JP2004268202A - 小径エンドミル - Google Patents
小径エンドミル Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004268202A JP2004268202A JP2003062703A JP2003062703A JP2004268202A JP 2004268202 A JP2004268202 A JP 2004268202A JP 2003062703 A JP2003062703 A JP 2003062703A JP 2003062703 A JP2003062703 A JP 2003062703A JP 2004268202 A JP2004268202 A JP 2004268202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- end mill
- cemented carbide
- diameter end
- small
- hole
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
Abstract
【課題】超高硬度焼結材チップから成る工具先端部、特に刃部から首部にかけた部分の横方向への剛性が高く、しかも首部の取り付け強度が高い、高精度・高効率加工が可能な、優れた切削特性を有する小径エンドミルを提供する。
【解決手段】工具先端の刃部が実質的に超高硬度焼結材から成り、該超高硬度焼結材に一体焼結された超硬合金材の1部がシャンク孔部に差し込まれて固定されている小径エンドミルであり、該孔部内に差し込まれている超硬合金材部分の外接円直径Dhと刃部の最大直径Dcとの比Dh/Dcが2以上であることを特徴とする小径エンドミルである。
【選択図】図2
【解決手段】工具先端の刃部が実質的に超高硬度焼結材から成り、該超高硬度焼結材に一体焼結された超硬合金材の1部がシャンク孔部に差し込まれて固定されている小径エンドミルであり、該孔部内に差し込まれている超硬合金材部分の外接円直径Dhと刃部の最大直径Dcとの比Dh/Dcが2以上であることを特徴とする小径エンドミルである。
【選択図】図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも刃部の1部が超高硬度焼結材から構成され、刃部の直径が6mm以下の小径エンドミルやリブに関する。
【0002】
【従来の技術】
小径エンドミルは小型の精密金型や部品等を3次元形状加工するための工具として最適であり、超高硬度焼結材、特に立方晶窒化硼素(以下、cBNという。)焼結材やダイヤモンド焼結材を刃部の素材に用いた小径エンドミルの技術が、以下の特許文献1、2に開示されている。
【特許文献1】実開平7−31216号公報(第2頁、図1)
【特許文献2】特開平10―113809号公報(第3頁、図1)
【0003】
特許文献1はダイヤ等の焼結材が刃先保持部の一端に固着され切刃が形成されている小径加工工具が開示されている。先端にダイヤ等の焼結材を固着した超硬合金製刃先保持部の構造を提案しているが、シャンク部内に挿入されている刃先保持部の径が刃先部の径とほぼ同一であり、孔内保持部の剛性が劣る欠点があった。特許文献2はボール刃がcBN焼結材で形成されている高速用ボールエンドミルの構造を提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
エンドミルのたわみ量は工具突き出しの長さの3乗に比例すると言われており、シャンク端部から工具刃部先端までの長さを大きくすると刃先保持部が倒れる、或いは刃部の振れが大きくなるとともに、シャンク端部にかかるトルクが大きくなり、加工精度が低下する、或いは工具寿命が短くなる欠点がある。この欠点は、特に、シャンク端部から刃部におけるシャンク側端部の部分(以下、首部と言う。)の径が小さく、しかも首部の長い小径エンドミルやリブで顕著に現れる。上記従来技術の欠点を踏まえ、本発明が解決しようとする課題は、超高硬度焼結材チップから成る工具先端部、特に刃部から首部にかけた部分の横方向への剛性が高く、しかも首部の取り付け強度が高い、高精度・高効率加工が可能な、優れた切削特性を有する小径エンドミルを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
工具先端の刃部が実質的に超高硬度焼結材から成り、該超高硬度焼結材に一体焼結された超硬合金材の1部がシャンク孔部に差し込まれて固定されている小径エンドミルであり、該孔部内に差し込まれている超硬合金材部分の外接円直径Dhと刃部の最大直径Dcとの比Dh/Dcが2以上であり、該孔部内も含めた該超硬合金材と該超高硬度焼結材とをあわせた全長Ltと該孔部内の長さLhとの比Lt/Lhが2以上、10以下であり、該孔部がシャンク内部をその中心軸に沿って略平行に貫通しており、該孔部に差し込まれている該超硬合金材部の断面形状が多角形であり、該超高硬度焼結材が立方晶窒化硼素焼結材であることを特徴とする小径エンドミルである。上記構成を採用することにより、首部から刃部間の強度を高めるとともに、首部であるシャンク部端部から刃部までが長く、工具突出し量が長くとも高精度な小径エンドミルである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の小径エンドミルは、刃部を実質的に構成する超高硬度焼結材と、首部を実質的に構成する超硬合金材とが一体焼結されていることにより両者間にろう付け材等の機械強度が劣る部分が存在せず、しかも該超硬合金材がシャンク部の孔内に直接挿入され固定されているため、該孔部先端から挿入部分の機械強度が確保され、しかもDh/Dcが2以上と大きいため、首部取り付け部近傍の強度が大きくなり、シャンク部端部から刃部までの長さを大きくとっても十分な機械強度が得られ、耐摩耗性が特に優れている超高硬度焼結材からなる刃部と相まって、極めて高精度の加工が可能な小径エンドミルが実現できる。Dh/Dcが2未満の時は、切削時に刃部からかかるトルクに対して、首部の根元部分に当るシャンク部端部の孔部入り口部分の強度が不十分になり、首部が根元部分から倒れる、或いは刃部の振れが大きくなり加工精度が悪くなる欠点が現れる。ここで、刃部を構成する超高硬度焼結材と首部を構成する超硬合金材とが一体焼結されているということは、超高硬度焼結材を構成する結晶粒、例えばcBN結晶粒やダイヤモンド結晶粒と、超硬合金材を構成する結晶粒、例えばWC結晶粒或いは中間層の構成元素が、両材間の界面や両材間に挿入された中間層との界面近傍まで観察され、両材間の界面にAg、Cu、Ni、Zn、Cd等のろう付け材成分が観察されないことによって確認される。これら超高硬度焼結材と超硬合金材との間には、例えばTiNやTiCN、TiC或いはCo−Al合金等の薄膜からなる中間層が挿入されていることが好ましい。超高硬度焼結材と超硬合金材とをTiN膜等の中間層を介して超高圧高温で一体焼結することにより超高硬度焼結材と超硬合金材との間の界面強度が更に高まり、更に信頼性の高い小径エンドミルが得られる。刃部は実質的に超高硬度焼結材により構成されていれば良く、例えば刃部の1部が超硬合金材より構成されていても良い。また、超硬合金材の1部をシャンク部の孔部に固定する方法としては、ろう付け、圧着、嵌合等があるが、ろう付けが固定後の精度と信頼性及び経済的利便性が高く好ましい。ろう材にはNi−Cr系ろう材やAg−Cu−Ti、Ag−Cu−Zn系が用いられていることが好ましい。例えば、Ag−Cu−TiやAg−Cu−Zn系ろう材では890〜1173°K、Ni−Cr系ろう材では1200〜1490°Kと、より高温で超高硬度焼結材をろう付けすることが出来、切削時に刃先温度が上がった場合にも、ろう付け強度が落ちることなく、より信頼性の高い小径エンドミルが実現できる。
【0007】
本発明の小径エンドミルは、超硬合金材部がシャンク部の孔部に焼ばめにより固定し、使用されることも好ましい。こうすることにより、首部が比較的容易に交換できるようになり、より経済的利便性が高くなる。次に、超硬合金材部のシャンク部の孔部に差し込まれている部分の外接円の径が1mm以上であることが好ましい。こうすることにより首部から先をシャンク部に固定している強度が高まり、更に機械強度が高い優れた小径エンドミルが実現できる。更に、シャンク部先端部に形成された孔部内も含めた超硬合金材と超高硬度焼結材とをあわせた全長Ltとシャンク孔部内の長さLhとの比Lt/Lhが2以上10以下であること好ましい。こうすることによりシャンク孔部先端から首部及び刃部までの全長を長く設定することができ、しかもシャンク部から首部の機械強度が高いため、高精度加工可能な小径エンドミルが実現出来る。Lt/Lhが2未満の場合は、首部が短くなり、十分な深さの加工ができなくなり、10を越えるとシャンク孔部内の長さLhに比べてシャンク孔部外の長さ(Lt−Lh)が長くなりすぎ、首部の根元にかかるトルクが大きくなり、首部が倒れる或いは刃部の振れが大きくなり、工具寿命が短くなる、又は加工精度が悪くなる欠点が現れる。本発明は、Lt/Lhが4以上であることが更に好ましい。こうすることにより、工具寿命が極端に短くなり、また加工精度が極端に悪くなることを回避でき、加工が可能になる。
【0008】
本発明の小径エンドミルは、首部を構成する超硬合金材の1部が挿入されているシャンク孔部があり、該シャンク孔部が、シャンクの中心軸に沿って略平行に貫通していることが好ましい。こうすることにより超硬合金材の首部をシャンク孔部にろう付けするときに、空気等のガスがシャンク孔部内にこもることがなく、均一にろう付けすることが出来、機械強度と回転バランスの良い小径エンドミルが実現できる。シャンク孔部がシャンク内を貫通していない場合は、ろう付け時にガスがシャンク孔部内にこもり、首部がシャンク孔部から抜けやすくなるとともに、首部をシャンク孔部に均一にろう付けすることが難しくなり、機械強度が低下する欠点が現れる。また、シャンク孔部がシャンクの中心軸に沿って略平行でないと、小径エンドミルの回転バランスが悪くなり、加工精度が悪くなるとともに、刃部のふれが大きくなり、刃先がチッピングし易くなる等の欠点が現れる。シャンク孔部の形状は、超硬合金材の首部を挿入する領域においては、外接円直径がDhの超硬合金材が挿入できる形状、大きさとし、そこから先、シャンク内部の奥の孔径はDhよりも小さいことが望ましい。こうすることにより首部の軸方向に対する機械強度が高まるため、更に優れた信頼性を有する小径エンドミルが実現できる。
【0009】
本発明の小径エンドミルは、シャンク孔部に差し込まれている超硬合金材の断面形状が多角形であることが好ましく、略4角形であることが更に好ましい。シャンク孔部に差し込む部分の超硬合金材の断面形状を多角形とし、この形状に合わせてシャンク孔部の断面形状も同様な多角形とすることにより、該超硬合金材の回転に対する抵抗が高くなり、より信頼性の高い小径エンドミルが実現できる。本発明の小径エンドミルは、超高硬度焼結材が立方晶窒化硼素焼結材であることが好ましい。こうすることにより、より硬度の高い鉄系部品や金型等を高効率かつ高精度に切削加工できる小径エンドミルが実現できる。以下、本発明の小径エンドミルを実施例によって具体的に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものでない。
【0010】
【実施例】
(実施例1)
本発明において、シャンク孔部に差し込まれている超硬合金材部のDhとDcとの比Dh/Dcの影響を明らかにするため、Dh/Dcが異なる本発明例と比較例とを作製し、その切削特性を評価した。図1はこれらの小径エンドミルの製作に用いた超高硬度焼結材基板1を例示したものであり、図2は作製した小径エンドミルの代表例を示したものである。図1の超高硬度焼結材基板1は、80容量%のcBN粉末と、残りがCoとAlとからなるバインダー粉とを混合した粉体からなるcBN成形体と、WC:90質量%、Co:10質量%の組成よりなる超硬合金焼結材とを5.6GPa、1723°Kで超高圧高温焼結することにより作製した。そして、全体の直径が45mm、厚さが8mmで、cBN材部11の厚さが1mm、超硬合金材部12の厚さが7mmになるように加工した。この基板を短冊状に放電切断加工し、断面が四角形状で角部を面取りした所定形状の超高硬度焼結材チップ2を作製した。チップのcBN材部分の長さは1mm、全長は8mmで、軸直角断面の外径は表1のDcに合わせて作製した。シャンク部3は直径6mm、長さ54mmで中心軸に沿って直径1mmの貫通孔を設けたK種の超硬合金製であり、片側端部の孔部に上記の超高硬度焼結材チップ2を差込み、ろう付けした後、所定形状に加工することにより、図2に示す形状の二枚刃のスクエア型小径エンドミルを作製した。この時、超高硬度焼結材チップ2を差込むためにシャンクの片側端部に設けた孔は、断面形状が各コーナーにRを付けた四角形で、その寸法と深さとはこれに差込む超高硬度焼結材チップ2に合わせて形成した。超高硬度焼結材チップ2の超硬合金材部22側を、シャンク部先端に形成した孔部一杯の深さまで差込み、Ag−Cu−Ti合金によりろう付けした。シャンク部3に取り付けた超高硬度焼結材チップ2を所定形状に加工し、超高硬度焼結材製刃部41と超硬合金材製首部42とを形成した。本発明例1〜4と比較例5〜7のLt、Lh、Dc及びDhとを表1に記す。
【0011】
【表1】
【0012】
表1中の本発明例1〜4と比較例5〜7の切削特性の差異を明らかにするため、両試料を次の条件で切削し、加工溝の数によって比較評価した。切削諸元は、被削材にHRC38のプリハードン鋼を用い、工具回転数、50000min−1、送り速度、500mm/min、切込み量は工具軸方向に0.02mmとし、乾式で等高線リブ溝切削を行った。リブ溝の形状は幅1.1mm、長さ50mm、深さ3mmで、曲線加工部を有した止まり溝である。切削テストの結果、表1に示すように、本発明例1〜4はいずれも21溝以上を切削加工出来たが、比較例5〜7は10溝以下の溝数で切削加工中にビビリが発生し、首部とシャンク端部の境界付近で折損した。Dh/Dcが2以上である本発明例は、Dh/Dcが2未満である比較例に比べて工具寿命が2倍以上長く、優れていることがわかる。
【0013】
(実施例2)
Dh/Dcが2以上であり、しかも、Lt/Lhが2以上、10以下の場合の影響を明らかにするため、Lt/Lhが異なる本発明例8〜21を作製し、その切削特性を評価した。各試料は実施例1と同様の工程で作製した。超高硬度焼結材基板1は全体の直径が45mm、厚さが16mmで、cBN材部11の厚さが1mm、超硬合金材部12の厚さが15mmのものを用いた。Dcを1mm、Dhを2mm、Ltを16mmと一定とし、Lhのみを表1に示すように変化させた小径エンドミルを作製した。実施例1と同じ条件で切削評価した結果、表1に示す結果を得た。Lt/Lhが10を超える本発明例8、9は夫々18溝、27溝の切削加工が出来たのに対し、Lt/Lhが10以下である本発明例10〜21品はいずれも30溝以上の切削加工が出来、切削加工中にビビリが発生すること無かった。Lt/Lhが10以下の場合は、工具寿命が1.6倍以上優れており、本発明例のLt/Lhは10以下であることが好ましいことがわかる。また、Lt/Lhが2以上、10以下の場合は、Lt/Lhを大きくしても切削可能加工回数の低下する割合が比較的小さく、しかもLt−Lhが8mmであるため、8mm以上の加工が可能となりより好ましいことが判明した。また、Lt/Lhが4以上、10以下の場合は、切削可能加工回数の低下する割合が小さく、しかもLt−Lhが12mmであるため12mm以上の加工が可能となり更に好ましいことがわかる。
【0014】
【発明の効果】
本発明を適用することにより、超高硬度焼結材から成る工具先端部、特に首部から刃部にかけた部分の横方向への剛性が高く、しかも首部の取り付け強度が高く、高精度・高効率加工が可能な、優れた切削特性を有する小径エンドミルを得ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係わる超高硬度焼結材基板と超高硬度焼結材チップの一例を示す図。
【図2】図2は、本発明に係わる小径エンドミルの一例を示す。
【符号の説明】
1:超高硬度焼結材基板
2:超高硬度焼結材チップ
3:シャンク
4:刃先保持部
11:cBN材
12:超硬合金材
22:超高硬度焼結材チップの超硬合金材部
31:シャンク端部
41:刃部
42:首部
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも刃部の1部が超高硬度焼結材から構成され、刃部の直径が6mm以下の小径エンドミルやリブに関する。
【0002】
【従来の技術】
小径エンドミルは小型の精密金型や部品等を3次元形状加工するための工具として最適であり、超高硬度焼結材、特に立方晶窒化硼素(以下、cBNという。)焼結材やダイヤモンド焼結材を刃部の素材に用いた小径エンドミルの技術が、以下の特許文献1、2に開示されている。
【特許文献1】実開平7−31216号公報(第2頁、図1)
【特許文献2】特開平10―113809号公報(第3頁、図1)
【0003】
特許文献1はダイヤ等の焼結材が刃先保持部の一端に固着され切刃が形成されている小径加工工具が開示されている。先端にダイヤ等の焼結材を固着した超硬合金製刃先保持部の構造を提案しているが、シャンク部内に挿入されている刃先保持部の径が刃先部の径とほぼ同一であり、孔内保持部の剛性が劣る欠点があった。特許文献2はボール刃がcBN焼結材で形成されている高速用ボールエンドミルの構造を提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
エンドミルのたわみ量は工具突き出しの長さの3乗に比例すると言われており、シャンク端部から工具刃部先端までの長さを大きくすると刃先保持部が倒れる、或いは刃部の振れが大きくなるとともに、シャンク端部にかかるトルクが大きくなり、加工精度が低下する、或いは工具寿命が短くなる欠点がある。この欠点は、特に、シャンク端部から刃部におけるシャンク側端部の部分(以下、首部と言う。)の径が小さく、しかも首部の長い小径エンドミルやリブで顕著に現れる。上記従来技術の欠点を踏まえ、本発明が解決しようとする課題は、超高硬度焼結材チップから成る工具先端部、特に刃部から首部にかけた部分の横方向への剛性が高く、しかも首部の取り付け強度が高い、高精度・高効率加工が可能な、優れた切削特性を有する小径エンドミルを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
工具先端の刃部が実質的に超高硬度焼結材から成り、該超高硬度焼結材に一体焼結された超硬合金材の1部がシャンク孔部に差し込まれて固定されている小径エンドミルであり、該孔部内に差し込まれている超硬合金材部分の外接円直径Dhと刃部の最大直径Dcとの比Dh/Dcが2以上であり、該孔部内も含めた該超硬合金材と該超高硬度焼結材とをあわせた全長Ltと該孔部内の長さLhとの比Lt/Lhが2以上、10以下であり、該孔部がシャンク内部をその中心軸に沿って略平行に貫通しており、該孔部に差し込まれている該超硬合金材部の断面形状が多角形であり、該超高硬度焼結材が立方晶窒化硼素焼結材であることを特徴とする小径エンドミルである。上記構成を採用することにより、首部から刃部間の強度を高めるとともに、首部であるシャンク部端部から刃部までが長く、工具突出し量が長くとも高精度な小径エンドミルである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の小径エンドミルは、刃部を実質的に構成する超高硬度焼結材と、首部を実質的に構成する超硬合金材とが一体焼結されていることにより両者間にろう付け材等の機械強度が劣る部分が存在せず、しかも該超硬合金材がシャンク部の孔内に直接挿入され固定されているため、該孔部先端から挿入部分の機械強度が確保され、しかもDh/Dcが2以上と大きいため、首部取り付け部近傍の強度が大きくなり、シャンク部端部から刃部までの長さを大きくとっても十分な機械強度が得られ、耐摩耗性が特に優れている超高硬度焼結材からなる刃部と相まって、極めて高精度の加工が可能な小径エンドミルが実現できる。Dh/Dcが2未満の時は、切削時に刃部からかかるトルクに対して、首部の根元部分に当るシャンク部端部の孔部入り口部分の強度が不十分になり、首部が根元部分から倒れる、或いは刃部の振れが大きくなり加工精度が悪くなる欠点が現れる。ここで、刃部を構成する超高硬度焼結材と首部を構成する超硬合金材とが一体焼結されているということは、超高硬度焼結材を構成する結晶粒、例えばcBN結晶粒やダイヤモンド結晶粒と、超硬合金材を構成する結晶粒、例えばWC結晶粒或いは中間層の構成元素が、両材間の界面や両材間に挿入された中間層との界面近傍まで観察され、両材間の界面にAg、Cu、Ni、Zn、Cd等のろう付け材成分が観察されないことによって確認される。これら超高硬度焼結材と超硬合金材との間には、例えばTiNやTiCN、TiC或いはCo−Al合金等の薄膜からなる中間層が挿入されていることが好ましい。超高硬度焼結材と超硬合金材とをTiN膜等の中間層を介して超高圧高温で一体焼結することにより超高硬度焼結材と超硬合金材との間の界面強度が更に高まり、更に信頼性の高い小径エンドミルが得られる。刃部は実質的に超高硬度焼結材により構成されていれば良く、例えば刃部の1部が超硬合金材より構成されていても良い。また、超硬合金材の1部をシャンク部の孔部に固定する方法としては、ろう付け、圧着、嵌合等があるが、ろう付けが固定後の精度と信頼性及び経済的利便性が高く好ましい。ろう材にはNi−Cr系ろう材やAg−Cu−Ti、Ag−Cu−Zn系が用いられていることが好ましい。例えば、Ag−Cu−TiやAg−Cu−Zn系ろう材では890〜1173°K、Ni−Cr系ろう材では1200〜1490°Kと、より高温で超高硬度焼結材をろう付けすることが出来、切削時に刃先温度が上がった場合にも、ろう付け強度が落ちることなく、より信頼性の高い小径エンドミルが実現できる。
【0007】
本発明の小径エンドミルは、超硬合金材部がシャンク部の孔部に焼ばめにより固定し、使用されることも好ましい。こうすることにより、首部が比較的容易に交換できるようになり、より経済的利便性が高くなる。次に、超硬合金材部のシャンク部の孔部に差し込まれている部分の外接円の径が1mm以上であることが好ましい。こうすることにより首部から先をシャンク部に固定している強度が高まり、更に機械強度が高い優れた小径エンドミルが実現できる。更に、シャンク部先端部に形成された孔部内も含めた超硬合金材と超高硬度焼結材とをあわせた全長Ltとシャンク孔部内の長さLhとの比Lt/Lhが2以上10以下であること好ましい。こうすることによりシャンク孔部先端から首部及び刃部までの全長を長く設定することができ、しかもシャンク部から首部の機械強度が高いため、高精度加工可能な小径エンドミルが実現出来る。Lt/Lhが2未満の場合は、首部が短くなり、十分な深さの加工ができなくなり、10を越えるとシャンク孔部内の長さLhに比べてシャンク孔部外の長さ(Lt−Lh)が長くなりすぎ、首部の根元にかかるトルクが大きくなり、首部が倒れる或いは刃部の振れが大きくなり、工具寿命が短くなる、又は加工精度が悪くなる欠点が現れる。本発明は、Lt/Lhが4以上であることが更に好ましい。こうすることにより、工具寿命が極端に短くなり、また加工精度が極端に悪くなることを回避でき、加工が可能になる。
【0008】
本発明の小径エンドミルは、首部を構成する超硬合金材の1部が挿入されているシャンク孔部があり、該シャンク孔部が、シャンクの中心軸に沿って略平行に貫通していることが好ましい。こうすることにより超硬合金材の首部をシャンク孔部にろう付けするときに、空気等のガスがシャンク孔部内にこもることがなく、均一にろう付けすることが出来、機械強度と回転バランスの良い小径エンドミルが実現できる。シャンク孔部がシャンク内を貫通していない場合は、ろう付け時にガスがシャンク孔部内にこもり、首部がシャンク孔部から抜けやすくなるとともに、首部をシャンク孔部に均一にろう付けすることが難しくなり、機械強度が低下する欠点が現れる。また、シャンク孔部がシャンクの中心軸に沿って略平行でないと、小径エンドミルの回転バランスが悪くなり、加工精度が悪くなるとともに、刃部のふれが大きくなり、刃先がチッピングし易くなる等の欠点が現れる。シャンク孔部の形状は、超硬合金材の首部を挿入する領域においては、外接円直径がDhの超硬合金材が挿入できる形状、大きさとし、そこから先、シャンク内部の奥の孔径はDhよりも小さいことが望ましい。こうすることにより首部の軸方向に対する機械強度が高まるため、更に優れた信頼性を有する小径エンドミルが実現できる。
【0009】
本発明の小径エンドミルは、シャンク孔部に差し込まれている超硬合金材の断面形状が多角形であることが好ましく、略4角形であることが更に好ましい。シャンク孔部に差し込む部分の超硬合金材の断面形状を多角形とし、この形状に合わせてシャンク孔部の断面形状も同様な多角形とすることにより、該超硬合金材の回転に対する抵抗が高くなり、より信頼性の高い小径エンドミルが実現できる。本発明の小径エンドミルは、超高硬度焼結材が立方晶窒化硼素焼結材であることが好ましい。こうすることにより、より硬度の高い鉄系部品や金型等を高効率かつ高精度に切削加工できる小径エンドミルが実現できる。以下、本発明の小径エンドミルを実施例によって具体的に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものでない。
【0010】
【実施例】
(実施例1)
本発明において、シャンク孔部に差し込まれている超硬合金材部のDhとDcとの比Dh/Dcの影響を明らかにするため、Dh/Dcが異なる本発明例と比較例とを作製し、その切削特性を評価した。図1はこれらの小径エンドミルの製作に用いた超高硬度焼結材基板1を例示したものであり、図2は作製した小径エンドミルの代表例を示したものである。図1の超高硬度焼結材基板1は、80容量%のcBN粉末と、残りがCoとAlとからなるバインダー粉とを混合した粉体からなるcBN成形体と、WC:90質量%、Co:10質量%の組成よりなる超硬合金焼結材とを5.6GPa、1723°Kで超高圧高温焼結することにより作製した。そして、全体の直径が45mm、厚さが8mmで、cBN材部11の厚さが1mm、超硬合金材部12の厚さが7mmになるように加工した。この基板を短冊状に放電切断加工し、断面が四角形状で角部を面取りした所定形状の超高硬度焼結材チップ2を作製した。チップのcBN材部分の長さは1mm、全長は8mmで、軸直角断面の外径は表1のDcに合わせて作製した。シャンク部3は直径6mm、長さ54mmで中心軸に沿って直径1mmの貫通孔を設けたK種の超硬合金製であり、片側端部の孔部に上記の超高硬度焼結材チップ2を差込み、ろう付けした後、所定形状に加工することにより、図2に示す形状の二枚刃のスクエア型小径エンドミルを作製した。この時、超高硬度焼結材チップ2を差込むためにシャンクの片側端部に設けた孔は、断面形状が各コーナーにRを付けた四角形で、その寸法と深さとはこれに差込む超高硬度焼結材チップ2に合わせて形成した。超高硬度焼結材チップ2の超硬合金材部22側を、シャンク部先端に形成した孔部一杯の深さまで差込み、Ag−Cu−Ti合金によりろう付けした。シャンク部3に取り付けた超高硬度焼結材チップ2を所定形状に加工し、超高硬度焼結材製刃部41と超硬合金材製首部42とを形成した。本発明例1〜4と比較例5〜7のLt、Lh、Dc及びDhとを表1に記す。
【0011】
【表1】
【0012】
表1中の本発明例1〜4と比較例5〜7の切削特性の差異を明らかにするため、両試料を次の条件で切削し、加工溝の数によって比較評価した。切削諸元は、被削材にHRC38のプリハードン鋼を用い、工具回転数、50000min−1、送り速度、500mm/min、切込み量は工具軸方向に0.02mmとし、乾式で等高線リブ溝切削を行った。リブ溝の形状は幅1.1mm、長さ50mm、深さ3mmで、曲線加工部を有した止まり溝である。切削テストの結果、表1に示すように、本発明例1〜4はいずれも21溝以上を切削加工出来たが、比較例5〜7は10溝以下の溝数で切削加工中にビビリが発生し、首部とシャンク端部の境界付近で折損した。Dh/Dcが2以上である本発明例は、Dh/Dcが2未満である比較例に比べて工具寿命が2倍以上長く、優れていることがわかる。
【0013】
(実施例2)
Dh/Dcが2以上であり、しかも、Lt/Lhが2以上、10以下の場合の影響を明らかにするため、Lt/Lhが異なる本発明例8〜21を作製し、その切削特性を評価した。各試料は実施例1と同様の工程で作製した。超高硬度焼結材基板1は全体の直径が45mm、厚さが16mmで、cBN材部11の厚さが1mm、超硬合金材部12の厚さが15mmのものを用いた。Dcを1mm、Dhを2mm、Ltを16mmと一定とし、Lhのみを表1に示すように変化させた小径エンドミルを作製した。実施例1と同じ条件で切削評価した結果、表1に示す結果を得た。Lt/Lhが10を超える本発明例8、9は夫々18溝、27溝の切削加工が出来たのに対し、Lt/Lhが10以下である本発明例10〜21品はいずれも30溝以上の切削加工が出来、切削加工中にビビリが発生すること無かった。Lt/Lhが10以下の場合は、工具寿命が1.6倍以上優れており、本発明例のLt/Lhは10以下であることが好ましいことがわかる。また、Lt/Lhが2以上、10以下の場合は、Lt/Lhを大きくしても切削可能加工回数の低下する割合が比較的小さく、しかもLt−Lhが8mmであるため、8mm以上の加工が可能となりより好ましいことが判明した。また、Lt/Lhが4以上、10以下の場合は、切削可能加工回数の低下する割合が小さく、しかもLt−Lhが12mmであるため12mm以上の加工が可能となり更に好ましいことがわかる。
【0014】
【発明の効果】
本発明を適用することにより、超高硬度焼結材から成る工具先端部、特に首部から刃部にかけた部分の横方向への剛性が高く、しかも首部の取り付け強度が高く、高精度・高効率加工が可能な、優れた切削特性を有する小径エンドミルを得ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係わる超高硬度焼結材基板と超高硬度焼結材チップの一例を示す図。
【図2】図2は、本発明に係わる小径エンドミルの一例を示す。
【符号の説明】
1:超高硬度焼結材基板
2:超高硬度焼結材チップ
3:シャンク
4:刃先保持部
11:cBN材
12:超硬合金材
22:超高硬度焼結材チップの超硬合金材部
31:シャンク端部
41:刃部
42:首部
Claims (5)
- 工具先端の刃部が実質的に超高硬度焼結材から成り、該超高硬度焼結材に一体焼結された超硬合金材の1部がシャンク孔部に差し込まれて固定されている小径エンドミルであり、該孔部内に差し込まれている超硬合金材部分の外接円直径Dhと刃部の最大直径Dcとの比Dh/Dcが2以上であることを特徴とする小径エンドミル。
- 請求項1記載の小径エンドミルにおいて、該孔部内も含めた該超硬合金材と該超高硬度焼結材とをあわせた全長Ltと該孔部内の長さLhとの比Lt/Lhが2以上、10以下であることを特徴とする小径エンドミル。
- 請求項1又は請求項2のいずれかに記載の小径エンドミルにおいて、該孔部がシャンク内部をその中心軸に沿って略平行に貫通していることを特徴とする小径エンドミル。
- 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の小径エンドミルにおいて、該孔部に差し込まれている該超硬合金材部の断面形状が多角形であることを特徴とする小径エンドミル。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の小径エンドミルにおいて、超高硬度焼結材が立方晶窒化硼素焼結材であることを特徴とする小径エンドミル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003062703A JP2004268202A (ja) | 2003-03-10 | 2003-03-10 | 小径エンドミル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003062703A JP2004268202A (ja) | 2003-03-10 | 2003-03-10 | 小径エンドミル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004268202A true JP2004268202A (ja) | 2004-09-30 |
Family
ID=33124495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003062703A Withdrawn JP2004268202A (ja) | 2003-03-10 | 2003-03-10 | 小径エンドミル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004268202A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005009030A1 (de) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Technische Universität Berlin | Spanendes Werkzeug insbesondere für den Mikro- und Präzisionsformenbau |
JP2007075944A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Tungaloy Corp | ボールエンドミル |
JP2010105091A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 小径エンドミル |
JP2010125594A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 小径cbnエンドミル |
JP2013528504A (ja) * | 2010-06-16 | 2013-07-11 | エレメント シックス リミテッド | カッタ要素、カッタ要素を有する回転機械工具及びカッタ要素製作方法 |
JP2015016541A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | 株式会社 東陽 | 切削工具及びこの切削工具を備えた切削装置 |
-
2003
- 2003-03-10 JP JP2003062703A patent/JP2004268202A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005009030A1 (de) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Technische Universität Berlin | Spanendes Werkzeug insbesondere für den Mikro- und Präzisionsformenbau |
DE102005009030B4 (de) * | 2005-02-18 | 2007-11-15 | Technische Universität Berlin | Spanendes Werkzeug insbesondere für den Mikro- und Präzisionsformenbau |
JP2007075944A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Tungaloy Corp | ボールエンドミル |
JP2010105091A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 小径エンドミル |
JP2010125594A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 小径cbnエンドミル |
JP2013528504A (ja) * | 2010-06-16 | 2013-07-11 | エレメント シックス リミテッド | カッタ要素、カッタ要素を有する回転機械工具及びカッタ要素製作方法 |
US9393629B2 (en) | 2010-06-16 | 2016-07-19 | Element Six Abrasives S.A. | Cutter elements, rotary machine tools comprising same and method for making same |
JP2015016541A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | 株式会社 東陽 | 切削工具及びこの切削工具を備えた切削装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2533922B1 (en) | Superhard tool tip and use thereof | |
US10625349B2 (en) | Cubic boron nitride cutting tool | |
KR20040032151A (ko) | 스로우 어웨이 팁 | |
US20050271483A1 (en) | Indexable cutting inserts and methods for producing the same | |
EP0695596B1 (en) | Rotary cutting tool and method of manufacturing the same | |
PL197642B1 (pl) | Kompozytowe narzędzie obrotowe oraz sposób wytwarzania kompozytowego narzędzia obrotowego | |
KR102240527B1 (ko) | 코어 드릴 비트 및 성형 방법 | |
JP2015193073A (ja) | 多結晶ダイヤモンド焼結体付き回転切削工具 | |
EP0582475B1 (en) | Cutting tools of composite construction | |
SG177099A1 (en) | Method for multiple cutoff machining of rare earth magnet | |
JP5603954B2 (ja) | 超硬要素、その使用方法及びその製造方法 | |
KR101469402B1 (ko) | 회전 드릴용 비트의 제조 방법 | |
KR100942771B1 (ko) | 서멧 리머 | |
JP2004268202A (ja) | 小径エンドミル | |
JP2008062369A (ja) | 穴あけ工具に取り付けられるチップの製造方法、並びに穴あけ工具の製造方法および穴あけ工具 | |
JP3077699B1 (ja) | 回転切削工具 | |
CN111421173A (zh) | 坯体以及具有螺旋状超硬材料前刀面的切削工具 | |
JPH08336716A (ja) | 回転切削工具 | |
CN212144660U (zh) | 坯体及其切削工具 | |
JP6339436B2 (ja) | ドリル用ブランク、ドリル用ブランクの製造方法、およびドリル | |
CN209903617U (zh) | 聚晶金刚石整体切削刀具 | |
JP2012254486A (ja) | 超高圧焼結体回転切削工具 | |
JP5283017B2 (ja) | 超精密切削加工用ダイヤモンド焼結体工具 | |
JP5234359B2 (ja) | 高精度切削加工用cBN焼結体工具 | |
CN219130877U (zh) | Pcd钻头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20061026 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20061110 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |