JP2003205414A - センタ穴を有する被覆部材およびその被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転切削工具などの表面に基準となるセンタ
穴を有して被膜が被覆された部材において、この基準に
ずれが生じるのを防止する。 【解決手段】 部材本体３の表面にセンタ穴４を有する
とともに、この部材本体３の表面に被膜５が被覆され
た、センタ穴４を有する被覆部材であって、このセンタ
穴４を封止材１４によって封止した上で、この封止され
たセンタ穴４の周りを含めた部材本体３の表面に被膜５
を被覆し、しかる後この封止材１４を取り除くことによ
り、被膜５を少なくともセンタ穴４の内周を除いた部分
に被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば切刃が形成
される工具本体先端部の表面に硬質被膜が被覆されたエ
ンドミル等の回転切削工具のようなセンタ穴を有する被
覆部材およびその被覆方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の回転切削工具を始めとする各種
工具において、近年では、高速・高能率加工、寿命向上
を目指し、例えば特開昭５６−２１７１１号公報にもあ
るように、部材本体（工具本体）の表面に硬質被膜を被
覆したものが多く提案されている。また、このような被
膜を被覆することにより、上記の高速・高能率加工や寿
命の向上といった目的は達成できるものの、切刃のよう
な鋭利な部分では膜厚が大きくなって丸味をもってしま
い、切れ味が低下してしまうため、例えば特開平４−２
１０３１５号公報には、被膜を被覆した後にこの被膜を
研削して切刃の鋭利さを保つようにすることも提案され
ている。さらに、このような硬質被膜を被覆した切削工
具については使用後に切刃の再研削を行い、場合によっ
ては再度被膜を被覆して、再利用することも一般的とな
ってきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
回転切削工具のうち、エンドミルやリーマなどに見られ
るように高い加工精度が要求され、しかも一般的なツイ
ストドリルのように工具本体先端の中心軸線上周辺にま
で切刃が形成されたもの以外のものにおいては、この工
具本体の先後端面の中心軸線上に、工具製造の際の基準
となる穴、すなわちセンタ穴が形成されており、このセ
ンタ穴に軸を挿入して工具本体をその中心軸線を基準に
支持した上で、研削による切刃の研ぎ付けや上述の再研
削を行うようにしている。ところが、その一方で、この
ような回転切削工具の工具本体に硬質被膜を被覆すると
きには、その後端部をホルダに挿入して切刃が形成され
た先端側の切刃部を露出させた状態で、この工具本体を
被覆装置に収容してＰＶＤやＣＶＤ等の各種被覆方法に
より、上記切刃部の表面全体に被膜を被覆するようにし
ており、このため上記センタ穴の内周にまでも被膜が形
成されてしまうことが避けられない。

【０００４】しかしながら、このような被膜は、微視的
にみた場合にはその膜厚分布が必ずしも均一であるとは
限らず、これは上記センタ穴の内周に被覆された被膜に
ついても例外ではない。このため、被覆前の工具本体の
中心軸線に沿って形成したセンタ穴の中心と、被覆後の
センタ穴の中心とに心ずれが生じてしまい、そのような
心ずれしたセンタ穴を基準にして被覆後の切刃の被膜を
研削したり切刃の再研削を行ったりしたのでは、実際に
切削を行う際の上記中心軸線回りの切刃の振れ精度に劣
化を招くおそれがあり、上述のような高い加工精度に対
する要求を満足させることが困難となる。特に、最近で
はこのような被膜の膜厚を大きく被覆する傾向があり、
これに伴って被覆後のセンタ穴の心ずれ量も大きくなる
おそれがある。

【０００５】本発明は、このような背景の下になされた
もので、このような回転切削工具などの表面に基準とな
るセンタ穴を有して被膜が被覆された部材において、こ
の基準にずれが生じるのを防止することが可能なセンタ
穴を有する被覆部材およびその製造方法を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明の被覆部材は、
部材本体の表面にセンタ穴を有するとともに、この部材
本体の表面に被膜が被覆された、センタ穴を有する被覆
部材であって、上記被膜を、少なくとも上記センタ穴の
内周を除いた部分に被覆したことを特徴とする。すなわ
ち、例えばこの被覆部材が上述のような回転切削工具で
ある場合には、上記部材本体は、先端部の上記表面に切
刃が形成されて中心軸線回りに回転されることにより切
削を行う回転切削工具の工具本体であって、上記センタ
穴は少なくとも上記先端部の上記中心軸線上に形成され
るとともに、上記被膜は、このセンタ穴の内周を除いた
上記先端部の表面に被覆される。従って、このような被
覆部材においては、例えば回転切削工具の切刃研ぎ付け
の基準となるセンタ穴には被膜が被覆されていないの
で、切刃を工具本体の中心軸線を基準として正確に形成
することが可能となるなど、被覆後の部材の表面加工を
センタ穴を中心として所定の寸法・形状に精度よく行う
ことができる。

【０００７】また、本発明の被覆方法は、部材本体の表
面に形成されたセンタ穴を封止材によって封止した上
で、この封止されたセンタ穴の周りを含めた上記部材本
体の表面に被膜を被覆し、しかる後この封止材を取り除
くことを特徴とするものである。しかるに、上記構成の
被覆部材を製造するには、例えば一つにセンタ穴を露出
したまま被膜を被覆し、しかる後にセンタ穴内周に被覆
された被膜を除去する方法も考えられるが、そのような
方法では、特に上記被膜が回転切削工具の工具本体表面
に被覆される硬質被膜である場合などに、センタ穴内周
の被膜の除去に多くの時間と労力とを要する結果となる
のに対し、本発明の被覆方法によれば、封止材によって
センタ穴内周に被膜が形成されるのを防ぐことができ、
被覆後に封止材を取り除くだけで上記構成の被覆部材が
得られるので、このセンタ穴内周を除いた部分への被膜
の被覆を極めて容易に行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の被覆
部材の一実施形態を示すものであって、本発明のセンタ
穴を有する被覆部材を回転切削工具に適用した場合を示
している。すなわち、本実施形態では、先端部１の表面
に切刃２が形成されて中心軸線Ｏ回りに回転されること
により切削を行う回転切削工具の工具本体３が当該被覆
部材の部材本体とされており、センタ穴４はこの先端部
１の上記中心軸線Ｏ上に形成されるとともに、このセン
タ穴４の内周を除いた上記先端部１の表面に被膜５が被
覆されている。

【０００９】ここで、本実施形態の回転切削工具はソリ
ッド（むく）の４枚刃スクエアエンドミルであって、超
硬合金等の硬質材料によって上記軸線Ｏを中心とする略
円柱状に形成された上記工具本体３の先端部１外周に、
その先端から後端側に向けて軸線Ｏ回りに当該工具本体
３の回転方向Ｔの後方側に捩れる４条の切屑排出溝６…
が周方向に等間隔に形成されており、これらの切屑排出
溝６…の工具回転方向Ｔを向く壁面６ａがすくい面とさ
れ、このすくい面とその先端部１の外周の外周逃げ面と
の交差稜線部に、上記切刃２のうちの外周刃２ａが形成
されている。また、この工具本体３の先端面７において
上記切屑排出溝６…は内周側に向かうようにされてお
り、この切屑排出溝６のすくい面とされる上記壁面６ａ
と先端面７の先端逃げ面との交差稜線部に、上記切刃２
のうちの先端刃（底刃）２ｂが上記外周刃２ａの先端か
ら内周側に向けて延びるように形成される。従って、こ
の工具本体３の先端部１の表面には、これら外周刃２ａ
と先端刃２ｂとからなる切刃２が４条形成されることと
なる。

【００１０】さらに、上記先端面７の内周側には、上記
軸線Ｏを中心とした断面円形をなして後端側に一段凹む
凹所８が形成されており、この凹所８の底面の中心軸線
Ｏ上に上記センタ穴４が形成されている。このセンタ穴
４は、本実施形態ではその内周面が上記中心軸線Ｏを中
心として穴底側すなわち軸線Ｏ方向後端側に向かうに従
い一定の傾斜角で漸次縮径する凹円錐面状をなすもので
あり、この穴底部にはさらに、一定の内径で軸線Ｏを中
心とした断面円形をなして後端側に僅かに凹む底穴９が
形成されている。

【００１１】一方、工具本体３の後端部１０は、切屑排
出溝６…および切刃２…が形成された上記先端部１の外
径（切刃２の外径）よりも僅かに大径の軸線Ｏを中心と
した円柱状に形成されていて、当該工具本体３を工作機
械の主軸に取り付けるためのシャンク部とされている。
そして、この後端部１０の端面すなわち工具本体３の後
端面１１にも、その中心の軸線Ｏ上にセンタ穴１２が形
成されており、このセンタ穴１２も上記センタ穴４と同
様に、その内周面が上記中心軸線Ｏを中心として穴底側
すなわち軸線Ｏ方向先端側に向かうに従い一定の傾斜角
で漸次縮径する凹円錐面状をなし、またこの穴底部には
一定の内径で軸線Ｏを中心とした断面円形をなして先端
側に僅かに凹む底穴１３が形成されている。従って、こ
れらセンタ穴４，１２および底穴９，１３は中心軸線Ｏ
に関して同軸に形成されることとなる。

【００１２】そして、このような工具本体３の上記先端
部１の表面には、この先端部１側のセンタ穴４および底
穴９を除いて、図１ないし図３にハッチングで示すよう
に上記被膜５が被覆されている。この被膜５は、本実施
形態では例えば工具本体３の耐摩耗性を向上させるため
のダイヤモンドコーティングやＴｉ系コーティング等に
よる硬質被膜であって、上記切刃２…部分は勿論のこ
と、切屑排出溝６…内や凹所８も含めた先端面７まで
の、センタ穴４および底穴９の内面を除いた先端部１の
表面全体に被覆されている。従って、このセンタ穴４の
周辺においては、該センタ穴４の開口縁から外側に被膜
５が被覆される。

【００１３】次に、本発明の被覆方法の一実施形態につ
いて、上記回転切削工具の製造方法も含めて説明する
と、まず上記超硬合金の焼結等によって略円柱状をなす
工具本体３の原型を成形し、その先後端面７，１１の中
心に上記センタ穴４，１２および底穴９，１３を軸線Ｏ
上に同軸となるように形成する。次いで、これらのセン
タ穴４，１２に、その内周面に密着可能な円錐状の頭部
を有する図示されない一対の軸を軸線Ｏ方向両端側から
挿入して、工具本体３をその先後端から挟み込むように
支持する。従って、この状態で工具本体３は、その中心
軸線Ｏが上記一対の軸の軸線と同軸となるように支持さ
れるので、この軸線Ｏすなわちセンタ穴４，１２を基準
とし、その外周に円筒研削を施して所定の径の刃部（先
端部１）およびシャンク部（後端部１０）を形成する。
さらに、先端面７のセンタ穴４は上記軸によって軸支し
たまま、後端部１０をコレットチャック等によってチャ
ッキングして工具本体３を支持し、やはりセンタ穴４を
基準に、切屑排出溝６や外周逃げ面などをダイヤモンド
砥石等によって研削し、各交差稜線部に外周刃２ａを形
成する。なお、先端刃（底刃）２ｂの加工については、
切屑排出溝６や外周逃げ面の加工後に上記センタ穴４に
よる軸支を外してから、先端逃げ面を研削して加工を行
うようにしてもよい。

【００１４】そして、こうして形成された工具本体３の
先端部１表面に上記被膜５を被覆するのであるが、この
とき本実施形態では、図４に示すようにこの工具本体３
の表面に形成された上記センタ穴４を封止材１４によっ
て封止した上で、この封止されたセンタ穴４の周りを含
めた先端部１の表面に被膜５を被覆し、しかる後この封
止材１４を取り除くことにより、上述のようにセンタ穴
４およびその奥の底穴９の内周を除いた先端部１表面の
全体に被膜５が被覆されるようにしている。すなわち、
上述のようにして切刃２…が形成された工具本体３の先
端部１にダイヤモンドコーティングやＴｉ系コーティン
グ等による硬質の被膜５を被覆するには、図４に示すよ
うに被膜５を被覆しない後端部１０を有底円筒状のホル
ダ１５に嵌挿して先端部１が上向きの状態で工具本体３
を周知の被覆装置に収容し、ＰＶＤやＣＶＤ等の適宜の
被覆方法によって露出した先端部１の表面に被膜５を被
覆するが、このとき本実施形態では、上記センタ穴４の
内周がなす凹円錐面と等しい傾斜角の凸円錐面１４ａを
有する上記封止材１４を、この凸円錐面１４ａがセンタ
穴４の上記凹円錐面に密着するようにして、やはり上向
きにされたセンタ穴４に挿入して載置し、この状態で上
記被覆方法により被膜５の被覆を行う。

【００１５】よって、この状態で被覆が施された工具本
体３においては、その後端部１０はホルダ１５に嵌挿さ
れて収容されているので被膜５が被覆されることはな
く、そして先端部１においてもセンタ穴４は封止材１４
が密着して封止されているため、このセンタ穴４の内周
と奥の底穴９内面とに被膜５が被覆されることもなく、
これらセンタ穴４および底穴９を除いた先端部１の表面
と、封止材１４の外部に露出した表面部分とに被膜５が
被覆される。そこで、被覆後にこの封止材１４を取り外
せば、被膜５が上記センタ穴４および底穴９の内周を除
いた先端部１の表面に被覆された回転切削工具、すなわ
ち上記実施形態の被覆部材が得られる。なお、上記封止
材１４としては、例えば被膜５が上述したようなＰＶＤ
やＣＶＤによって被覆されるダイヤモンドコーティング
やＴｉ系コーティング等の硬質被膜である場合には、モ
リブデンやステンレス等の金属製のものが用いられる。

【００１６】従って、このようにして被膜５が被覆され
た上記構成の回転切削工具においては、その工具本体３
の後端部１０のセンタ穴１２は勿論、先端部１のセンタ
穴４も内周に被膜５が被覆されることはなく、被覆前の
切刃２…が形成された時と同じく中心軸線Ｏ上に同軸に
形成されたままであるので、被覆後に切刃２…の被膜５
を研削して該切刃２の鋭利さを保つ場合や、あるいは当
該切削工具の使用後に切刃２…を再研削する場合には、
上記と同じくこれらのセンタ穴４，１２に一対の軸を軸
線Ｏ方向両端側から挿入して工具本体３を支持し、ある
いは後端部１０についてはこれをコレットチャックでチ
ャッキングし、この軸線Ｏすなわちセンタ穴４，１２を
基準として切刃２の上記すくい面や外周・先端逃げ面に
研削を行えばよい。これにより、被膜５の被覆前後でセ
ンタ穴４，１２に心ずれを生じることなく、所定の位置
に正確に切刃２…を研ぎ付けることが可能となり、該切
刃２…に高い振れ精度を確保することが可能となって、
当該回転切削工具の加工精度の向上を図ることができ
る。

【００１７】なお、本実施形態では、このような回転切
削工具としてエンドミルの工具本体３に被膜５を被覆す
る場合について説明したが、これ以外にも座ぐりフライ
スや溝フライスなどの各種フライスや、工具本体先端の
中心軸線上周辺にまで切刃が形成されていないリーマや
コアドリル等の穴加工工具、あるいはタップのようなネ
ジ加工用工具など、他の種の回転切削工具に適用するこ
とが可能である。また、このような回転切削工具に限ら
ずとも、例えばブローチのような切削工具や各種ロール
のような耐摩工具のようにセンタ穴を有してこれを基準
に切刃やカリバー等が形成されうる工具に被膜を形成す
る場合にも適用可能であるし、場合によってはこのよう
な工具以外でも、基準となるセンタ穴を有してこのセン
タ穴基準で各部が形成される部材において、その部材本
体の表面に上述のような硬質被膜は勿論これ以外でも各
種の被膜が被覆されるような被覆部材に本発明を適用す
ることも可能である。なお、このような場合には、セン
タ穴は上記各部の形成の基準となるものであればよく、
必ずしも部材本体の特定の中心軸線上に形成されていな
くてもよい。

【００１８】一方、上記実施形態の被覆方法において
は、このような被覆部材（回転切削工具）の部材本体
（工具本体３）に被膜５を被覆するに際して、センタ穴
４を封止材１４によって封止した上で、この封止された
センタ穴４の周りを含めた上記部材本体の表面に被膜５
を被覆し、しかる後この封止材１４を取り除くことによ
って、上述のようなセンタ穴４の内周を除いた表面に被
膜５が被覆された被覆部材を得るようにしており、この
ようなセンタ穴４を除いた被覆部材表面への被膜５の形
成が容易であるという効果を得ることができる。なお、
本実施形態ではセンタ穴４の内周面が凹円錐面状とされ
ているのに合わせて、封止材１４もこれと傾斜角が等し
い凸円錐面状部１４ａを備えたモリブデンやステンレス
等の金属よりなる固形物とされているが、被膜の種類や
その被覆条件等によっては、例えば部材本体との親和性
の少ない粘性体を封止材としてセンタ穴に封入して該セ
ンタ穴を封止し、被覆後にこれを取り除くようにしても
よく、この場合には、上記実施形態のように被覆時にセ
ンタ穴が上向きとなっていなくても、センタ穴を封止し
た状態で被覆を行うことが可能となる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセンタ穴
を有する被覆部材によれば、このセンタ穴を基準として
被覆後に各部の成形を行う場合でも、この基準にずれが
生じるのを防いでその成形精度を確保することができ、
例えば回転切削工具においては切刃の振れ精度を確保し
て高い加工精度を得ることができる。また、本発明の被
覆方法によれば、このような被覆部材を容易に得ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の被覆部材（回転切削工具）の一実施
形態を示す一部破断側面図である。

【図２】 図１に示す実施形態の先端面７を示す正面図
である。

【図３】 図２におけるＺＺ断面図である。

【図４】 本発明の被覆方法の一実施形態を説明する一
部破断図である。

【符号の説明】

１ 工具本体３の先端部 ２ 切刃 ３ 工具本体（部材本体） ４，１２ センタ穴 ５ 被膜 １４ 封止材 Ｏ 工具本体３の中心軸線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部材本体の表面にセンタ穴を有するとと
   もに、この部材本体の表面に被膜が被覆された、センタ
   穴を有する被覆部材であって、上記被膜が、少なくとも
   上記センタ穴の内周を除いた部分に被覆されていること
   を特徴とするセンタ穴を有する被覆部材。
2. 【請求項２】 上記部材本体は、先端部の上記表面に切
   刃が形成されて中心軸線回りに回転されることにより切
   削を行う回転切削工具の工具本体であって、上記センタ
   穴は少なくとも上記先端部の上記中心軸線上に形成され
   るとともに、上記被膜は、少なくともこのセンタ穴の内
   周を除いた上記先端部の表面に被覆されていることを特
   徴とする請求項１に記載のセンタ穴を有する被覆部材。
3. 【請求項３】 部材本体の表面に形成されたセンタ穴を
   封止材によって封止した上で、この封止されたセンタ穴
   の周りを含めた上記部材本体の表面に被膜を被覆し、し
   かる後この封止材を取り除くことを特徴とするセンタ穴
   を有する被覆部材の被覆方法。