1与最大值M1的比值L1/M1为2.1以上，其中L1表示所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的长度，并且M1表示如下圆的直径的最大值：所述圆的面积等于所述切削刃构件的插入到所述安装构件中的所述部分的沿垂直于所述插入方向的所述线截取的所述截面的所述面积。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的修整器，其中，所述修整器为点式单点修整器、刀片式多点修整器或旋转式修整器。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的修整器，其中，所述安装构件包括安装构件基底以及在所述安装构件基底和所述切削刃构件之间的区域处的接合材料。
16.根据权利要求15所述的修整器，其中，所述接合材料由烧结合金制成。
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