JP2001322029A

JP2001322029A - ダイヤモンド回転多刃工具

Info

Publication number: JP2001322029A
Application number: JP2000146027A
Authority: JP
Inventors: Koji Sawa; 孝治沢; Arihiro Totani; 有宏戸谷
Original assignee: Allied Material Corp
Current assignee: Allied Material Corp
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-20

Abstract

(57)【要約】【課題】切刃として複数のダイヤモンドチップが接合
された回転多刃工具で切削加工を行った時の切屑の排出
性を高め、切削加工を続けても切屑の排出性が低下しに
くい低コストの回転多刃工具を得る。【解決手段】切刃となるダイヤモンドチップ２上に、
チップブレーカ３を形成する。前記チップブレーカ３
は、底刃５となる面、外周切刃６となる面、すくい面４
の３面が交わるコーナー部に設けられ、底刃５となる面
及び外周切刃６となる面の交線部には面取りを行って、
食い付き切刃７を設ける。前記チップブレーカ３の壁面
３ａは、底刃５から外周切刃６にかけて直線状に設け、
この壁面３ａと底刃５との角度Ａを１度以上４５度以下
とする。また、前記チップブレーカ３のすくい面３ｂ
は、４度以上２０度以下のすくい角Ｂを設けることによ
り、切屑の流れがよりスムーズになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、複数の切刃にダイ
ヤモンドチップを使った回転多刃工具に関するものであ
り、中でも特に非鉄金属の穴の内面の仕上げ加工を行う
ための、ダイヤモンドリーマに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より非鉄金属などの加工を行う工具
として、切刃として複数のダイヤモンドチップ２を本体
１に接合した回転多刃工具がある。この工具の１つの例
として、加工された穴の内面を高精度に仕上げるため
の、ダイヤモンドリーマがある。このダイヤモンドリー
マは、経済性の観点から本体１を超硬合金などの材料で
製作し、切刃として作用する部分にのみ小サイズのダイ
ヤモンドチップ２を設けているのが一般的である。

【０００３】図４は従来のダイヤモンドリーマを示した
ものである。このリーマは、本体の先端外周に取付溝１
ａを設け、この取付溝１ａにダイヤモンドチップ２を接
合したものである。このような従来のダイヤモンドリー
マには、切屑排出性を高めるためのチップブレーカが設
けられていないが、延性の非鉄金属を切削した場合に
は、長い切屑が発生し、リーマ本体に絡みついて、切削
不能になるという問題がしばしば発生していた。特にリ
ーマによる加工では、穴の中で回転して切削するという
状況で切屑の排出がスムーズに行われないため、バイト
などに比べて切屑が絡みつきやすいからである。

【０００４】この問題を解決するものとして、特開平８
−２７６３０６号公報に記載のリーマがある。このリー
マの切刃部の一例を図５に示す。この提案は、切刃を構
成する超高硬度焼結体（本願のダイヤモンドチップに相
当）のすくい面４上に、超高硬度焼結体とは別加工され
た超硬などからなるチップブレーカピース９を接合して
設けたものである。このような構成にすることで、すく
い面４の面粗度を向上させることができるとともにブレ
ーカ３を容易に形成でき、超高硬度焼結体のろう付け面
積を広くできてろう付け部の接合強度を高めることがで
きるとされている。

【０００５】また、前記の公報に記載の従来例として、
図６に示すような超高硬度焼結体のすくい面４上にＲ溝
１０を設けてこれをブレーカとして機能させるものがあ
げられている。このＲ溝１０の形成は、砥石研磨や放電
研磨加工により行うがＲ溝１０の表面品位が悪いため
に、刃先の小チッピングが発生したり、すくい面４にア
ルミが溶着したりして切削性能が低下する問題があげら
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図５のリーマは、切刃
をダイヤモンドチップ２としたのに対し、ブレーカピー
ス９は超硬であるためにダイヤモンドからなる切刃より
も耐摩耗性が劣る。そのため、切刃がまだ使える状態で
あってもブレーカの機能が損なわれ、切削性能が悪くな
る恐れがある。また、超高硬度焼結体のすくい面４上に
ブレーカピース９をろう付けなどにより接合する手間が
かかるという問題が残る。

【０００７】一方、図６のリーマは、前記公報にも問題
点が記載されているように、切屑をカールさせるが、分
断させるほどの効果はなく、延性の被削材に対してチッ
プブレーカとしての機能は不足する。また、Ｒ溝１０を
形成するための放電研磨加工では、Ｒ溝１０の表面品位
が悪いという問題が残る。本発明は、以上のような問題
を解決し、切屑を効率的に寸断できるダイヤモンドリー
マを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の回転多刃工具の
第１の特徴は、本体に複数のダイヤモンドチップが接合
された回転多刃工具において、前記ダイヤモンドチップ
のすくい面上にチップブレーカを設けたことである。

【０００９】第２の特徴として、前記チップブレーカは
底刃と外周切刃とすくい面の交わるコーナー部に設けら
れたことである。

【００１０】第３の特徴として、前記チップブレーカの
壁面は、底刃から外周切刃にかけて直線状に設けられた
ことである。

【００１１】第４の特徴として、前記底刃と前記外周切
刃の交線部を面取りし、この面を食い付き切刃としたこ
とである。

【００１２】第５の特徴として、前記チップブレーカの
壁面は、底刃の面に対して１度以上４５度以下の角度で
形成されることである。（図２に示した角度Ａが、壁面
と底刃の面との角度である。）

【００１３】第６の特徴として、前記チップブレーカの
巾Ｗは、０．５ｍｍ以上６ｍｍ以下としたことである。

【００１４】第７の特徴として、前記チップブレーカの
高さＴは、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下としたこと
である。

【００１５】第８の特徴として、前記チップブレーカを
設けた部分のすくい面には、すくい角Ｂを設けたことで
ある。

【００１６】第９の特徴として、前記すくい角Ｂは４度
以上２０度以下としたことである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の回転多刃工具は、超硬合
金などの材料からなる本体の先端部に取付溝を設け、こ
の取付溝にダイヤモンドチップがろう付けなどにより接
合されている。ダイヤモンドチップのすくい面上にはチ
ップブレーカが設けられるが、このようにすることで、
チップブレーカ自体がダイヤモンドで形成され、切削機
能が向上する。このダイヤモンドチップは、単結晶ダイ
ヤモンドあるいは多結晶ダイヤモンドのいずれでも構わ
ないが、本発明では切削に作用する刃先部とブレーカ部
が一体の構成であり、それぞれの切削作用の方向が異な
るため、耐摩方向の観点から、方位性のない多結晶ダイ
ヤモンドを使うのが好ましい。

【００１８】ダイヤモンドチップのすくい面上にはチッ
プブレーカが設けられるが、このチップブレーカは、ダ
イヤモンドチップの底刃となる面、外周切刃となる面、
すくい面の３つの面のコーナー部に設けられ、チップブ
レーカの壁面は、底刃から外周切刃にかけて直線状に形
成される。このような形状にすることで、砥石研磨によ
る加工ができ、ダイヤモンドチップにチップブレーカを
形成するための加工が容易になるとともに、加工面の面
粗度を向上させることができる。

【００１９】また、ダイヤモンドチップの底刃となる面
及び外周切刃となる面の交線部は、面取りを行い、この
面を食い付き切刃とする。この食い付き切刃を設けるこ
とで、切削加工を開始したときに、まずこの食い付き切
刃が切削を行い、切屑をチップブレーカの方へ効率的に
流すことができる。

【００２０】チップブレーカの部分の壁面は、底刃とな
る面に対して、１度以上４５度以下の角度で形成するの
が望ましいが、より好ましくは４度以上２０度以下とす
る。１度以上としたのは、これより小さいとチップブレ
ーカを形成するのが困難なためであり、４５度以下とし
たのは、チップブレーカ部に流れてきた切屑を効率的に
寸断するのに必要なためである。

【００２１】チップブレーカの部分の巾Ｘは、０．５ｍ
ｍ以上６ｍｍ以下とするのが望ましい。０．５ｍｍ以上
としたのは、切屑を効率的に寸断するために必要なため
であり、６ｍｍ以下としたのは、これ以上大きくしても
切屑を寸断する効果は変わらないためである。また、チ
ップブレーカの高さＴは、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ
以下にするのが望ましい。０．０５ｍｍ以上としたの
は、切屑を効率的に寸断するために必要なためであり、
０．３ｍｍ以下にしたのは、これ以上大きくしても切屑
を寸断する効果はほとんど変わらず、加工に手間がかか
るためである。

【００２２】さらに、チップブレーカを設けた部分のす
くい面には、すくい角Ｂを設けるのが望ましい。すくい
角Ｂを設けることで、切屑をチップブレーカの壁面の方
へよりスムーズに流すことができ、切屑が効率的に寸断
されやすくなる。このすくい角Ｂは４度以上２０度以下
とすれば、切屑はチップブレーカの壁面の方へスムーズ
に流れる。

【００２３】

【実施例】本実施例では、ダイヤモンドリーマを例にあ
げて説明する。図１（ａ）は本発明のダイヤモンドリー
マの底面図、（ｂ）は側面図、図２（ａ）は切刃部の拡
大平面図、（ｂ）は拡大側面図、図３はダイヤモンドチ
ップをリーマの底面側から見た斜視図である。超硬合金
製の本体１の刃先部に取付溝１ａを設け、この取付溝１
ａに焼結ダイヤモンドからなるダイヤモンドチップ２が
ろう付けにより接合されている。このダイヤモンドチッ
プ２には、超硬合金の基台８が一体に形成されており、
この基台８はダイヤモンドチップ２の材料となる焼結ダ
イヤモンドを製造する際に、一体物として製造されてい
る。基台８を設けておくことで、本体１とのろう付けに
よる接合強度が向上する効果も得られる。

【００２４】図３に示すようにダイヤモンドチップ２に
は切刃として底刃５と外周切刃６が形成されており、こ
れらとすくい面４とのコーナー部にチップブレーカ３が
設けられている。また、底刃５と外周切刃６の交線部は
面取りされ、食い付き切刃７が形成されている。切削加
工を行う場合、まずこの食い付き切刃が切削を行い、切
屑をチップブレーカ３の方にスムーズに流すことができ
る。

【００２５】チップブレーカ３の壁面３ａは、底刃５の
部分から外周切刃６の部分にかけて、これら２種の刃の
面に対して斜めにかつ直線状に形成されている。このよ
うな形状にすることで、チップブレーカ３を設けるため
の加工を行うのに、砥石で研削や研磨を行うことが可能
になり、面粗度を向上させることができる。また、チッ
プブレーカ３のすくい面３ｂにはプラスのすくい角Ｂを
設けている。このすくい角Ｂにより、切屑がチップブレ
ーカの壁面３ａの方へよりスムーズに流れ、チップブレ
ーカの壁面３とすくい面４の交線部で切屑が寸断されて
本体１に巻き付くのが防止される。

【００２６】次に実験例について述べる。

【００２７】本発明のダイヤモンドリーマとして、図３
に示すダイヤモンドチップ２を本体１に接合したものを
用意し、比較例として、図４に示すチップブレーカの無
いダイヤモンドチップ２を設けたダイヤモンドリーマ、
及び図５に示すダイヤモンドチップ２を設けた直径φ１
２ｍｍのダイヤモンドリーマを用意した。これらのダイ
ヤモンドリーマの仕様を、表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】これらのダイヤモンドリーマを使い、穴の
仕上げ加工を行った。被削材はハイシリコンアルミニウ
ムのブロックを使い、これにφ１１ｍｍの穴を予め明け
ておき、切削加工を行った。

【００３０】切削条件は、回転数６７００ｒｐｍ、切削
速度２５０ｍ／ｍｉｎ、送りは０．０５ｍｍ／刃、０．
１０ｍｍ／刃の２種で、水溶性切削油剤を切削液として
使用した。

【００３１】以上のような実験を行った結果、本発明の
ダイヤモンドリーマは、切屑が最大でも１０ｍｍ程度に
寸断され、ダイヤモンドリーマ本体に絡みつくことはな
かった。これに対し、超硬のチップブレーカピースをダ
イヤモンドチップ上に設けたものは、使用を開始してし
ばらくは切屑が最大でも１０ｍｍ程度に寸断されて、ダ
イヤモンドリーマ本体に絡みつかなかったが、徐々に切
屑が長くなる傾向が見られ、超硬部の切削作用が低下す
る傾向が見られた。さらに、チップブレーカが設けられ
ていないダイヤモンドリーマでは、切屑が長く延びてダ
イヤモンドリーマに絡みつき、頻繁に切屑を除去しない
と加工ができなかった。

【００３２】以上、ダイヤモンドリーマを例にあげて説
明したが、本発明はこれに限定されず、フライスやエン
ドミルなどにも、同様に適用できる。

【００３３】

【発明の効果】以上のことからわかるように、本発明の
回転多刃工具は、ダイヤモンドチップのすくい面上に直
接チップブレーカを形成し、チップブレーカ部もすべて
ダイヤモンドとしたので、耐摩耗性が高く、切削加工を
行ってもチップブレーカの切削性能が低下しにくい。ま
た、このチップブレーカに切屑が流れやすい刃の形状に
しているので、チップブレーカにより効率的に切屑が寸
断される。さらに、ダイヤモンドチップ上に容易に形成
することができるので、製作コストも低くでき、チップ
ブレーカ部の面粗度も容易に向上させることができる。
これによって、被削材がチップブレーカ部に溶着するこ
とも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のダイヤモンドリーマの底面
図、（ｂ）は本発明のダイヤモンドリーマの側面図

【図２】（ａ）は本発明のダイヤモンドリーマの刃先部
の拡大平面図、（ｂ）は拡大側面図

【図３】本発明のダイヤモンドリーマに接合されるダイ
ヤモンドチップの斜視図

【図４】従来のダイヤモンドリーマの斜視図

【図５】ダイヤモンドチップ上にチップブレーカピース
を設けた従来のダイヤモンドチップの斜視図

【図６】ダイヤモンドチップ上にＲ溝を設けた従来のダ
イヤモンドチップの斜視図

【符号の説明】

１本体１ａ取付溝２ダイヤモンドチップ３チップブレーカ３ａチップブレーカ壁面３ｂチップブレーカすくい面４すくい面５底刃６外周切刃７食い付き切刃８基台９チップブレーカピース１０Ｒ溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体１に複数のダイヤモンドチップ２が
接合された回転多刃工具において、前記ダイヤモンドチ
ップ２のすくい面４上にチップブレーカ３を設けたこと
を特徴とする回転多刃工具。
【請求項２】前記チップブレーカ３は底刃５と外周切
刃６とすくい面４の交わるコーナー部に設けられたこと
を特徴とする請求項１記載の回転多刃工具。
【請求項３】前記チップブレーカの壁面３ａは、底刃
５から外周切刃６にかけて直線状に設けられたことを特
徴とする請求項２記載の回転多刃工具。
【請求項４】前記底刃５と前記外周切刃６の交線部を
面取りし、この面を食い付き切刃７としたことを特徴と
する請求項２又は３記載の回転多刃工具。
【請求項５】前記チップブレーカの壁面３ａの角度Ａ
は、底刃５の面に対して１度以上４５度以下であること
を特徴とする請求項３又は４記載の回転多刃工具。
【請求項６】前記チップブレーカ３の巾Ｘは、０．５
ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２、
３又は４記載の回転多刃工具。
【請求項７】前記チップブレーカ３の高さＴは、０．
０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請
求項２、３又は４記載の回転多刃工具。
【請求項８】前記チップブレーカ３を設けた部分のす
くい面３ｂには、すくい角Ｂを設けたことを特徴とする
請求項２、３又は４記載の回転多刃工具。
【請求項９】前記すくい角Ｂは、４度以上２０度以下
であることを特徴とする請求項８記載の回転多刃工具。
【請求項１０】前記回転多刃工具は、ダイヤモンドリ
ーマであることを特徴とする請求項１から９いずれかに
記載の回転多刃工具。