JP2000288804A - ダイヤモンドバイト - Google Patents
ダイヤモンドバイトInfo
- Publication number
- JP2000288804A JP2000288804A JP11136137A JP13613799A JP2000288804A JP 2000288804 A JP2000288804 A JP 2000288804A JP 11136137 A JP11136137 A JP 11136137A JP 13613799 A JP13613799 A JP 13613799A JP 2000288804 A JP2000288804 A JP 2000288804A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shank
- diamond
- cutting tool
- carbide insert
- diamond cutting
- 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
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速、高負荷切削においても剥離するこ
とのない単結晶ダイヤモンドバイトを提供する。 【解決手段】 単結晶ダイヤモンドバイトを超硬インサ
ートにろう付けした上、超硬インサート上とダイヤモン
ドバイトの掬い面上にまたがる押え板を超硬インサート
と共にビスにてシャンクに一体締結してダイヤモンドバ
イトの補強保持を行う。
とのない単結晶ダイヤモンドバイトを提供する。 【解決手段】 単結晶ダイヤモンドバイトを超硬インサ
ートにろう付けした上、超硬インサート上とダイヤモン
ドバイトの掬い面上にまたがる押え板を超硬インサート
と共にビスにてシャンクに一体締結してダイヤモンドバ
イトの補強保持を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は単結晶ダイヤモンドバイ
トに関わるもので、特に、高速ないし高負荷切削にも耐
えるよう補強したものである。
トに関わるもので、特に、高速ないし高負荷切削にも耐
えるよう補強したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、単結晶ダイヤモンドバイトは、刃
先加工されたダイヤモンド原石を切刃構成部及び掬い面
のみ露出させて、焼結金属に埋め込み、これをシャンク
にろう付けして固定させていた。しかし、焼結の際の加
圧加熱及び金属粉末とダイヤモンドとの熱膨張差などか
ら、ダイヤモンドの位置がどうしても固定されないの
で、焼結完了後、シャンクとの相対的な位置関係を正し
く調整する位置決めが困難となる。又、ダイヤモンドが
焼結時の熱の影響を受けて熱劣化し、特に、鋭利な切刃
部の強度が低下する。そこで、図２に示す如く、単結晶
ダイヤモンドバイトの底面を平面に研磨加工して、直接
シャンクにろう付けする方法が普及し始めた。
先加工されたダイヤモンド原石を切刃構成部及び掬い面
のみ露出させて、焼結金属に埋め込み、これをシャンク
にろう付けして固定させていた。しかし、焼結の際の加
圧加熱及び金属粉末とダイヤモンドとの熱膨張差などか
ら、ダイヤモンドの位置がどうしても固定されないの
で、焼結完了後、シャンクとの相対的な位置関係を正し
く調整する位置決めが困難となる。又、ダイヤモンドが
焼結時の熱の影響を受けて熱劣化し、特に、鋭利な切刃
部の強度が低下する。そこで、図２に示す如く、単結晶
ダイヤモンドバイトの底面を平面に研磨加工して、直接
シャンクにろう付けする方法が普及し始めた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ダイヤモンド
と金属のろう着は、金属どうしのように強力でなく、ろ
う材及びろう着方法に関し種々提案されてきた。例え
ば、特開昭６１−４６０３では、銀ろうの上に活性金属
であるＴａ、Ｔｉ、Ｚｒを２〜３０％含有させた金ろう
を介在させて、ダイヤモンドを鉄基Ｃｏ−Ｎｉ焼結合金
にろう付けしている。特開昭６２−１４８１０４では、
銀ろうとＴａを含有させた金ろう間にＷ−Ｃｕ焼結合金
を介在させて、ダイヤモンドを超硬合金にろう付けして
いる。特開昭６３−３００８０３は、金ろうと銀ろうの
間にダイヤモンドとの熱膨張係数を近づける上で、Ｗ、
Ｍｏ、ＷＣ−Ｍｏ合金などの金属層を介在させてダイヤ
モンドとシャンクを接合している。Ｎｉろうを用いるも
のとしては、特開昭６１−１９３７７０では、Ｂを２〜
３０％含有したＣｏを含有をするＮｉろうとし、特開平
１−３０８８８３はＣｒを含有するＮｉろうとＰｄ及び
Ｃｒを含有するＮｉろうに３％Ｂを添加したものなどが
提案されている。
と金属のろう着は、金属どうしのように強力でなく、ろ
う材及びろう着方法に関し種々提案されてきた。例え
ば、特開昭６１−４６０３では、銀ろうの上に活性金属
であるＴａ、Ｔｉ、Ｚｒを２〜３０％含有させた金ろう
を介在させて、ダイヤモンドを鉄基Ｃｏ−Ｎｉ焼結合金
にろう付けしている。特開昭６２−１４８１０４では、
銀ろうとＴａを含有させた金ろう間にＷ−Ｃｕ焼結合金
を介在させて、ダイヤモンドを超硬合金にろう付けして
いる。特開昭６３−３００８０３は、金ろうと銀ろうの
間にダイヤモンドとの熱膨張係数を近づける上で、Ｗ、
Ｍｏ、ＷＣ−Ｍｏ合金などの金属層を介在させてダイヤ
モンドとシャンクを接合している。Ｎｉろうを用いるも
のとしては、特開昭６１−１９３７７０では、Ｂを２〜
３０％含有したＣｏを含有をするＮｉろうとし、特開平
１−３０８８８３はＣｒを含有するＮｉろうとＰｄ及び
Ｃｒを含有するＮｉろうに３％Ｂを添加したものなどが
提案されている。
【０００４】これらの手法により、又、接合強度のある
Ｔｉ系銀ろうが市販されるに至り、図２に示すようなシ
ャンク１に直接単結晶ダイヤモンド４をろう付けしたダ
イヤモンドバイトが製造可能となった。しかし、２ｃｔ
もの大粒のダイヤモンドを使ってバイトとしても、その
接合面積はせいぜい１０ｍｍ２程度に過ぎない。ダイヤ
モンドの価格はその大きさの自乗に比例すると言われて
いるように、大粒のダイヤモンドを用いることは極めて
高価なものとなる。小さな粒径のダイヤモンドの使用を
求められているが、その接合面積が充分にとれず接合強
度が不足する。一方、近年益々高能率切削が求められる
ようになり、高速、高負荷切削が一般的になりつつあ
る。このため、接合強度が負荷に耐えられずにダイヤモ
ンドバイトが接合面から剥離してしまう事態に至った。
Ｔｉ系銀ろうが市販されるに至り、図２に示すようなシ
ャンク１に直接単結晶ダイヤモンド４をろう付けしたダ
イヤモンドバイトが製造可能となった。しかし、２ｃｔ
もの大粒のダイヤモンドを使ってバイトとしても、その
接合面積はせいぜい１０ｍｍ２程度に過ぎない。ダイヤ
モンドの価格はその大きさの自乗に比例すると言われて
いるように、大粒のダイヤモンドを用いることは極めて
高価なものとなる。小さな粒径のダイヤモンドの使用を
求められているが、その接合面積が充分にとれず接合強
度が不足する。一方、近年益々高能率切削が求められる
ようになり、高速、高負荷切削が一般的になりつつあ
る。このため、接合強度が負荷に耐えられずにダイヤモ
ンドバイトが接合面から剥離してしまう事態に至った。
【０００５】本発明者は特定の条件で切削作用時のダイ
ヤモンドバイトとろう材との境界面数ヵ所に於ける温度
を実測し、それを基にろう付け面全面を細かく区分した
各部位に渡る温度分布を算出した。温度分布から加工熱
による応力分布を、又、ろう付け温度８００℃から常温
に冷却された時の残留応力を、更に、切削抵抗を受ける
時の応力分布をフックの法則にて算出し、それらを加算
して図３に示すろう付け面に於ける垂直方向の応力分布
図を得た。図中プラス数値は引張力でバイトに下方の力
がかかることになる。マイナス数値は圧縮力で、特にバ
イト後端部にバイトを持ち上げるようとする力が大きく
かかることが判る。従って、バイトの後端部に保持力を
付加することで、バイトの剥離が防げることに思い至っ
た。
ヤモンドバイトとろう材との境界面数ヵ所に於ける温度
を実測し、それを基にろう付け面全面を細かく区分した
各部位に渡る温度分布を算出した。温度分布から加工熱
による応力分布を、又、ろう付け温度８００℃から常温
に冷却された時の残留応力を、更に、切削抵抗を受ける
時の応力分布をフックの法則にて算出し、それらを加算
して図３に示すろう付け面に於ける垂直方向の応力分布
図を得た。図中プラス数値は引張力でバイトに下方の力
がかかることになる。マイナス数値は圧縮力で、特にバ
イト後端部にバイトを持ち上げるようとする力が大きく
かかることが判る。従って、バイトの後端部に保持力を
付加することで、バイトの剥離が防げることに思い至っ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は小さなダイヤモ
ンドであっても、強固にシャンクに固定され剥離するこ
とのないようにしたものである。第一に、ダイヤモンド
チップは鋼製のシャンクに直にろう付けするのではな
く、超硬インサート上にろう付けし、このインサートを
シャンクに固定させる。ダイヤモンドの熱膨張係数は極
めて小さく、約１Ｘ１０−６であるのに対し、鋼の熱膨
張係数は１０〜１８Ｘ１０−６、一方、超硬の熱膨張係
数は約６Ｘ１０−６である。従って、１０倍以上も熱膨
張係数の大きな鋼にろう付けするより、超硬にろう付け
する方が接合強度がよくなる。
ンドであっても、強固にシャンクに固定され剥離するこ
とのないようにしたものである。第一に、ダイヤモンド
チップは鋼製のシャンクに直にろう付けするのではな
く、超硬インサート上にろう付けし、このインサートを
シャンクに固定させる。ダイヤモンドの熱膨張係数は極
めて小さく、約１Ｘ１０−６であるのに対し、鋼の熱膨
張係数は１０〜１８Ｘ１０−６、一方、超硬の熱膨張係
数は約６Ｘ１０−６である。従って、１０倍以上も熱膨
張係数の大きな鋼にろう付けするより、超硬にろう付け
する方が接合強度がよくなる。
【０００７】又、本発明はダイヤモンドチップをろう付
けした超硬インサートとインサート上に載置した押え板
とを同時にシャンクにねじ止め固定し、且つ、押え板の
一端でダイヤモンドチップの掬い面を押圧して固定し、
ダイヤモンドチップの保持強度を向上するようにした。
けした超硬インサートとインサート上に載置した押え板
とを同時にシャンクにねじ止め固定し、且つ、押え板の
一端でダイヤモンドチップの掬い面を押圧して固定し、
ダイヤモンドチップの保持強度を向上するようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明を図１に基づいて具体的に
説明する。１は鋼製のシャンクで、シャンクの先端部に
窪み３が形成され、超硬インサート２がその上面２ａが
シャンクの上面１ａと同一平面か又は僅かに突出する程
度に載置される。超硬インサート２の先端部には、掬い
面及び底面を平坦に研磨してなる単結晶ダイヤモンドバ
イト４がろう付けされている。シャンク１の窪み３に
は、シャンクの底面に向けてねじ穴５が設けられてい
る。超硬インサート２及び押え板６には、それぞれバカ
穴７、８がビス１０によって、一体締結されるようねじ
穴と位置を合わせて貫通されている。
説明する。１は鋼製のシャンクで、シャンクの先端部に
窪み３が形成され、超硬インサート２がその上面２ａが
シャンクの上面１ａと同一平面か又は僅かに突出する程
度に載置される。超硬インサート２の先端部には、掬い
面及び底面を平坦に研磨してなる単結晶ダイヤモンドバ
イト４がろう付けされている。シャンク１の窪み３に
は、シャンクの底面に向けてねじ穴５が設けられてい
る。超硬インサート２及び押え板６には、それぞれバカ
穴７、８がビス１０によって、一体締結されるようねじ
穴と位置を合わせて貫通されている。
【０００９】押え板６は、ダイヤモンドバイトの掬い面
の一端に当接する当接面６ａと超硬インサート上面に当
接する当接面６ｂを有し、これら両当接面の中間をビス
１０でシャンクに一体締結することでダイヤモンドバイ
トを締結する。尚、当接面６ａがダイヤモンドバイトに
接触する長さｔはダイヤモンドバイトの全長Ｌに対し、
その１／５以上（即ち、ｔ≧１／５Ｌ）で当接するのが
よい。あまりに少ないと、締結した際、掬い面の後端部
にのみ押圧力が働き、掬い面の先端部（刃先部側）に持
ち上がる力が働いてしまう虞がある。より好ましくは１
／２以上である。押え板に設けられた穴は、バカ穴８と
皿穴９で形成された穴として図示したが、バカ穴のみと
し、皿ビスでなく平ビスないし六角ボルトで押え板を締
結しても何ら問題はない。このように、押え板の当接面
によって、切削作用時にバイトを持ち上げようとする力
の働く後端部を含んで掬い面上から保持することで、剥
離の生じることのないようにした。
の一端に当接する当接面６ａと超硬インサート上面に当
接する当接面６ｂを有し、これら両当接面の中間をビス
１０でシャンクに一体締結することでダイヤモンドバイ
トを締結する。尚、当接面６ａがダイヤモンドバイトに
接触する長さｔはダイヤモンドバイトの全長Ｌに対し、
その１／５以上（即ち、ｔ≧１／５Ｌ）で当接するのが
よい。あまりに少ないと、締結した際、掬い面の後端部
にのみ押圧力が働き、掬い面の先端部（刃先部側）に持
ち上がる力が働いてしまう虞がある。より好ましくは１
／２以上である。押え板に設けられた穴は、バカ穴８と
皿穴９で形成された穴として図示したが、バカ穴のみと
し、皿ビスでなく平ビスないし六角ボルトで押え板を締
結しても何ら問題はない。このように、押え板の当接面
によって、切削作用時にバイトを持ち上げようとする力
の働く後端部を含んで掬い面上から保持することで、剥
離の生じることのないようにした。
【００１０】
【発明の効果】以上のように、本発明は鋼製シャンクよ
りダイヤモンドに近い熱膨張係数の超硬インサートにろ
う付けすることで接合強度をより強くし、かつ、切削作
用時にダイヤモンドバイトの後端部分にかかるバイトを
持ち上げようとする力に対し、押え板でもって保持強度
を補って、高速、高負荷切削でもダイヤモンドバイトの
剥離が生じないようにした。
りダイヤモンドに近い熱膨張係数の超硬インサートにろ
う付けすることで接合強度をより強くし、かつ、切削作
用時にダイヤモンドバイトの後端部分にかかるバイトを
持ち上げようとする力に対し、押え板でもって保持強度
を補って、高速、高負荷切削でもダイヤモンドバイトの
剥離が生じないようにした。
【図１】本発明のダイヤモンドバイトを示す一部断面図
【図２】従来のダイヤモンドバイトを示す側面図
【図３】ろう付け面にかかる応力分布図
１ シャンク １ａ シャンク上面 ２ 超硬インサート ２ａ インサート上面 ３ シャンクの窪み ４ 単結晶ダイヤモンドバイト ５ ねじ穴 ６ 押え板 ６ａ 掬い面との当接面 ６ｂ インサートとの当接面 ７ 超硬インサートに設けられたバカ穴 ８ 押え板に設けられたバカ穴 ９ 押え板に設けられた皿穴 １０ ビス Ｌ 単結晶ダイヤモンドの全長 ｔ 当接面６ａがバイトと当接する長さ
Claims (2)
- 【請求項１】 底面及び掬い面を平坦に研磨された単結
晶ダイヤモンドバイトをろう付けした超硬インサートを
シャンクの窪みに載置し、更に、該ダイヤモンドバイト
の掬い面と超硬インサートの上面に当接する押え板を載
置し、押え板と超硬インサートに設けられたバカ穴とシ
ャンクに設けられたねじ穴の位置を合わせ、三者をねじ
で締結して一体としたダイヤモンドバイト - 【請求項２】 前記押え板が前記ダイヤモンドバイトの
掬い面と当接する当接面の長さを、ダイヤモンドバイト
の全長に対し、１／５以上であることを特徴とする請求
項１記載のダイヤモンドバイト
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11136137A JP2000288804A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | ダイヤモンドバイト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11136137A JP2000288804A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | ダイヤモンドバイト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000288804A true JP2000288804A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=15168184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11136137A Pending JP2000288804A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | ダイヤモンドバイト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000288804A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011045955A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Kyocera Corp | 切削工具 |
| KR101069108B1 (ko) * | 2009-03-05 | 2011-10-04 | 정대성 | 스파이럴 베벨 기어 커터용 인서트팁 블레이드 |
| CN106457415A (zh) * | 2014-03-24 | 2017-02-22 | 三菱综合材料株式会社 | 复合部件及切削工具 |
| KR20180034301A (ko) | 2015-07-22 | 2018-04-04 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 단결정 다이아몬드재, 단결정 다이아몬드칩 및 천공 공구 |
| CN109773221A (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-21 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 切削用加工工具 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP11136137A patent/JP2000288804A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101069108B1 (ko) * | 2009-03-05 | 2011-10-04 | 정대성 | 스파이럴 베벨 기어 커터용 인서트팁 블레이드 |
| JP2011045955A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Kyocera Corp | 切削工具 |
| CN106457415A (zh) * | 2014-03-24 | 2017-02-22 | 三菱综合材料株式会社 | 复合部件及切削工具 |
| CN106457415B (zh) * | 2014-03-24 | 2018-12-21 | 三菱综合材料株式会社 | 复合部件及切削工具 |
| US10286454B2 (en) | 2014-03-24 | 2019-05-14 | Mitsubishi Materials Corporation | Composite part and cutting tool |
| KR20180034301A (ko) | 2015-07-22 | 2018-04-04 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 단결정 다이아몬드재, 단결정 다이아몬드칩 및 천공 공구 |
| US10287708B2 (en) | 2015-07-22 | 2019-05-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Single-crystal diamond material, single-crystal diamond chip, and perforated tool |
| US10774442B2 (en) | 2015-07-22 | 2020-09-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Single-crystal diamond material, single-crystal diamond chip, and perforated tool |
| CN109773221A (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-21 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 切削用加工工具 |
| JP2019089147A (ja) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 切削用加工工具 |
| CN109773221B (zh) * | 2017-11-13 | 2020-10-30 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 切削用加工工具 |
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