JP2003170311A

JP2003170311A - 転削工具及びその付属部品

Info

Publication number: JP2003170311A
Application number: JP2001367834A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Maeda; 敦彦前田; Haruyo Fukui; 治世福井
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】切り屑による損傷や溶着を抑制することで工
具寿命の長期化が可能な転削工具及びその付属部品を提
供する。【解決手段】本体2と刃部3とを有する転削工具1であ
って、刃部2に対して切り屑が流れる切削方向前方に位
置するポケット部4の表面に切り屑が付着するのを抑え
る付着抑制表面処理として、DLCコーティングを施して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具寿命の安定と
向上とが期待できるバイト、エンドミル、カッタなどの
刃先交換型の転削工具及びその付属部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】バイト、エンドミル、カッタなどの刃先
交換型の転削工具は、一般に、本体と、本体に装着固定
される刃部とを有し、刃部の本体への固定にロケータ、
押え金、固定ビス、固定ネジなどの付属部品が用いられ
る。バイトやエンドミルなどの刃部は、通常、固定ビス
が貫通される孔を有しており、この固定ビスにより本体
に直接的に固定される。

【０００３】一方、図6に示すカッタ60などの刃部61
は、通常、ロケータ62に保持され、固定ビス63により間
接的に本体64に固定される。このとき、刃部61において
ロケータ62との接触面と対向する面に刃部61の押え金65
を配置し、押え金65によって刃部61を本体64側に押え付
けている。ロケータ62や押え金65は、それぞれ固定ネジ
66、67により本体64に取り付けられ固定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような刃先交換型
の転削工具において、本体の一部や、刃部を本体に固定
する固定ビス、ロケータ、押え金、及びこれらを本体に
固定する固定ネジなどの付属部品の一部は、刃部に対し
て切り屑が流れる切削方向前方に位置される場合があ
る。その場合、これらの各部は、切削によって生じた切
り屑が接触して損傷を受けるという問題がある。特に、
使用時間が長くなるにつれて切り屑にこすられて摩滅が
進むと、交換可能な部品は交換を余儀なくされ、工具寿
命が短くなる。

【０００５】また、非鉄金属や難削材などに代表される
溶着し易い被削材を切削加工する場合、切り屑が上記各
部を通過する際に溶着して切り屑の流れを阻害したり、
切り屑詰まりなどを引き起こしたりして、工具寿命を短
くするという問題もある。このような溶着は、押え金を
用いて刃部を本体側に押え付ける転削工具、固定ビスを
用いて刃部を本体に直接的に固定するビス止め式の転削
工具、ソリッド式の転削工具など、いずれの工具につい
ても生じ得る。特に、押え金では、切り屑が接触し易い
すくい面、固定ビスや固定ネジでは、頭部の表面で、締
め付け後、通常、刃部に隠れずに露出する面、本体で
は、切削方向前方に位置するポケット部に切り屑の接触
や溶着が生じ易い。

【０００６】一方、押え金が本体に刃部を固定する締付
力(Q)は、一般に以下の式で表される。 Q＝W/(sinα×2μ×cosα) W：本体の軸方向に対する締付力 α：楔角 μ：動摩擦係数

【０００７】従来、大きな締付力が必要な場合、押え金
を留め付ける固定ネジのサイズを大きくしてWを大きく
することで対応していた。しかし、固定ネジのサイズの
変更は、設計上の制約が多いという問題がある。また、
従来、本体の表面や、押え金、ロケータ、固定ビス、固
定ネジなどの付属部品の表面は、動摩擦係数が0.5程度
と比較的大きいことで、固定ビスや固定ネジを締め付け
る際、締付トルクが効率的に伝達されないことが多々あ
る。そのため、固定ビスや固定ネジが過負荷気味に締め
付けられて本体、刃部、付属部品のそれぞれの寿命を縮
め、引いては工具全体の寿命を縮めるという問題を起こ
していた。特に、刃部を直接的又は間接的に固定する固
定ビスや押え金、ロケータなどを固定する固定ネジは、
その頭部の表面において刃部などに設けられたビス用、
ネジ用の孔部との接触面に摩滅が生じ易い。

【０００８】そこで、本発明は、切り屑による損傷や溶
着を抑制することで工具寿命をより長くすることが可能
な転削工具及びその付属部品を提供することを主目的と
する。また、刃部やロケータ、押え金などを本体に固定
する固定ビスや固定ネジを締め付ける際の締付トルクを
効率的に伝達することができる転削工具及びその付属部
品を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明転削工具は、本体
と刃部とを有する転削工具であって、前記刃部に対して
切り屑が流れる切削方向前方に切り屑が付着するのを抑
える付着抑制表面処理が施されていることを特徴とす
る。また、本発明転削工具の付属部品は、本体と刃部と
を有するの転削工具の付属部品であって、前記刃部に対
して切り屑が流れる切削方向前方に配置され、表面の少
なくとも一部に付着抑制表面処理が施されていることを
特徴とする。特に、付着抑制表面処理は、DLCコーティ
ング及び研磨処理の少なくとも一方であることを特徴と
する。

【００１０】本発明転削工具及び転削工具の付属部品
は、切り屑と接触や付着し易い箇所にDLCコーティング
や研磨処理などの付着抑制表面処理を施して、従来より
も動摩擦係数を小さくすることで、切り屑の接触や付着
を抑制する。また、切り屑の付着を抑制することで、付
着に伴う溶着をも抑えることができる。

【００１１】以下、本発明をより詳しく説明する。本発
明においてDLCコーティングは、DLC膜を工具の本体や付
属部品などに被膜することで行う。DLCは、非晶質カー
ボン、硬質炭素、ダイヤモンドライクカーボン、a-C：
H、i-カーボンなどと呼ばれるものである。DLC膜の厚さ
は、0.05〜2.0μmが好ましい。より好ましくは、0.1〜1
μmである。膜厚を0.05〜2.0μmに規定するのは、0.05
μm未満の場合、耐摩耗性や耐溶着性に問題があり、2.0
μmを超える場合、被膜に蓄積される内部応力が大きく
なって剥離し易くなったり、被膜の欠けを生じたりする
恐れがあるためである。

【００１２】DLC膜の形成は、例えば、メタン、アセチ
レン、ベンゼンなどの炭化水素系ガスを原料としたプラ
ズマCVD法・イオン化蒸着法などや、グラファイトを用
いたPVD法などの公知の方法により行うとよい。

【００１３】本発明は、DLC膜を被膜することで、被膜
していない従来の工具や従来の転削工具の付属部品と比
べて、動摩擦係数をより小さくすることができる。DLC
膜の動摩擦係数は、例えば、DLCを構成する炭素原子の
結合状態(sp²とsp³の結合比率)やDLCを成膜する際に含
有させる水素量を変化させることなどによって変化させ
ることができ、本発明では、特に0.2以下とすることが
好ましい。

【００１４】一方、研磨処理は、例えば、砥粒による力
学的な仕上げ、化学研磨や各種の溶液に浸せきさせて表
面を仕上げるなどの化学的な仕上げ、電解研磨などの電
気化学的な仕上げなどが挙げられる。動摩擦係数は、表
面の凹凸状態を変化させることで変化させることがで
き、より小さくすることが好ましい。特に、0.2以下に
することが好ましい。

【００１５】このような付着抑制表面処理は、特に、本
発明転削工具の本体の少なくとも一部に施されているこ
とが好ましい。より好ましくは、本体において刃部に対
して切り屑が流れる切削方向前方に凹状のポケット部を
有し、このポケット部に施されていることである。

【００１６】本発明転削工具が付属部品を有する場合、
その付属部品は、刃部に対して切り屑が流れる切削方向
前方に配置されると共に表面の少なくとも一部に付着抑
制表面処理が施されていることが好ましい。このような
付属部品及び本発明転削工具の付属部品として、刃部を
本体に固定する押え金、押え金やロケータを本体に固定
する固定ネジ、刃部を保持した状態で本体に装着させる
ロケータ、刃部を本体に直接的又は間接的に固定する固
定ビスなどが挙げられる。付着抑制表面処理が施される
箇所として、例えば、押え金は、切り屑が接触し易いす
くい面、固定ビスや固定ネジでは、頭部の表面で、締め
付け後、通常、刃部や押え金などに隠れずに露出する面
などに付着抑制表面処理が施すことが好適である。

【００１７】これらの付属部品において、更に、本体と
の接触面又は刃部との接触面にDLCコーティングが施さ
れていることが好ましい。例えば、ロケータや押え金な
どでは、本体との接触面に、固定ビスでは、刃部に設け
られた固定ビスが挿入される孔部との接触面にDLCコー
ティングが施されていることが適する。このとき、動摩
擦係数が0.2以下であることが好ましい。付属部品にお
いて本体との接触面や刃部との接触面にDLCコーティン
グを施して、動摩擦係数をより小さくすることで、それ
ぞれ本体に固定する際、固定ビスや固定ネジの締付トル
クを効率的に伝達することができる。なお、上記に加え
て、ロケータや押え金を本体に固定する固定ネジにおい
て、ロケータや押え金に設けられた固定ネジ用の孔部と
の接触面にDLCコーティングを施してももちろんよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 (実施例1)図1は、本体にポケット部を有する刃先交換型
の転削工具において刃先付近を示す図であって、(A)は
正面図、(B)は下面図である。本発明転削工具1は、本体
2と刃部3とを有する転削工具であって、刃部3に対して
切り屑が流れる切削方向前方に切り屑が付着するのを抑
える付着抑制表面処理が施されている。本例では、特
に、刃部3に対して切り屑が流れる切削方向前方に凹状
のポケット部4を有し、このポケット部4に付着抑制表面
処理が施されている。付着抑制表面処理として、DLCコ
ーティングを施している。DLCコーティングは、公知の
方法により施している。

【００１９】本例は、切り屑が接触して損傷や溶着を生
じ易い本体のポケット部にDLCコーティングを施すこと
で、従来に比較してポケット部の動摩擦係数を小さくす
ることができ、切り屑による本体の損傷や溶着を抑制す
る。そのため、これらに起因する工具寿命の短命化を抑
え、従来と比べて工具寿命を長くすることができる。

【００２０】図1において、刃部3は、刃部3を保持した
状態で本体2に装着させるロケータ5によって本体2に間
接的に固定されている。刃部3においてロケータ5との接
触面と対向する面には、刃部3の押え金6を配置し、押え
金6により刃部3を本体2側に押え付けている。刃部3、ロ
ケータ5、押え金6はそれぞれ固定ビスや固定ネジ(共に
図示せず)を締め付けることで本体2に固定させている。
なお、本例では、ポケット部4のみにDLCコーティングを
施しているが、ロケータ5、押え金6、刃部2を固定する
固定ビス、押え金6やロケータ5を本体2に固定する固定
ネジなどで切り屑が接触し易い箇所に、ポケット部4と
同様にDLCコーティングを施してもよい。また、DLCコー
ティング以外に砥石を用いて力学的な研磨処理を施して
もよい。更に、本体2にDLCコーティング、付属部品に研
磨処理を施してもよいし、逆に付属部品にDLCコーティ
ング、本体2に研磨処理を施してもよい。或いは、付属
部品のいずれかにDLCコーティングを施し、他のいずれ
かに研磨処理を施してもよい。以下の実施例についても
同様である。

【００２１】(実施例2)図2は、付属部品として押え金を
有する刃先交換型の転削工具において刃先付近を示す図
であって、(A)は正面図、(B)は下面図、図3は、押え金
を示す図であって、(A)は正面図、(B)は上面図、(C)は
左側面図、(D)は右側面図、(E)は下面図である。同一符
号は、同一物を示す。本発明転削工具20は、特に、転削
工具20の付属部品であって、刃部3'に対して切り屑が流
れる切削方向前方に配置され、刃部3'を本体2'に固定す
る押え金6'に付着抑制表面処理が施されている。付着抑
制表面処理は、図3に示すように押え金6'が転削工具20
の刃部3'に対して切り屑が流れる切削方向前方に配置さ
れた際、押え金6'において切削方向前方に位置する面3
1、及び本体との接触面32に施している。付着抑制表面
処理として、DLCコーティングを施している。DLCコーテ
ィングは、公知の方法により施している。

【００２２】本例は、付属部品のうち、刃部を本体に固
定する押え金、特に、切り屑が接触して損傷や溶着を生
じ易い面、即ち刃部に対して切り屑が流れる切削方向前
方に位置する面にDLCコーティングを施すことで、従来
に比較してこの面の動摩擦係数を小さくし、切り屑によ
る損傷や溶着を抑制する。そのため、これらに起因する
工具寿命の短命化を抑え、従来と比べて工具寿命を長く
することができる。

【００２３】また、本例では、本体との接触面にDLCコ
ーティングを施すことで、本体との接触面における動摩
擦係数をより小さくし、押え金を締め付ける固定ネジの
締付トルクを効率的に伝達することができる。そのた
め、固定ネジの過度な締付による本体、押え金、固定ネ
ジなどの破損による工具の短命化や付属部品の短命化を
抑制することも可能である。

【００２４】図2において、刃部3'は、刃部3'を保持し
た状態で本体2'に装着させるロケータ5'によって本体2'
に間接的に固定されている。刃部3'においてロケータ5'
との接触面と対向する面に上記押え金6'を配置し、この
押え金6'により刃部3'を本体2'側に押し付けている。刃
部3'、ロケータ5'、押え金6'はそれぞれ固定ビスや固定
ネジ(共に図示せず)を締め付けることで本体2'に固定さ
せている。本体2'には、刃部3'に対して切り屑が流れる
切削方向前方に凹状のポケット部4'を有している。な
お、本例では、押え金6'のみにDLCコーティングを施し
ているが、本体2'のポケット部4'、ロケータ5'、刃部3'
を固定する固定ビス、ロケータ5'や押え金6'を固定する
固定ネジなどで切り屑が接触し易い箇所に、押え金6'と
同様にDLCコーティングを施してもよい。また、固定ネ
ジの締付トルクを効率的に伝達するために、ロケータ5'
において本体2'との接触面、押え金6'を固定する固定ネ
ジにおいて押え金6'に設けられたネジ用の孔部との接触
面にもDLCコーティングを施してもよい。DLCコーティン
グ以外に砥石を用いた力学的な研磨処理などを行っても
よい。

【００２５】(実施例3)図4は、ビス止め式の刃先交換型
の転削工具において刃部付近を示す図であって、(A)は
正面図、(B)は左側面図、(C)は下面図、図5は、刃部を
固定ビスによって固定した状態を示す断面図である。同
一符号は、同一物を示す。本発明転削工具40は、特に、
転削工具40の付属部品であって、刃部3"に対して切り屑
が流れる切削方向前方に配置され、刃部3"を本体2"に直
接的に固定する固定ビス7に付着抑制表面処理が施され
ている。固定ビス7において付着抑制表面処理は、図5に
示すように、締め付け後、通常、刃部3"に隠れず露出す
る面であって、切り屑が付着し易い頭部の平滑面7a、及
び刃部3"に設けられた固定ビス7が挿入される孔部8との
接触面7bに施している。付着抑制表面処理として、DLC
コーティングを施している。DLCコーティングは、公知
の方法により施している。

【００２６】本例は、付属部品のうち、刃部を本体に直
接的に固定する固定ビス、特に、切り屑が接触して損傷
や溶着を生じ易い頭部の上面にDLCコーティングを施す
ことで、従来に比較して動摩擦係数を小さくし、切り屑
による損傷や溶着を抑制する。そのため、これらに起因
する工具寿命の短命化を抑え、従来と比べて工具寿命を
長くすることができる。

【００２７】また、本例では、刃部との接触面にDLCコ
ーティングを施すことで、刃部との接触面における動摩
擦係数をより小さくし、締付トルクを効率的に伝達する
ことができる。そのため、固定ビスの過度な締付による
刃部、固定ビスなどの破損による短命化を抑制すること
も可能である。

【００２８】図4において、刃部3"は、固定ビス7によっ
て直接的に本体2"に固定されている。本体2"には、刃部
3"に対して切り屑が流れる切削方向前方に凹状のポケッ
ト部4"を有している。なお、本例では、固定ビス7のみ
にDLCコーティングを施しているが、本体2"のポケット
部4"などで切り屑が接触し易い箇所に固定ビス7と同様
にDLCコーティングを施してもよい。また、DLCコーティ
ング以外に砥石を用いた力学的な研磨処理などを行って
もよい。

【００２９】(試験例1)DLCコーティングを本体や付属部
品に施した転削工具と、従来の転削工具とについて工具
寿命を調べてみた。DLCコーティングを施した工具試料
においてDLC膜の形成は、下記の2つの成膜法で行った。
DLC膜を施したのは、各試料において、以下の7通りを用
意した。DLCコーティングを施した試料と従来の試料と
は、DLCコーティングを施したこと以外の構成を同様と
した。以下に、転削工具の特性及び試験条件を示す。本体のポケット部の表面押え金において刃部に対して切り屑が流れる切削方
向前方に位置する面(以下、押え金の面Xとする) に加え、押え金において本体との接触面(以下、
押え金の面Yとする) ロケータにおいて刃部に対して切り屑が流れる切削
方向前方に位置する面(以下、ロケータの面X) に加え、ロケータにおいて本体との接触面(以
下、ロケータの面Y) ++ ++

【００３０】

【００３１】試験条件切削速度：100m/min 送り：0.2mm/teeth 切り込み：2.0mm 被削材：シリコン12％含有のアルミ鋳造合金(ADC12)

【００３２】以下に、DLCコーティングの手順を説明す
る。 (アーク法による成膜)図7は、アーク法による成膜装置
の模式図である。ここでは、公知の方法ではないが、公
知の方法よりも一層優れた耐摩耗性と耐溶着性を得るこ
とができる方法を説明する。成膜装置70内に複数個のタ
ーゲット71、72を配置し、ターゲット71、72の中心点を
中心としてターゲット71、72間で回転する円筒状の基材
保持具73に工具の本体や押え金などの基材74を装着す
る。電源75、76を調整して真空アークの放電電流を変
え、ターゲット材料の蒸発量を制御しながらDLCコーテ
ィングを行う。

【００３３】まず、基材加熱ヒータ77を用いて100℃ま
で加熱させながら成膜装置70内の真空度を2×10^-3Paの
雰囲気とした。ついでアルゴンガスを導入して2×10^-1P
aの雰囲気に保持しながら、バイアス電源78により基材
保持具73に-1000Vの電圧をかけてアルゴンプラズマ洗浄
を行った後、アルゴンガスを排気した。成膜装置70内へ
のガスの導入は、供給口79により、排気は排気口80によ
り行う。次に、成膜装置70内にアルゴンガスを100ml/mi
nの割合で導入しながら、真空アーク放電によりグラフ
ァイトのターゲットを蒸発・イオン化させることで基材
74上にDLC膜が形成される。このように実質的に水素を
含まない雰囲気下で成膜を行うことで、水素量が5at％
以下のDLC膜を成膜することができ、一層優れた耐摩耗
性と耐溶着性を得ることができる。

【００３４】ここで、試料によっては、DLCの成膜に先
立ち、周期律表IVa、Va、VIa族元素の元素群から選ばれ
たターゲットを蒸発・イオン化させながらバイアス電源
78により基材保持具73に-1000Vの電圧をかけてメタルイ
オンボンバードメント処理を行い、被膜の密着性を高め
るために表面エッチング処理を行った。

【００３５】また、試料によっては、更に炭化水素ガス
を導入するか、又は導入しないで周期律表IVa、Va、VI
a、IIIb族元素及びC以外のIVa族元素の元素群から選ば
れたターゲットを蒸発・イオン化し、バイアス電源78に
より基材保持具73に-数百Vの電圧をかけて、これらの金
属や金属炭化物の界面層を形成した。

【００３６】(プラズマCVD法による成膜)図8は、プラズ
マCVD法による成膜装置の模式図である。真空装置90に
工具の本体や押え金などの基材91を保持する基材ホルダ
ーを兼ねた電極92を装置90のほぼ中央に設置する。電極
92は、マッチングボックス93を介して高周波電源94によ
り高周波電力を印加できるようにし、真空装置90を接地
する。高周波は、13.65MHzとした。そして、基材91を基
材ホルダーに装着し、DLCコーティングを行う。

【００３７】まず、ヒータ(図示せず)により基材91の温
度を200℃に加熱させながら、排気ポンプなどの排気装
置によって真空装置90内の圧力を10^-４MPaとする。つい
でアルゴンガスをマスフローコントローラ(図示せず)を
介して導入し、0.2Paの雰囲気に保持しながら、電極92
に高周波電力を1kW印加して基材の表面をクリーニング
して、一旦、高周波電源94を切る。真空装置90内へのガ
スの導入は、供給口95により、排気は排気口96により行
う。そして、アルゴンガスの圧力を0.2Paに保持させた
まま、真空装置90に具えるシリコンターゲットが装着さ
れた高周波マグネトロンスパッタ源97にマッチングボッ
クス98を介して高周波電源99(13.65MHz)により高周波電
力を1kW印加することで、アモルファスシリコン膜が成
膜される。アモルファスシリコン膜が所定の膜厚になっ
たら、電源99を切り、アルゴンガスを止め、真空装置90
内にマスフローコントローラを介して反応ガスであるメ
タンガスを導入する。メタンガスは、真空装置90内の圧
力が1.0Paになるように制御しながら導入し、高周波電
極92に高周波電力を1kW印加して基材91上にDLC膜が形成
される。

【００３８】試験の結果、DLC膜を施した試料のポケッ
ト部の表面、押え金の面Xにおいて動摩擦係数は0.15で
あったのに対し、従来例における上記各面の動摩擦係数
は0.6であった。ポケット部にのみDLC膜を施した試料
は、押え金やロケータに被削材の溶着が若干みられた
が、0.9kmの切削が可能であった。押え金にのみDLC膜を
施した試料及び、ロケータのみにDLC膜を施した
及びは、ポケット部に被削材の溶着が若干みられた
が、0.8kmの切削と優れた結果であった。本体及び付属
部品の双方にDLC膜を施した試料及びは、いずれも
被削材の溶着がほとんどみられず、1kmの切削が可能で
あった。特に、本体と付属部品の双方にDLC膜を施した
試料及びは、被削材の溶着が〜と比較してより
少なかった。また、押え金の面YにDLC膜を施した試料
、ロケータの面YにDLC膜を施した試料、及び試料
は、切削後、押え金の固定ネジ、ロケータの固定ネジを
調べたところ、固定ネジにおいて押え金、ロケータのそ
れぞれに設けたネジ用の孔部との接触面に摩滅がみられ
なかった。また、試料、、と同様の試料'、
'、'と、新たな従来の試料とを用意し、上記切削試
験を行う前の状態での押え金が刃部を押える力の大きさ
を調べてみた。すると、試料'、'、'の締付トル
クが従来の試料と同様とすると、試料'、'、'
は、押える力が約3〜5倍になっていた。なお、アーク法
によるDLC膜の方が、プラズマCVD法によるDLC膜よりも
溶着がより少なかった。

【００３９】一方、DLC膜を施さなかった従来の試料
は、100mの時点で本体に溶着がみられ、被削材の加工品
位が低下し、切削を継続することができなくなった。ま
た、押え金の固定ネジを調べたところ、固定ネジにおい
て押え金に設けたネジ用の孔部との接触面に摩滅がみら
れ、この試料は、刃部が本体に対し過負荷気味に固定さ
れていたことが分かった。このため、工具寿命をより短
命にしたもと考えられる。

【００４０】上記試験において、更に押え金を本体に固
定する固定ネジの頭部で、締め付け後、通常、押え金や
本体に隠れずに露出する面にもDLCコーティングした試
料に対して同様の試験を行うと、より優れた耐摩耗性や
耐溶着性が得られた。また、固定ネジにおいて、押え金
及びロケータに設けられた固定ネジ用の孔部との接触面
にDLCコーティングを施した試料に対して同様の試験を
行うと、試料'、'、'と比較して刃部を押える力
がより大きくなっていた。一方、上記試験において、動
摩擦係数を変えて同様の試験を行ったところ、動摩擦係
数は0.2以下のとき、優れた耐摩耗性や耐溶着性が得ら
れることが分かった。また、動摩擦係数は0.2以下のと
き、固定ネジを締め付ける際のロスが少なくなることが
分かった。そして、動摩擦係数が0.2以下で、工具特性
に優れるDLC膜の厚みは、0.05〜2.0μmであることが分
かった。更に、砥粒による力学的な研磨処理、化学研
磨、電解研磨によって動摩擦係数を従来よりも小さくな
るように付着抑制表面処理を行い、同様の試験を行った
ところ、DLC膜を施した場合と同様に従来よりも工具寿
命が長いとの結果が得られた。

【００４１】(試験例2)刃部を固定する固定ビスにDLC膜
を施したものを用いた転削工具と、従来の転削工具との
工具寿命を調べてみた。DLC膜の形成は、上記試験例1と
同様に2つの成膜法で行った。DLC膜を施したのは、各試
料において、固定ビスの頭部で、締め付け後、通常、
刃部に隠れず露出する面、上記に加え、固定ビスの
頭部で、本体との接触面の2通りを用意した。DLCコーテ
ィングを施した試料と従来の試料とは、DLCコーティン
グを施したこと以外の構成は同様である。以下に、工具
の構成及び試験条件を示す。

【００４２】

【００４３】試験条件切削速度：150m/min 送り：0.2mm/teeth 切り込み：3.0mm 被削材：Al-Mg合金(A5052)

【００４４】結果、DLC膜を施した固定ビスの表面の動
摩擦係数は、0.15であったのに対し、従来の試料におけ
る固定ビスの表面の動摩擦係数は0.5であった。DLC膜を
施したいずれの試料及びも、固定ビスの頭部に切り
屑があたっても頭部がほとんど摩滅することがなく、1.
5kmの切削が可能であった。また、固定ビスにおいて本
体との接触面にもDLCを施した試料は、本体との接触
面が摩滅することがなく、刃部を強固に固定していた。
なお、アーク法によるDLC膜の方が、プラズマCVD法によ
るDLC膜よりも溶着がより少なかった。

【００４５】一方、DLC膜を施さなかった従来の試料
は、300mの時点で固定ビスの頭部が摩滅して、破損して
しまった。また、この試料は、頭部において刃部との接
触面も摩滅していた。

【００４６】上記試験において、DLC膜の厚みを変える
ことで動摩擦係数を変えて同様の試験を行ったところ、
動摩擦係数は0.2以下のとき、優れた耐摩耗性や耐溶着
性が得られることが分かった。また、固定ビスを締め付
ける際のロスが少なくなることが分かった。そして、動
摩擦係数が0.2以下で、工具特性に優れるDLC膜の厚み
は、0.05〜2.0μmであることが分かった。更に、砥粒に
よる力学的な研磨処理、化学研磨、電解研磨によって動
摩擦係数を従来よりも小さくなるように付着抑制表面処
理を行い、同様の試験を行ったところ、DLC膜を施した
場合と同様に従来よりも工具寿命が長いとの結果が得ら
れた。

【００４７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明転削工具及
び転削工具の付属部品によれば、切り屑が流れる切削方
向前方に切り屑の付着を抑える付着抑制表面処理を施す
ことで、各部に切り屑が溶着しにくく、切り屑詰まりな
どが生じにくいという優れた効果を奏し得る。そのた
め、本発明転削工具及び転削工具の付属部品は、従来の
工具に比較して、工具における交換部品の交換スパンを
長期化することができるため、工具自体の寿命を長くす
ることが可能である。

【００４８】上記に加え、特に、ロケータや押え金など
において本体との接触面、固定ビスにおいて刃部との接
触面に付着抑制表面処理を行うと、締付時のロスが少な
くなり、従来と比較して適正なトルクで締め付けられる
ことが可能となる。また、締付力のトルクが従来と同様
とすると、刃部を押える力をより大きく(約3〜5倍)する
ことができる。更に、付属部品に過度な負荷がかからな
いため、工具寿命をより長くすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本体にポケット部を有する刃先交換型の転削工
具において刃先付近を示す図であって、(A)は正面図、
(B)は下面図である。

【図２】付属部品として押え金を有する刃先交換型の転
削工具において刃先付近を示す図であって、(A)は正面
図、(B)は下面図である。

【図３】押え金を示す図であって、(A)は正面図、(B)は
上面図、(C)は左側面図、(D)は右側面図、(E)は下面図
である。

【図４】ビス止め式の刃先交換型の転削工具において刃
部付近を示す図であって、(A)は正面図、(B)は左側面
図、(C)は下面図である。

【図５】刃部をネジによって固定した状態を示す断面図
である。

【図６】刃先交換型のカッタの分解斜視図である。

【図７】アーク法による成膜装置の模式図である。

【図８】プラズマCVD法による成膜装置の模式図であ
る。

【符号の説明】

1、20、40 転削工具 2、2'、2" 本体 3、3'、3"
刃部 4、4'、4" ポケット部 5、5' ロケータ 6、6' 押
え金 7 固定ビス 7a 頭部の平滑面 7b 孔部との接触面 8 孔部 31 切り屑が流れる切削方向前方に位置する面 32 本
体との接触面 60 カッタ 61 刃部 62 ロケータ 63 固定ビス
64 本体 65 押え金 66、67 固定ネジ 70 成膜装置 71、72 ターゲット 73 基材保持具
74 基材 75、76 電源 77 基材加熱ヒータ 78 バイアス電源
79 供給口 80 排気口 90 真空装置 91 基材 92 電極 94 高周波電源
93、98 マッチングボックス 95 供給口 96 排気口 97 高周波マグネトロンスパ
ッタ源 99 電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体と刃部とを有する転削工具であっ
て、前記刃部に対して切り屑が流れる切削方向前方に切り屑
が付着するのを抑える付着抑制表面処理が施されている
ことを特徴とする転削工具。
【請求項２】付着抑制表面処理は、研磨処理及びDLC
コーティングの少なくとも一方であることを特徴とする
請求項1に記載の転削工具。
【請求項３】付着抑制表面処理された面の動摩擦係数
が0.2以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載
の転削工具。
【請求項４】付着抑制表面処理は、本体の少なくとも
一部に施されていることを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載の転削工具。
【請求項５】本体は、刃部に対して切り屑が流れる切
削方向前方に凹状のポケット部を有し、このポケット部
に付着抑制表面処理が施されていることを特徴とする請
求項4に記載の転削工具。
【請求項６】更に、転削工具の付属部品を有し、前記
付属部品は刃部に対して切り屑が流れる切削方向前方に
配置され、この付属部品の少なくとも一部に付着抑制表
面処理が施されていることを特徴とする請求項1〜5のい
ずれかに記載の転削工具。
【請求項７】付属部品は、刃部を本体に固定する押え
金及びその固定ネジの少なくとも一方であることを特徴
とする請求項6に記載の転削工具。
【請求項８】付属部品は、刃部を保持した状態で本体
に装着させるロケータであることを特徴とする請求項6
に記載の転削工具。
【請求項９】付属部品は、刃部を本体に直接的又は間
接的に固定する固定ビスであることを特徴とする請求項
6に記載の転削工具。
【請求項10】付属部品において、本体との接触面又は
刃部との接触面にDLCコーティングが施されていること
を特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の転削工具。
【請求項11】 DLCコーティングが施された接触面の動
摩擦係数が0.2以下であることを特徴とする請求項10に
記載の転削工具。
【請求項12】本体と刃部とを有するの転削工具の付属
部品であって、前記刃部に対して切り屑が流れる切削方向前方に配置さ
れ、表面の少なくとも一部に付着抑制表面処理が施されてい
ることを特徴とする転削工具の付属部品。
【請求項13】付着抑制表面処理は、研磨処理及びDLC
コーティングの少なくとも一方であることを特徴とする
請求項12に記載の転削工具の付属部品。
【請求項14】本体との接触面又は刃部との接触面にDL
Cコーティングが施されていることを特徴とする請求項1
2又は13に記載の転削工具の付属部品。
【請求項15】付着抑制表面処理された面又はDLCコー
ティングが施された接触面の動摩擦係数が0.2以下であ
ることを特徴とする請求項12〜14のいずれかに記載の転
削工具の付属部品。
【請求項16】付属部品は、刃部を本体に固定する押え
金及びその固定ネジの少なくとも一方であることを特徴
とする請求項12〜15のいずれかに記載の転削工具の付属
部品。
【請求項17】付属部品は、刃部を保持した状態で本体
に装着させるロケータであることを特徴とする請求項12
〜15のいずれかに記載の転削工具の付属部品。
【請求項18】付属部品は、刃部を本体に直接的又は間
接的に固定する固定ビスであることを特徴とする請求項
12〜15のいずれかに記載の転削工具の付属部品。