JP2003191105A - Cutting tool with wear sensor circuit - Google Patents

Cutting tool with wear sensor circuit

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JP2003191105A
JP2003191105A JP2001392269A JP2001392269A JP2003191105A JP 2003191105 A JP2003191105 A JP 2003191105A JP 2001392269 A JP2001392269 A JP 2001392269A JP 2001392269 A JP2001392269 A JP 2001392269A JP 2003191105 A JP2003191105 A JP 2003191105A
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JP
Japan
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sensor circuit
cutting
base material
cutting tool
throw
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Pending
Application number
JP2001392269A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Fujioka
ひろみ 藤岡
Takeshi Fukano
剛 深野
Ayumi Torimoto
歩 鳥本
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting tool having a stable wear sensor circuit preventing separation from a matrix and a severance of wire of the sensor circuit (a conductive line) even by cutting in harsh conditions such as appliance of large impact, generation of high cutting heat, and production of a great deal of chips. <P>SOLUTION: In the cutting tool 1 with the wear sensor circuit, the sensor circuit 13 is disposed, formed with a recessed part 10 in a matrix 2 surface with a conductor 12 embedded in the recessed part 10, a continuity state of the sensor circuit 13 is monitored, and a worn state of a cutting edge 9 is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は切削加工に使用する
切削工具に関し、特に切刃の摩耗を検知するセンサライ
ンを設けた切削工具に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cutting tool used for cutting, and more particularly to a cutting tool provided with a sensor line for detecting wear of a cutting edge.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、切削工具の熱的、機械的、電
気的変化を利用して切削工具の寿命を検知する方法が検
討されている。例えば、特開2000−94272号公
報では、母材表面の逃げ面の切刃部分に沿って一定幅の
センサライン(薄膜回路)を形成したスローアウェイチ
ップを作製し、該チップで被削材を切削しながらセンサ
ラインの電気抵抗を測定することにより、工具寿命を判
定する方法が開示されている。なお、同号公報によれ
ば、センサラインを含むセンサ回路の形成方法として母
材表面に薄膜形成法により導電膜を成膜した後、レーザ
ー加工によりセンサ回路パターンに加工する方法が記載
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method of detecting the life of a cutting tool by utilizing thermal, mechanical and electrical changes of the cutting tool has been studied. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-94272, a throw-away tip in which a sensor line (thin film circuit) having a constant width is formed along a cutting edge portion of a flank on a surface of a base material is manufactured, and a work material is cut with the tip. A method of determining the tool life by measuring the electrical resistance of a sensor line while cutting is disclosed. According to the publication, as a method of forming a sensor circuit including a sensor line, a method of forming a conductive film on the surface of a base material by a thin film forming method and then processing the sensor circuit pattern by laser processing is described. .

【0003】また、特開S62−88552号では、チ
ップ母材表面にPVD法やCVD法等の薄膜形成法によ
り絶縁層および導電膜を被覆してエッチング加工により
導体路(センサ回路)を形成した後、さらに同様の薄膜
形成法によりセンサ回路の表面に第2の絶縁層を設ける
ことによってセンサ回路(導電路)をチップ内に埋設す
る方法が記載されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. S62-88552, a surface of a chip base material is covered with an insulating layer and a conductive film by a thin film forming method such as a PVD method or a CVD method, and a conductor path (sensor circuit) is formed by etching. After that, a method of burying the sensor circuit (conductive path) in the chip by further providing a second insulating layer on the surface of the sensor circuit by the same thin film forming method is described.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開2000−94272号のように、薄膜形成法で導電
膜を被覆しエッチング加工によりセンサ回路(導電路)
を形成する方法では、必然的にセンサ回路形成部分の高
さが他の部分よりも高くなり、切り屑がセンサ回路に先
に衝突したり、切削時に発生する切削熱が繰り返し印加
される結果、センサ回路が剥離、または摩耗したり、セ
ンサ回路中にクラックが生じて回路が断線してしまうと
いう問題があった。
However, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2000-94272, a sensor circuit (conductive path) is formed by coating a conductive film by a thin film forming method and etching it.
In the method of forming, inevitably the height of the sensor circuit forming portion becomes higher than other portions, chips collide with the sensor circuit first, or the cutting heat generated during cutting is repeatedly applied, There is a problem that the sensor circuit is peeled off or worn, or cracks are generated in the sensor circuit to break the circuit.

【0005】また、特開昭62−88552号公報のセ
ンサ回路を埋設する方法によっても、図4に示すよう
に、センサ回路50を形成することによってチップ表面
51の面粗度が悪くなってチップのすわりおよび固定が
悪くなってしまい、切削中にびびりが発生する恐れがあ
った。さらに、かかる方法では、作業者が目視で視覚的
にセンサ回路パターンを確認することができない等の不
具合があるために、チップの取り違いや取付位置間違い
等を起こす可能性もあった。
Also, according to the method of embedding the sensor circuit disclosed in JP-A-62-88552, as shown in FIG. 4, by forming the sensor circuit 50, the surface roughness of the chip surface 51 is deteriorated and the chip surface is deteriorated. There was a risk that chattering would occur during cutting because the seating and fixing were poor. Further, in such a method, there is a possibility that an operator cannot visually check the sensor circuit pattern visually, so that there is a possibility that a wrong chip or a wrong mounting position may occur.

【0006】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、大きな衝撃が加わったり、高
い切削熱が発生したり、多量の切り屑が発生するような
過酷な条件での切削によってもセンサ回路(導電路)が
母材から剥離したり、断線したりしない安定した損耗セ
ンサ回路を有し、安定した切削が可能な切削工具を提供
することにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to meet the harsh conditions that a large impact is applied, a high cutting heat is generated, and a large amount of chips are generated. An object of the present invention is to provide a cutting tool that has a stable wear sensor circuit in which the sensor circuit (conductive path) does not peel off from the base material or is not broken even by the cutting described in (1) and can perform stable cutting.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
対しセンサ回路の構成について検討した結果、センサ回
路を母材表面に形成した凹部内に導体を埋め込んだ構成
とすることにより、衝撃や繰り返しの熱サイクルや切り
屑に対してもセンサ回路の剥離や断線が生じないととも
に、チップ表面の平滑性も維持できる安定したセンサ回
路を備えた切削工具となることを知見した。
As a result of studying the structure of a sensor circuit for the above problems, the present inventor has found that the sensor circuit has a structure in which a conductor is embedded in a concave portion formed on the surface of a base material, so that a shock is generated. It has been found that the cutting tool is provided with a stable sensor circuit that does not cause peeling or disconnection of the sensor circuit even with repeated heat cycles or chips and maintains the smoothness of the chip surface.

【0008】すなわち、本発明の切削工具は、母材表面
に凹部を形成するとともに、該凹部内に導体を埋め込ん
でなるセンサ回路を配設し、該センサ回路の導通状態を
監視して切刃の損耗状態を検知することを特徴とするも
のである。
That is, in the cutting tool of the present invention, a concave portion is formed on the surface of a base material, and a sensor circuit having a conductor embedded in the concave portion is arranged, and the cutting edge is monitored by monitoring the conduction state of the sensor circuit. It is characterized by detecting the wear state of the.

【0009】ここで、前記母材およびセンサ回路の表面
に周期律表第4a、5aおよび6a族金属の少なくとも
1種の炭化物、窒化物、炭窒化物、Al23、ダイヤモ
ンドおよびDLCの群から選ばれる少なくとも1種の被
覆層が50μm以下の厚みで形成されていてもよく、前
記切削工具表面の凹凸が100μm以下であることが望
ましい。
Here, a group of at least one carbide, nitride, carbonitride, Al 2 O 3 , diamond and DLC of at least one metal of Groups 4a, 5a and 6a of the periodic table is formed on the surface of the base material and the sensor circuit. At least one coating layer selected from the above may be formed to a thickness of 50 μm or less, and it is preferable that the unevenness of the surface of the cutting tool is 100 μm or less.

【0010】また、前記母材が導電性材質からなり、該
母材と前記導体との間に絶縁膜を介装してなることが望
ましい。
Further, it is preferable that the base material is made of a conductive material, and an insulating film is interposed between the base material and the conductor.

【0011】さらに、前記凹部の角部がR形状であるこ
とが望ましい。
Furthermore, it is desirable that the corners of the recess be R-shaped.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の切削工具の好適例である
スローアウェイチップの一例について、その概略斜視図
である図1を基に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example of a throw-away tip which is a preferred example of the cutting tool of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic perspective view thereof.

【0013】図1によれば、スローアウェイチップ1
は、略平板状(図1では略直方体形状)を呈する母材2
の一方の主面にすくい面5、他方の主面に着座面6を、
側面に逃げ面7を形成し、すくい面5と逃げ面7との交
差稜部分、特に図1のような主面が多角形状の場合に
は、逃げ面7が複数の平面からなり、すくい面5と隣接
する2つの逃げ面7とが交差するコーナー部8に切刃9
が形成されている。
According to FIG. 1, the throw-away tip 1 is shown.
Is a base material 2 having a substantially flat plate shape (a substantially rectangular parallelepiped shape in FIG. 1)
The rake face 5 on one main surface and the seating surface 6 on the other main surface,
The flank 7 is formed on the side surface, and when the ridge portion where the rake face 5 and the flank 7 intersect, especially when the main surface as shown in FIG. 1 has a polygonal shape, the flank 7 is composed of a plurality of flat surfaces. A cutting edge 9 is provided at a corner portion 8 where 5 and two flanks 7 adjacent to each other intersect.
Are formed.

【0014】本発明によれば、スローアウェイチップ1
に対して、図2に示すように、母材2の表面に凹部10
を形成するとともに、凹部10内に導体12を埋め込ん
でなるセンサ回路13を配設したことが大きな特徴であ
り、このセンサ回路13の導通状態を監視することによ
って切刃の損耗状態を検知することができる。
According to the present invention, the throw-away tip 1
On the other hand, as shown in FIG.
Is characterized in that the sensor circuit 13 having the conductor 12 embedded in the recess 10 is formed, and the wear state of the cutting edge can be detected by monitoring the conduction state of the sensor circuit 13. You can

【0015】なお、本発明によれば、母材2の耐欠損性
を向上させる点では、凹部10の幅wが0.1〜5m
m、特に0.2〜1mm、厚みtが5〜1000μm、
特に20〜200μmの概略直方体形状をなし、その表
面および底面の角部AがR状をなしていることが望まし
い。
According to the present invention, in order to improve the fracture resistance of the base material 2, the width w of the recess 10 is 0.1 to 5 m.
m, particularly 0.2 to 1 mm, thickness t is 5 to 1000 μm,
In particular, it is preferable that the shape is a substantially rectangular parallelepiped shape of 20 to 200 μm, and the corner portions A on the surface and the bottom surface are R-shaped.

【0016】ここで、本発明によれば、母材2が導電性
を有する場合には、母材2と導体12との間に絶縁層1
4を介装する必要がある。絶縁層は、絶縁性を確保する
とともに、剥離を防止するために1〜10μmの厚みに
形成されることが望ましい。
Here, according to the present invention, when the base material 2 has conductivity, the insulating layer 1 is provided between the base material 2 and the conductor 12.
It is necessary to interpose 4. The insulating layer is preferably formed to have a thickness of 1 to 10 μm in order to ensure insulation and prevent peeling.

【0017】また、本発明によれば、センサ回路13を
保護する目的でセンサ回路13の表面に硬質被覆層を配
設することもできるが、本発明によればセンサ回路13
が母材2内に埋め込まれた状態であり断線する可能性が
低いことから、センサ回路13の表面に前記硬質被覆層
を形成しなくても使用に充分耐えうるものである。な
お、硬質被覆層を配設する場合、硬質被覆層の材質は、
センサ回路の保護および耐磨耗性を高める点で、周期律
表第4a、5aおよび6a族金属の少なくとも1種の炭
化物、窒化物、炭窒化物、Al23、ダイヤモンドおよ
びDLCの群から選ばれる少なくとも1種、特にTi
C、TiCN、TiN、TiAlN、Al23からなる
ことが望ましいが、目視でセンサ回路パターンを確認で
きるために硬質被覆層の総厚みが50μm以下、特に2
0μm以下、さらに10μm以下であることが望まし
い。
Further, according to the present invention, a hard coating layer may be provided on the surface of the sensor circuit 13 for the purpose of protecting the sensor circuit 13, but according to the present invention, the sensor circuit 13 is provided.
Since it is embedded in the base material 2 and the possibility of disconnection is low, it can be used sufficiently without forming the hard coating layer on the surface of the sensor circuit 13. When disposing the hard coating layer, the material of the hard coating layer is
From the group of carbides, nitrides, carbonitrides, Al 2 O 3 , diamond and DLC of at least one metal of Groups 4a, 5a and 6a of the Periodic Table in order to improve the protection and wear resistance of the sensor circuit. At least one selected, especially Ti
C, TiCN, TiN, TiAlN, Al 2 O 3 is desirable, but the total thickness of the hard coating layer is 50 μm or less, especially 2 because the sensor circuit pattern can be visually confirmed.
It is preferably 0 μm or less, more preferably 10 μm or less.

【0018】ここで、本発明によれば、平坦な母材の表
面にセンサ回路を形成する従来のセンサ回路付スローア
ウェイチップに比較して、スローアウェイチップ1表面
の凹凸が特に100μm以下、さらに50μm以下と平滑
であることから、チップ1の着座面6におけるすわりが
良くなり、チップ1の拘束状態が良好となって切削中の
ビビリを抑制するとの効果を奏し、さらに、上記硬質被
覆層を配設する際にもセンサ回路を形成してできた凹凸
によってコーティングムラが発生することなく、厚みば
らつきが硬質被覆層の厚み(平均)の20%以下と均一
な硬質被覆層を形成することができる。
According to the present invention, the unevenness of the surface of the throw-away tip 1 is particularly 100 μm or less, as compared with the conventional throw-away tip with a sensor circuit in which the sensor circuit is formed on the surface of the flat base material. Since it is as smooth as 50 μm or less, the seating surface 6 of the chip 1 can be comfortably seated, the chip 1 can be restrained in a good condition, and chattering during cutting can be suppressed. Even when the hard coating layer is provided, unevenness formed by forming the sensor circuit does not cause coating unevenness, and a hard coating layer having a uniform thickness variation of 20% or less of the thickness (average) of the hard coating layer can be formed. it can.

【0019】さらに、本発明によれば、製造の容易性、
センサ回路13の精度等に応じて、センサ回路13のす
べてが凹部内に導体を埋め込んだ構成からなる必要はな
く、一部のみ、特にすくい面5および着座面6のみ、あ
るいは逃げ面7のみが凹部内に導体を埋め込んだ構成
で、それ以外が平坦な母材の表面にセンサ回路を被着形
成した構成であってもよい。例えば、逃げ面7の上下端
部に外周を一周する凹部を2本形成して、該凹部内に後
述する導体を埋め込めば、チップ1を取り回しすること
なく容易にセンサラインを形成することができる。
Further, according to the present invention, ease of manufacture,
Depending on the accuracy of the sensor circuit 13, it is not necessary for all of the sensor circuit 13 to have a structure in which a conductor is embedded in the recess, and only a part thereof, particularly only the rake face 5 and the seating face 6, or only the flank face 7. Alternatively, the conductor may be embedded in the recess, and the sensor circuit may be adhered to the surface of the base material which is otherwise flat. For example, if two recesses are formed at the upper and lower ends of the flank 7 and that surround the outer circumference, and conductors described below are embedded in the recesses, the sensor line can be easily formed without arranging the chip 1. .

【0020】一方、センサ回路13のパターンとして
は、例えば図1に示すように、逃げ面7の切刃9近傍に
該切刃9に沿って平行に導電帯からなるセンサライン1
5が設けられており、センサライン15の形成位置と幅
によって、工具寿命(摩耗量)の許容摩耗幅を規定する
ことができる。
On the other hand, as the pattern of the sensor circuit 13, for example, as shown in FIG. 1, the sensor line 1 formed of a conductive band in the vicinity of the cutting edge 9 of the flank 7 and parallel to the cutting edge 9 is parallel.
5 is provided, and the allowable wear width of the tool life (amount of wear) can be defined by the formation position and width of the sensor line 15.

【0021】さらに、センサライン15は、スローアウ
ェイチップ1の表面に形成された接続ライン17の接続
部27と接続され、センサライン15および接続ライン
17によってセンサ回路13が形成されている。
Further, the sensor line 15 is connected to the connecting portion 27 of the connecting line 17 formed on the surface of the throw-away tip 1, and the sensor line 15 and the connecting line 17 form the sensor circuit 13.

【0022】そして、例えば、センサライン15の位置
を切刃9の寿命基準量(切刃9の摩耗限界幅)、例えば
0.05〜0.7mmに一致させておき、該切刃9にて
切削加工を行うことにより、該切刃9の近傍に形成され
たセンサライン15の少なくとも一部が摩耗等の損傷に
より断線した時点で、センサライン15間、すなわちセ
ンサ回路13が断線され、該センサ回路13の両端に形
成された一対の接続端子20、20(20’、20’)
間の抵抗値を測定することによって、切刃9の寿命を検
知することができる。
Then, for example, the position of the sensor line 15 is made to coincide with the life reference amount of the cutting edge 9 (wear limit width of the cutting edge 9), for example, 0.05 to 0.7 mm, and the cutting edge 9 is used. By performing the cutting process, when at least a part of the sensor line 15 formed in the vicinity of the cutting edge 9 is disconnected due to damage such as wear, the sensor lines 15 are disconnected, that is, the sensor circuit 13 is disconnected, and the sensor A pair of connection terminals 20, 20 (20 ', 20') formed at both ends of the circuit 13.
The life of the cutting edge 9 can be detected by measuring the resistance value between them.

【0023】一方、図1によれば、一対の接続端子2
0、20(20’、20’)を着座面6に形成してお
り、これによって、センサ回路13を着座面6と接する
後述のチップホルダ30に形成した一対の外部回路3
6、36に容易に接続できる。
On the other hand, according to FIG. 1, a pair of connection terminals 2
0, 20 (20 ′, 20 ′) are formed on the seating surface 6, whereby a pair of external circuits 3 formed on a chip holder 30 (described later) that contacts the sensor circuit 13 with the seating surface 6 is formed.
6 and 36 can be easily connected.

【0024】また、図1によれば、一方の接続端子20
とセンサライン15との間は母材2の側面(逃げ面7)
に形成された第1の側面ライン24を介して接続され、
またセンサライン15の他方端は逃げ面7に形成された
折り返しライン26と接続部27(12b)を介して接
続され、さらに折り返しライン26と他方の接続端子2
0との間は逃げ面7(側面)に形成した第2の側面ライ
ン28を介して接続されている。つまり、図1によれ
ば、センサ回路13は、第1の接続端子20−第1の側
面ライン24−接続部27a−センサライン15−接続
部27b−折り返しライン26−第2の側面ライン28
−第2の接続端子20と経由される。なお、センサ回路
13は母材2に対して絶縁された状態で設けられ、セン
サ回路13はそれ自体が所定の電気抵抗値を有する導電
体にて構成される。
Further, according to FIG. 1, one connection terminal 20
Between the sensor line 15 and the side surface of the base material 2 (flank surface 7)
Connected via a first side line 24 formed in
The other end of the sensor line 15 is connected to the folding line 26 formed on the flank 7 via the connecting portion 27 (12b), and the folding line 26 and the other connecting terminal 2 are connected.
It is connected to 0 through a second side surface line 28 formed on the flank 7 (side surface). That is, according to FIG. 1, the sensor circuit 13 includes the first connection terminal 20-the first side surface line 24-the connection portion 27a-the sensor line 15-the connection portion 27b-the folded line 26-the second side surface line 28.
Via the second connection terminal 20. The sensor circuit 13 is provided in a state of being insulated from the base material 2, and the sensor circuit 13 itself is made of a conductor having a predetermined electric resistance value.

【0025】さらに、図1によれば、一対の接続端子2
0、20を隣接して形成しており、これによって、該一
対の接続領域と接続される外部端子の位置決めが容易に
できる。
Further, according to FIG. 1, a pair of connection terminals 2
0 and 20 are formed adjacent to each other, which facilitates the positioning of the external terminals connected to the pair of connection regions.

【0026】また、図1によれば、特にスローアウェイ
チップ等の着脱ができる切削工具において、両主面の各
コーナー部8それぞれに切刃9が形成され、かつセンサ
ライン15が各切刃9近傍に1つづつ配設されている。
Further, according to FIG. 1, particularly in a cutting tool in which a throw-away tip or the like can be attached and detached, a cutting edge 9 is formed in each corner portion 8 of both main surfaces, and a sensor line 15 is provided in each cutting edge 9. They are arranged one by one in the vicinity.

【0027】つまり、図1のように、母材2の主面が多
角形状(図1では四角形)からなり、逃げ面7が複数
(図1では4つ)形成されるとともに、主面2と隣接す
る2つの逃げ面7とが交差するコーナー部8を有する場
合には、各コーナー部8それぞれ(図1では8つ)にセ
ンサライン15を形成することが望ましく、これによっ
て、後述する使用方法により、8つのコーナー部8を順
に用いて切削加工をすることができる。
That is, as shown in FIG. 1, the main surface of the base material 2 has a polygonal shape (quadrangle in FIG. 1), a plurality of flanks 7 (four in FIG. 1) are formed, and the main surface 2 and When there are corners 8 where two adjacent flanks 7 intersect, it is desirable to form the sensor lines 15 at each corner 8 (eight in FIG. 1), whereby the method of use described later will be described. Thus, the cutting process can be performed by using the eight corner portions 8 in order.

【0028】なお、図1によれば、逃げ面7に形成され
た第1の側面ライン24および第2の側面ライン28
は、センサ回路13の接続端子20、20の配置位置
と、該センサ回路13の接続端子20、20の反対面に
他のセンサ回路13’の接続端子20’、20’の配置
位置とが主面上の同じ位置となるように配置し、ともに
後述する図3のチップホルダ30の同じ外部端子36に
接続できるように、センサライン15に対して(換言す
れば切刃9に対して)、直交方向ではなく、所定の傾斜
角度を有するように配設されている。
According to FIG. 1, the first side surface line 24 and the second side surface line 28 formed on the flank 7 are shown.
Is mainly the arrangement position of the connection terminals 20 and 20 of the sensor circuit 13 and the arrangement position of the connection terminals 20 ′ and 20 ′ of the other sensor circuit 13 ′ on the surface opposite to the connection terminals 20 and 20 of the sensor circuit 13. With respect to the sensor line 15 (in other words, with respect to the cutting edge 9), so that they can be connected to the same external terminal 36 of the chip holder 30 of FIG. It is arranged so as to have a predetermined inclination angle instead of the orthogonal direction.

【0029】また、本発明によれば、スローアウェイチ
ップ1の形状としては、図1に示すように主面(すくい
面5および着座面6)が正方形に限定されるものではな
く、円形、楕円形、正三角形等の他の正多角形、平行四
辺形、菱形等が適応可能であり、また、スローアウェイ
チップ1の断面形状は長方形に限定されるものではな
く、台形形状であってもよい。以上説明した形状の他、
溝入れチップ等にもこの発明を適用することが可能であ
る。
Further, according to the present invention, the shape of the throw-away tip 1 is not limited to a square main surface (the rake surface 5 and the seating surface 6) as shown in FIG. Shapes, other regular polygons such as regular triangles, parallelograms, diamonds, etc. are applicable, and the cross-sectional shape of the throw-away tip 1 is not limited to a rectangle, and may be a trapezoidal shape. . In addition to the shapes described above,
The present invention can also be applied to grooving chips and the like.

【0030】さらに、図1によれば、母材2の中央に
は、母材2を貫通するクランプ孔29が形成されてお
り、図1のスローアウェイチップ1をチップホルダ30
に取り付けた図3の一例に示すように、スローアウェイ
チップ1は、クランプ孔29にクランプねじ34が螺合
されるか、もしくは、金具(図示せず)にてすくい面5
側から押さえられることによりチップホルダ30等に装
着される。
Further, according to FIG. 1, a clamp hole 29 penetrating the base material 2 is formed in the center of the base material 2, and the throw-away tip 1 of FIG.
As shown in the example of FIG. 3 attached to the insert, the throw-away tip 1 has the clamp screw 34 screwed into the clamp hole 29, or a rake face 5 with a metal fitting (not shown).
By being pressed from the side, the chip holder 30 or the like is mounted.

【0031】また、図3によれば、チップホルダ30の
先端にはチップ装着用のポケット31が形成されてい
る。ポケット31の底面はチップ座32となっている。
またポケット31の側面はチップの側面に当接し、チッ
プを拘束するための拘束面33となっている。スローア
ウェイチップ1はこのポケット31に納められ、着座面
6がチップ座32に、またチップ21の側面が拘束面3
3に当接される。そして上方からクランプねじ34がス
ローアウェイチップ1のクランプ孔29に差し込まれ
て、その先端がチップ座32の中央に形成されたねじ孔
35に螺合されることによりスローアウェイチップ1は
チップホルダ30に装着される。
Further, according to FIG. 3, a tip mounting pocket 31 is formed at the tip of the tip holder 30. The bottom surface of the pocket 31 is a chip seat 32.
The side surface of the pocket 31 is in contact with the side surface of the chip and serves as a restraining surface 33 for restraining the chip. The throw-away tip 1 is stored in this pocket 31, the seating surface 6 is the tip seat 32, and the side surface of the tip 21 is the restraining surface 3.
3 is abutted. Then, the clamp screw 34 is inserted into the clamp hole 29 of the throw-away tip 1 from above, and the tip of the clamp screw 34 is screwed into the screw hole 35 formed in the center of the tip seat 32. Be attached to.

【0032】さらに、チップ座32には、装着されたス
ローアウェイチップ1の切削に使用するコーナー部に設
けられたセンサライン15と接続された一方の接続端子
20、20に対向する位置に、例えば、上方へ弾力付勢
され、チップ座32から数mm突出した一対の外部端子
36、36が突設されている。そして、スローアウェイ
チップ1がポケット31に装着されると、スローアウェ
イチップ1の着座面6によって外部端子36、36は押
し下げられ、外部端子36、36の上端はチップ座32
と面一となる。このとき外部端子36、36の上端はス
ローアウェイチップ1の着座面6に設けられた一対の接
続端子20、20とそれぞれ電気的に接触した状態とな
る。
Further, on the tip seat 32, for example, at a position facing one of the connection terminals 20, 20 connected to the sensor line 15 provided in the corner portion used for cutting the attached throw-away tip 1, for example, A pair of external terminals 36, 36 that are elastically urged upward and project a few mm from the tip seat 32 are provided. Then, when the throw-away tip 1 is mounted in the pocket 31, the external terminals 36, 36 are pushed down by the seating surface 6 of the throw-away tip 1, and the upper ends of the external terminals 36, 36 have the tip seat 32.
And become the same. At this time, the upper ends of the external terminals 36, 36 are in electrical contact with the pair of connection terminals 20, 20 provided on the seating surface 6 of the throw-away tip 1, respectively.

【0033】また、図3によれば、外部端子36、36
には、一点鎖線で示すように、チップホルダ30内に配
設されたリード線38がつながれていて、このリード線
38はオーム計等の抵抗値の検知回路39に接続されて
おり、これによりポケット31に装着されたスローアウ
ェイチップ1の切刃9(切削に使用するコーナー部8)
に設けられたセンサライン15の抵抗値を測定すること
ができる。
Further, according to FIG. 3, the external terminals 36, 36
As shown by the alternate long and short dash line, a lead wire 38 arranged in the chip holder 30 is connected, and the lead wire 38 is connected to a resistance value detection circuit 39 such as an ohmmeter. Cutting edge 9 of the throw-away tip 1 mounted in the pocket 31 (corner portion 8 used for cutting)
It is possible to measure the resistance value of the sensor line 15 provided in the.

【0034】なお、図3の装着状態では、例えばスロー
アウェイチップ1のコーナー部8Aの切刃9が切削に用
いられる。そして、コーナー部8Aの切刃9が摩耗した
場合には、クランプねじ34や押さえ金具を緩めて、す
くい面5の中央を中心にしてスローアウェイチップ1を
90°回転させて、コーナー部8Aと隣接する別のコー
ナー部8を切刃9として切削に使用できる。このように
スローアウェイチップ1を90°ずつ回転させて、チッ
プ1の一方の主面側の4つのコーナー部を順次切削に使
用することができる。さらに、スローアウェイチップ1
の上下を反転させてホルダ等に装着すれば、他方の主面
の4つのコーナー部を順に切削に使用することができ、
合計8つのコーナー部8を使用することができる。な
お、他方の主面のコーナー部を使用する場合は、すくい
面と着座面が逆転して機能する。
In the mounted state of FIG. 3, for example, the cutting edge 9 of the corner portion 8A of the throw-away tip 1 is used for cutting. Then, when the cutting edge 9 of the corner portion 8A is worn, the clamp screw 34 and the pressing metal fitting are loosened, and the throw-away tip 1 is rotated by 90 ° around the center of the rake face 5, so that the corner portion 8A Another adjacent corner portion 8 can be used as a cutting edge 9 for cutting. In this way, the throw-away tip 1 can be rotated by 90 °, and the four corner portions on the one main surface side of the tip 1 can be sequentially used for cutting. In addition, throw away tip 1
By reversing the top and bottom and mounting it on a holder etc., the four corners of the other main surface can be used in order for cutting.
A total of eight corners 8 can be used. Note that when the corner portion of the other main surface is used, the rake surface and the seating surface reversely function.

【0035】一方、スローアウェイチップ1の母材とし
ては、アルミナ質焼結体、窒化珪素質焼結体、サーメッ
ト、超硬合金、立方晶窒化ホウ素質焼結体(CBN/Cu
bicBoron Nitride)、ダイヤモンド焼結体(PCD/Po
lycrystalline Diamond)等が好適に使用できるが、特
にサーメットや超硬合金等の導電性を有する材質からな
る場合には母材とセンサ回路(導体)との間に絶縁層を
介装することが望ましい。
On the other hand, the base material of the throw-away tip 1 is an alumina sintered body, a silicon nitride sintered body, a cermet, a cemented carbide, a cubic boron nitride sintered body (CBN / Cu).
bicBoron Nitride), diamond sintered body (PCD / Po
Although lycrystalline diamond) and the like can be preferably used, it is desirable to interpose an insulating layer between the base material and the sensor circuit (conductor) particularly when the material is conductive, such as cermet or cemented carbide. .

【0036】他方、センサライン15、接続ライン(一
対の接続端子20、20、第1および第2の接続ライン
15、18、折り返しライン26、接続部27)等のセ
ンサ回路13を形成する導電帯は、スローアウェイチッ
プ1の母材2に対する接合力が強いこと、被削材と反応
せず、センサライン15の電気抵抗値が常に所定値を示
し、スローアウェイチップ1の摩耗度合い、欠損の発生
の有無を正確に検出することができること、被削材の加
工表面に反応生成物が発生しにくいこと、耐酸化性に優
れ、酸化物生成によるセンサライン15の電気抵抗値の
変化がなく、スローアウェイチップ1の摩耗度合い、欠
損の発生の有無を正確に検出することができること等の
理由から、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、
W等の4a、5a、6a族金属、Co、Ni、Fe等の
鉄族金属、あるいはAlなどの金属材料やTiC、V
C、NbC、TaC、Cr32、Mo2C、WC、W
2C、TiN、VN、NbN、TaN、CrN、TiC
N、VCN、NbCN、TaCN、CrCN等の4a、
5a、6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、(T
i、Al)Nの群から選ばれる少なくとも1種、特にT
iN、(Ti、Al)N、(Ti、Al)CNの群から
選ばれる少なくとも1種、さらにはTiNが好適であ
る。
On the other hand, the conductive band forming the sensor circuit 13, such as the sensor line 15 and the connection line (a pair of connection terminals 20 and 20, the first and second connection lines 15 and 18, the folding line 26, and the connection portion 27). Indicates that the throw-away tip 1 has a strong bonding force to the base material 2, does not react with the work material, and the electric resistance value of the sensor line 15 always shows a predetermined value. Presence or absence can be accurately detected, reaction products are less likely to be generated on the machined surface of the work material, excellent oxidation resistance, and there is no change in the electrical resistance value of the sensor line 15 due to oxide formation Because of the fact that the wear degree of the away tip 1 and the presence or absence of a defect can be accurately detected, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo,
4a, 5a, 6a group metals such as W, iron group metals such as Co, Ni, Fe, or metal materials such as Al, TiC, V
C, NbC, TaC, Cr 3 C 2 , Mo 2 C, WC, W
2 C, TiN, VN, NbN, TaN, CrN, TiC
4a such as N, VCN, NbCN, TaCN, CrCN,
Carbides, nitrides, carbonitrides of group 5a and 6a metals (T
i, Al) N, at least one selected from the group, especially T
At least one selected from the group consisting of iN, (Ti, Al) N, and (Ti, Al) CN, and more preferably TiN.

【0037】また、本発明においてセンサ回路13を形
成するには、例えば所定のセラミック粉末を成形、焼成
することによって作製した母材2の表面に、レーザー加
工または研削加工によって所定の大きさからなる凹部を
センサ回路パターンに形成する。次に、所望により、C
VD法やイオンプレーティング、スパッタリング、蒸着
等のPVD法、めっき法等の公知の薄膜形成法、または
ディッピングや印刷処理後熱処理する方法等のいずれか
の方法によって絶縁層を形成した後、上記いずれかの方
法により、前記凹部の厚みよりも厚い所定厚みの導体を
充填することによってセンサ回路を形成することができ
る。なお、前記凹部以外の部分に付着した導体は後でブ
ラスト等により容易に除去することができる。また、こ
の除去工程をホーニング処理工程等と兼ねて行うことも
可能である。
In order to form the sensor circuit 13 in the present invention, the surface of the base material 2 produced by, for example, molding and firing a predetermined ceramic powder is formed into a predetermined size by laser processing or grinding processing. A recess is formed in the sensor circuit pattern. Then, if desired, C
After forming an insulating layer by any method such as VD method, PVD method such as ion plating, sputtering, vapor deposition, known thin film forming method such as plating method, or heat treatment after dipping or printing treatment, any of the above With this method, the sensor circuit can be formed by filling the conductor with a predetermined thickness thicker than the thickness of the recess. The conductor attached to the portion other than the recess can be easily removed later by blasting or the like. It is also possible to perform this removing step also as a honing processing step.

【0038】その後、所望により、センサ回路を形成し
た母材表面に上述した薄膜形成法等により硬質被覆層を
成膜してもよい。
After that, if desired, a hard coating layer may be formed on the surface of the base material on which the sensor circuit is formed by the above-mentioned thin film forming method or the like.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の切削工具
によれば、センサ回路を母材表面に凹部を形成するとと
もに、該凹部内に導体を埋め込んだ構成とすることによ
り、衝撃や繰り返しの熱サイクルや切り屑に対してもセ
ンサ回路の剥離や断線が生じない安定したセンサ回路を
備え、びびりの発生を抑制するとともに作業者が視覚的
にセンサ回路パターンを確認できて作業ミスを防止でき
る切削工具を作製することができる。
As described above in detail, according to the cutting tool of the present invention, the sensor circuit is formed with the concave portion on the surface of the base material, and the conductor is embedded in the concave portion, so that the impact or the repetition can be prevented. With a stable sensor circuit that does not cause peeling or disconnection of the sensor circuit even with thermal cycles and chips, it suppresses chattering and allows the operator to visually check the sensor circuit pattern to prevent work mistakes. A cutting tool that can be used can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の切削工具の好適例であるスローアウェ
イチップの一例についての(a)手前上方からみた斜視
図、(b)手前下方からみた斜視図である。
1A is a perspective view of an example of a throw-away tip that is a preferred example of a cutting tool of the present invention as seen from the front upper side, and FIG. 1B is a perspective view seen from the front lower side.

【図2】図1のスローアウェイチップの要部拡大図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the throw-away tip shown in FIG.

【図3】図1のスローアウェイチップを、チップホルダ
へ装着する一例を説明するための分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining an example of mounting the throw-away tip of FIG. 1 on a tip holder.

【図4】従来のスローアウェイチップを説明するための
概略斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining a conventional throw-away tip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スローアウェイチップ 2 母材 5 すくい面 6 着座面 7 逃げ面 8 コーナー部 9 切刃 10 凹部 w 幅 t 厚み A 角部 12 導体 13 センサ回路 14 絶縁層 15 センサライン 17 接読ライン 14 接続端子 24 第1の側面ライン 26 折り返しライン 27 接続部 28 第2の側面ライン 29 クランプ孔 30 チップホルダ 31 ポケット 32 チップ座 33 拘束面 34 クランプねじ 35 ねじ孔 36 外部回路 38 リード線 39 検知回路 1 Throw-away tip 2 base material 5 rake face 6 Seating surface 7 flank 8 corners 9 cutting edges 10 recess w width t thickness A corner 12 conductors 13 Sensor circuit 14 Insulation layer 15 sensor lines 17 reading line 14 connection terminals 24 First side line 26 Folding line 27 Connection 28 Second side line 29 Clamp hole 30 chip holder 31 pockets 32 chip seat 33 Restraint surface 34 Clamp screw 35 screw holes 36 External circuit 38 Lead wire 39 Detection circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 母材表面に凹部を形成するとともに、該
凹部内に導体を埋め込んでなるセンサ回路を配設し、該
センサ回路の導通状態を監視して切刃の損耗状態を検知
することを特徴とする損耗センサ回路付切削工具。
1. A recess is formed on the surface of a base material, and a sensor circuit having a conductor embedded in the recess is provided, and a conductive state of the sensor circuit is monitored to detect a wear state of a cutting edge. Cutting tool with wear sensor circuit characterized by.
【請求項2】 前記母材およびセンサ回路の表面に周期
律表第4a、5aおよび6a族金属の少なくとも1種の
炭化物、窒化物、炭窒化物、Al23、ダイヤモンドお
よびDLCの群から選ばれる少なくとも1種の被覆層が
50μm以下の厚みで形成されてなるとともに、該切削
工具表面の凹凸が100μm以下であることを特徴とす
る請求項1記載の損耗センサ回路付切削工具。
2. The group of at least one carbide, nitride, carbonitride, Al 2 O 3 , diamond and DLC of a metal of Groups 4a, 5a and 6a of the Periodic Table on the surface of the base material and the sensor circuit. The cutting tool with a wear sensor circuit according to claim 1, wherein at least one selected coating layer is formed with a thickness of 50 μm or less, and the unevenness of the surface of the cutting tool is 100 μm or less.
【請求項3】 前記母材が導電性材質からなり、該母材
と前記導体との間に絶縁膜を介装してなることを特徴と
する請求項1または2記載の損耗センサ回路付切削工
具。
3. The cutting with wear sensor circuit according to claim 1, wherein the base material is made of a conductive material, and an insulating film is interposed between the base material and the conductor. tool.
【請求項4】 前記凹部の角部がR形状であることを特
徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の損耗センサ回
路付切削工具。
4. The cutting tool with a wear sensor circuit according to claim 1, wherein a corner portion of the recess has an R shape.
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