JP2006205327A - 超硬刃研削工具及び超硬工具の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来より製造コストを低減させることが可能な超硬工具の製造方法及び超硬刃研削工具を提供する。
【解決手段】 本発明の超硬刃研削工具５０によれば、砥石部１４が偏心回転することにより、砥石部１４の超硬刃３１に対する押し付け力に強弱が付けられて効率よく研削加工が行われ、通常のマシニングセンターを用いても、従来の超硬刃研削工具に比べて研削加工時間の短縮が図られる。また、砥石部１４の外周面１４Ｂが傾斜しているので超硬刃３１に形成される凹部３２の段差面３２Ｂも傾斜し、凹部３２のうち底面３２Ｃと段差面３２Ｂとの間の角部３２Ｄを、ダイヤモンド焼結板材３５の側面３５Ｓから離すことができる。これらにより、研削加工時間が短縮されかつＮＧ品を減らすことができ、製造コストを低減することが可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、超硬刃の一部を研削して段付き状に陥没した凹部を形成し、その凹部にダイヤモンド焼結板材を埋設して超硬刃の一部とした超硬工具の製造方法及びそのような凹部を超硬刃に研削加工するための超硬刃研削工具に関する。

従来、超硬刃の一部にダイヤモンド焼結板材埋設用の凹部を研削加工するためには、例えば図１１に示した研削工具１が用いられていた。この研削工具１は、ダイヤモンドの粉粒を電着させた円柱状の砥石部２を先端に備えた構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
実開昭５８−１６９９５３号公報（第２図）

ところで、超硬刃に上記凹部を研削加工する前に、超硬刃自体は、例えば円板形砥石を用いて硬鋼材シャフトから削り出される。このとき円板形砥石は、研削盤、マシニングセンター等の工作機械に取り付けられ、例えば３０００〜５０００ｒｐｍの回転数で駆動されるが、円板形砥石の外周部の加工接触面が非常に小さいため加工が可能であった。

ところが、上記した従来の研削工具１の砥石部２は、円板形砥石に比べると径寸法が十分小さく、その径寸法に対する砥石部２の加工接触面が十分大きいため、円板形砥石と同等の周速を得るためには、研削工具１，３の回転数を十分に（例えば、５００００ｒｐｍ程度まで）上げる必要があった。

しかしながら、増速装置を備えた特種な工作機械（例えば、マシニングセンター、研削盤）を用いても回転数を十分に上げることはできず、約１２０００ｒｐｍ程度にすることが限界であった。そして、従来の研削工具１を１２０００ｒｐｍ程度で回転駆動した場合には、超硬刃にダイヤモンド焼結板材埋設用の凹部を研削加工するために、長時間（数日間）の加工時間を要し、製造コストが高くなっていた。しかも、特殊な増速装置を備えた工作機械は高価であるため、これも製造コストが高くなる原因になっていた。また、高速エアスピンドルを用いると５００００ｒｐｍで研削工具１を回転駆動することができ、研削効率は向上するが、工具寿命が短くなると共に設備費が増加するという問題が発生する。

上記問題に加え、従来の研削工具１を用いて研削加工された凹部４では、図１２に示すように、凹部４の底面４Ａと段差面４Ｂとの間の角部４Ｃにダイヤモンド焼結板材５が乗り上がることがある。これに対し、ダイヤモンド焼結板材５の底部に面取りを追加加工すればよいが、凹部４の角部４Ｃに対応した寸法になるように面取りを追加加工することは困難である。このため、ダイヤモンド焼結板材５が凹部４の角部４Ｃに乗り上がることを確実に防ぐことができず、位置決め精度等のばらつきによりＮＧ品の量が増え、これも超硬工具の製造コストが高くなる原因になっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より製造コストを低減させることが可能な超硬工具の製造方法及び超硬刃研削工具の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る超硬刃研削工具は、超硬刃の一部にダイヤモンド焼結板材埋設用の凹部を研削加工するためのものであって、工作機械の回転駆動軸に取り付け可能な取付軸部の先端に、ダイヤモンドの粉粒を電着させた砥石部を有してなる超硬刃研削工具において、砥石部は、先端に向かって拡径しかつ外周面が軸方向に対して３〜４度の勾配で傾斜した円錐台形状をなし、取付軸部は、砥石部の同軸上に延びかつ砥石部に一体形成された取付軸本体と、取付軸本体が内側に挿入された本体挿入孔を有しかつ円柱状のブッシュとからならなり、本体挿入孔の中心を、ブッシュの中心に対して偏心させたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の超硬刃研削工具において、本体挿入孔とブッシュの外周面との偏心量は、０．０２〜０．０６ｍｍであるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の超硬刃研削工具において、ブッシュには、ブッシュの外周面に開口し、本体挿入口まで貫通した側部ネジ孔と、側部ネジ孔に螺合されて、取付軸本体に押し付けられ、取付軸本体をブッシュに固定する本体固定ネジとが備えられたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の超硬刃研削工具において、本体挿入孔は、ブッシュの先端面に開口すると共に、ブッシュの基端面寄り位置まで延び、ブッシュの基端面に開放しかつ本体挿入孔に連通した端部ネジ孔と、端部ネジ孔に螺合された軸方向位置調節ネジとが設けられ、本体挿入孔に挿入された取付軸本体の基端部を、端部ネジ孔内で軸方向位置調節ネジに突き当てたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の超硬刃研削工具において、砥石部の先端面は、外周縁から中心に向かうに従って徐々に窪んだ凹面形状をなしたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の超硬刃研削工具において、砥石部のうちダイヤモンドの粉粒が電着される錐形金属部の先端外縁部に、０．０２〜０．０８ｍｍの面取りが施されたところに特徴を有する。

請求項７の発明に係る超硬工具の製造方法は、超硬刃の一部を研削して段付き状に陥没した凹部を形成し、その凹部にダイヤモンド焼結板材を埋設して超硬刃の一部とした超硬工具の製造方法において、請求項１乃至６の何れかに記載の超硬刃研削工具を用いて超硬刃に凹部を研削加工しかつ凹部の段差面に、超硬刃研削工具における砥石部の外周面を押し付けることで、凹部の段差面を凹部の底面に対して覆い被せる側に傾斜させ、その段差面にダイヤモンド焼結板材の側面を突き合わせて位置決めするところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項７に記載の超硬工具の製造方法において、ダイヤモンド焼結材のみからなる焼結板材本体部の裏面に超硬合金板を重ねて焼結させておき、凹部を研削加工後、その凹部の深さを計測する工程と、ダイヤモンド焼結板材全体の板厚を、凹部の深さに対応させるように超硬合金板を平面研削する工程と、ダイヤモンド焼結板材における超硬合金板を凹部の底面に鑞付けする工程とを行うところに特徴を有する。

［請求項１，２，３及び７の発明］
請求項１及び７の発明によれば、砥石部に一体形成された取付軸本体をブッシュの本体挿入孔に挿入し、そのブッシュを工作機械の回転駆動軸に取り付けると、砥石部がその中心とずれた位置（すなわち、偏心した位置）を中心にして回転する。これにより、砥石部の超硬刃に対する押し付け力に強弱が付けられて効率よく研削加工が行われ、増速装置を有しない通常の工作機械を用いても、従来の超硬刃研削工具に比べて研削加工時間の短縮が図られる。また、砥石部の外周面が傾斜しているので超硬刃に形成される凹部の段差面も傾斜し、凹部のうち底面と段差面との間の角部を、ダイヤモンド焼結板材の側面から離すことができる。これにより、ダイヤモンド焼結板材が凹部内の角部に乗り上がることがなくなり、凹部の段差面とダイヤモンド焼結板材の側面との当接位置が安定し、位置決め精度が向上する。ここで、砥石部の外周面の勾配は３〜４度であるので、凹部の段差面と、ダイヤモンド焼結板材の側面との間のうち非当接部分の隙間を狭くすることができる。このように、本発明に係る超硬刃研削工具及び超硬工具の製造方法によれば、研削加工時間が短縮されかつＮＧ品を減らすことができ、製造コストを低減することが可能になる。

ここで、研削加工が行われると、砥石部の外周面のうち偏心によりブッシュの外周面に最も近い部分が局所的に消耗する。このような場合、請求項３の構成によれば、本体固定ネジを緩めて本体挿入孔内で取付軸本体を回転させ、砥石部の外周面のうち偏心によりブッシュの外周面に最も近くなる部分を変更すればよい。

なお、本体挿入孔とブッシュの外周面との偏心量は０．０２〜０．０６ｍｍであることが好ましい（請求項２の発明）。

［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、ブッシュの端部ネジ孔に対する軸方向位置調節ネジの螺合深さを変更することで、ブッシュの軸方向における砥石部の位置を調節することができる。

［請求項５の発明］
請求項５の構成によれば、砥石部の先端面は凹面形状をなしているので、仮に砥石部の先端面と凹部の底面との間に研削屑が挟まっても、従来のように超硬刃研削工具と被加工品である超硬刃との相対位置がばらつくことがなくなり、ＮＧ品の発生を低減させることができる。

［請求項６の発明］
請求項６の超硬刃研削工具では、砥石部のうちダイヤモンドの粉粒が電着される錐形金属部の先端外縁部に、０．０２〜０．０８ｍｍの面取り処理を施したので、ダイヤモンドの粉粒が錐形金属部材の先端外縁部に電着し易くなり、超硬刃研削工具自体の形状のばらつきが抑えられる。これにより、異なる超硬刃研削工具を用いて研削を行った場合に、それら研削部分の形状のばらつきを抑えることができる。

［請求項８の発明］
請求項８の超硬工具の製造方法によれば、凹部を研削加工後、その凹部の深さに対応した大きさに、ダイヤモンド焼結板材全体の板厚を調整してから、ダイヤモンド焼結板材における超硬合金板を凹部の底面に鑞付けすることで、超硬刃の表面とダイヤモンド焼結板材の表面とを確実に面一にすることができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。本実施形態の超硬刃研削工具５０は、図１に示すように、工具本体１０にブッシュ４０を組み付けてなる。工具本体１０は、取付軸本体１１の先端に砥石部１４を有する。取付軸本体１１の先端部１１Ａは、段付き状に外径が小さくなっており、砥石部１４の基端部分は、取付軸本体１１の先端部１１Ａより段付き状に外径が大きくなっている。

なお、工具本体１０は、例えば、ハイス鋼からなる硬鋼材シャフトから削り出して製造され、その硬鋼材シャフトを心出しするためのセンター孔１０Ａ，１０Ｂが工具本体１０の両端面の中心に形成されている。また、これらセンター孔１０Ａ，１０Ｂは奥側が閉塞した形状になっている。

砥石部１４は、取付軸本体１１に一体成形された錐形金属部１４Ｓ（図２参照）にダイヤモンドの粉粒１６（図４参照。以下、「ダイヤモンド粉粒１６」という）を電着してなり、全体として先端側（即ち、取付軸本体１１から離れた側）に向かって外径が徐々に拡径した円錐台形状になっている。また、図２に示すように、砥石部１４の外周面１４Ｂは、砥石部１４の軸方向（例えば、図２の矢印Ｌ１の方向）に対して例えば３〜４度（図２の角度Ｘ）の勾配で傾斜している。さらに、砥石部１４の先端面１４Ｃは、砥石部１４の軸方向と直交する架空の面Ｓ１に対し、５〜７度（図２の角度Ｙ）の勾配で外周縁から中心に向かうに従って徐々に窪んだ凹面形状になっている。

図３には、ダイヤモンド粉粒１６を電着させる前の状態の錐形金属部１４Ｓの先端外縁部が拡大して示されている。同図に示すように、錐形金属部１４Ｓの先端外縁部には、微細な面取り処理が施されている。この面取り処理によって錐形金属部１４Ｓに形成された面取りテーパ面１４Ｅは、軸方向に対して例えば４５度の角度をなし、その面取り寸法は、例えば０．０２〜０．０８ｍｍになっている。具体的には、錐形金属部１４Ｓの径方向（同図の左右方向）において、面取り処理前の錐形金属部１４Ｓにおける先端エッジ部１４Ｆから、面取り処理後の面取りテーパ面１４Ｅの縁部までの寸法Ｌ３が０．０２〜０．０８ｍｍになっている。

図４（Ａ）に示すように、ダイヤモンド粉粒１６は、錐形金属部１４Ｓの表面全体に電着し、面取りテーパ面１４Ｅにも電着している。ここで、仮に錐形金属部１４Ｓに面取り処理を施していないと、図４（Ｂ）に示すように、例えば錐形金属部１４Ｓの先端エッジ部１４Ｆでダイヤモンド粉粒１６が隆起し、これにより電着後に砥石部１４の先端外縁部の形状がばらついたり、或いはダイヤモンド粉粒１６が欠け落ちる事態が生じ得る。しかしながら、本実施形態では、錐形金属部１４Ｓの先端外縁部に面取り処理が施されているので、上記した事態の発生を防ぐことができる。また、錐形金属部１４Ｓの先端エッジ部１４Ｆの欠けも防止することができる。これらにより、超硬刃研削工具５０自体の形状のばらつきが抑えられると共に、異なる超硬刃研削工具５０を用いて研削を行った場合に、それら研削部分の形状のばらつきを抑えることができる。

図１に示すように、ブッシュ４０は、例えば全体として円柱状をなしている。そして、ブッシュ４０の軸心部分には、本発明に係る本体挿入孔４１が形成されている。本体挿入孔４１は、ブッシュ４０の先端面に開放し、基端寄り位置まで延びている。図５に示すように、本体挿入孔４１はブッシュ４０の外周面４０Ｂに対して偏心している。即ち、本体挿入孔４１の中心Ｊ１は、ブッシュ４０の中心Ｊ２に対して僅かにずらして配置され、その偏心量は、例えば０．０４ｍｍ（図５の寸法ｅ参照）になっている。そして、本体挿入孔４１には、工具本体１０の取付軸本体１１が挿入され、これら工具本体１０の取付軸本体１１と、ブッシュ４０とにより超硬刃研削工具５０の軸取付部５１が構成されている。

ブッシュ４０には、本体挿入孔４１の延長線上に端部ネジ孔４２が形成されている。端部ネジ孔４２は、本体挿入孔４１と連通しかつブッシュ４０の基端面に開放している。また、端部ネジ孔４２は、本体挿入孔４１より内径が大きくなっており、本体挿入孔４１から端部ネジ孔４２に取付軸本体１１が突入可能となっている。そして、ブッシュ４０の基端面から端部ネジ孔４２内に軸方向位置調節ネジ４５がねじ込まれ、その軸方向位置調節ネジ４５に螺合され、端部ネジ孔４２内において軸方向位置調節ネジ４５の端面に取付軸本体１１を当接させることで、工具本体１０がブッシュ４０に対して軸方向で位置決めされている。また、軸方向位置調節ネジ４５の中間部分にはナット４６が螺合しており、そのナット４６がブッシュ４０の基端面に押し付けられ、これにより軸方向位置調節ネジ４５の螺合深さが容易に変化しないようになっている。

図１に示すように、ブッシュ４０の先端寄り位置には、１対の固定用の側部ネジ孔４３，４３が本体挿入孔４１と直交するように形成されている。図５に示すように、これら側部ネジ孔４３，４３は、互いに９０度間隔を開けた配置とされ、内部に本体固定ネジ４４，４４がねじ込まれている。そして、これら本体固定ネジ４４，４４を本体挿入孔４１内の取付軸本体１１に押し付けることで、工具本体１０がブッシュ４０に固定されている。

次に、上記構成からなる本実施形態の超硬刃研削工具５０を用いて図６に示した超硬工具３０を製造する方法について説明する。この超硬工具３０は、超硬合金製の超硬シャフトを研削してなり、シャフト部３０Ｓの先端に刃部３０Ｈを備えた構造をなしている。刃部３０Ｈは、大径部３０Ｈ１の先端同軸上に小径部３０Ｈ２を備え、その小径部３０Ｈ２の先端をテーパー状に先細りにした構造になっている。また、刃部３０Ｈの周面には複数の超硬刃３１が形成され、それら各超硬刃３１が、大径部３０Ｈ１と小径部３０Ｈ２とに跨って超硬工具３０の軸方向に延びている。なお、小径部３０Ｈ２における両端部には、超硬刃３１の歯先を部分的に僅かに陥没させてなる歯先溝３０Ｍが、全周に亘って形成されている。

複数の超硬刃３１のうち所定の超硬刃３１には、軸方向の２箇所に互いに形状が異なる１対の凹部３２，３２が形成されている。これら両凹部３２，３２は、超硬刃３１の平坦部分を研削して段付き状に陥没している。そして、一方の凹部３２は、平面形状が略半円形をなし、大径部３０Ｈ１の先端部から小径部３０Ｈ２に僅かに差し掛かった位置に亘って形成されている。他方の凹部３２は、平面形状が略扇形をなし、小径部３０Ｈ２の先端部からテーパー状の先端部に亘って形成されている。また、略半円形の凹部３２における円弧部は、略扇形の凹部３２における円弧部に比べて曲率半径が大きくなっている。そして、各凹部３２，３２に対応した形状のダイヤモンド焼結板材３５，３５がそれぞれ各凹部３２，３２に埋設されて超硬刃３１の一部になっている。

ダイヤモンド焼結板材３５は、図９に示すように、ダイヤモンド焼結材のみからなる焼結板材本体部３５Ａの裏面に超硬合金板３５Ｂを重ねた構造になっている。具体的には、焼結板材本体部３５Ａと超硬合金板３５Ｂとを重ねて超高圧で互いに押し付け、この状態で超高温で加熱することで焼結板材本体部３５Ａと超硬合金板３５Ｂとを焼結してダイヤモンド焼結板材３５が形成されている。また、図６に示すように、ダイヤモンド焼結板材３５は、砥石部１４における先端面１４Ｃを２分割した半円形状のものと、その半円形状の一部を切除した略扇形状のものとが備えられている。そして、略扇形状のダイヤモンド焼結板材３５が、超硬刃３１の先端角部に配置され、半円形状のダイヤモンド焼結板材３５が超硬刃３１の直線部分に配置されている。なお、ダイヤモンド焼結板材３５の全体の板厚は、例えば１．４ｍｍになっており、そのうち焼結板材本体部３５Ａの厚さは、０．２又は０．５ｍｍになっている。

さて、上記超硬工具３０を製造するためには、前記した略扇形の凹部３２用と略半円形の凹部３２用とに、砥石径が異なる２種類の超硬刃研削工具５０が用意される。これら各超硬刃研削工具５０は、マシニングセンターの主軸（本発明に係る「工作機械の回転駆動軸」に相当する）に脱着可能なツールシャンク（図示せず）に固定され、マシニングセンターのマガジンラック（図示せず）に格納される。このとき、超硬刃研削工具５０は、予め工具本体１０の取付軸本体１１をブッシュ４０の本体挿入孔４１に挿入した状態にされ、この状態でブッシュ４０がツールシャンクに固定される。すると、ブッシュ４０の外周面４０Ｂがツールシャンクの内外周面と同心になるように配置され、ツールシャンクの中心からずれた位置に砥石部１４の中心が配置される。

なお、超硬刃研削工具５０に比べて十分大きな直径を有した円板形砥石もマガジンラックに格納される。

次いで、超硬材シャフト（例えば、超硬合金の無垢の断面円形シャフト）に予め複数の超硬刃３１が研削加工されかつ、両凹部３２，３２は加工されていない超硬工具３０がワークとして用意される。そして、このワークとしての超硬工具３０が、マシニングセンターのワーク治具（図示せず）に取り付けられる。

さらに、マシニングセンターの別のワーク治具（図示せず）には、略扇形及び略半円形の凹部３２，３２に対応させて、予め半円形状及び略扇形状の各ダイヤモンド焼結板材３５が固定される。具体的には、ワーク治具の平坦面にダイヤモンド焼結板材３５の焼結板材本体部３５Ａ側が接着剤で固定される。この接着剤は、特殊な接着解除液を加えることで接着効果を除去可能なものが用いられる。

上記準備が完了したらマシニングセンターを起動する。すると、砥石部１４の径が比較的小さい一方の超硬刃研削工具５０がツールシャンクを介してマシニングセンターの主軸に取り付けられる。これにより、超硬刃研削工具５０の砥石部１４がマシニングセンターの主軸に対して偏心した位置に配置される。そして、図７に示すように、超硬刃研削工具５０の軸方向が、超硬刃３１の平坦面３１Ｈに対して直交する方向に向けられ、刃部３０Ｈの先端部において、超硬刃３１から側方に離された位置に配置される。このとき、超硬刃研削工具５０の先端面１４Ｃは、超硬刃３１の平坦面３１Ｈに対して０．２ｍｍ（図７の寸法ｔ参照）沈んだ位置に位置決めされる。

次いで、超硬刃研削工具５０が、例えば約８００〜９００ｒｐｍで回転駆動される。すると、超硬刃研削工具５０の砥石部１４が、その中心とはずれた位置（すなわち、偏心した位置）を中心にして回転する。この状態で、超硬刃研削工具５０が回転軸と直交する方向に移動し、砥石部１４の外周面１４Ｂが超硬刃３１に押し付けられる。これにより、超硬刃３１の平坦部分が研削されていく。詳細には、研削加工が行われると、砥石部１４の外周面１４Ｂのうち偏心により、超硬刃３１への押し付け力に強弱が付けられ、効率よく超硬刃３１が研削される。

そして、超硬刃３１が設定値で０．２ｍｍ研削されたら、超硬刃研削工具５０が超硬工具３０から離脱され、マシニングセンターに備えた計測器により、超硬刃研削工具５０によって研削された略扇形の凹部３２の深さが自動計測される。そして、設定値の０．２ｍｍと実測値との差を、超硬刃研削工具５０のマシニングセンターの主軸に対する取り付け誤差寸法として求める。

次いで、この取り付け誤差寸法を反映させて、実際の凹部３２の深さが１．４ｍｍになるように、砥石部１４の先端面１４Ｃが、平坦面３１Ｈに対して再び所定位置に配置される。そして、超硬刃研削工具５０が回転軸と直交する方向に移動し、超硬刃３１に半円形状又は扇形状で深さ１．４ｍｍの凹部３２が研削加工される。

ところで、超硬刃研削工具５０にて研削加工している間に研削屑が発生する。しかしながら、本実施形態の超硬刃研削工具５０では、砥石部１４の先端面１４Ｃが凹面形状になっているので、砥石部１４の先端面１４Ｃと凹部３２の底面３２Ｃとの間に、研削屑を収容可能なスペースが形成される。これにより、砥石部１４の先端面１４Ｃと凹部３２の底面３２Ｃとの間に研削屑が挟まっても上記スペースに収容されると共に、砥石部１４の外周面１４Ｂと段差面３２Ｂとの隙間から研削屑が排出され、超硬刃研削工具５０の位置が軸方向でばらつくことがなくなり、研削屑を原因とした加工精度の低下が防がれる。特に、本実施形態では、砥石部１４の先端面１４Ｃの全体が超硬刃３１に重なることはないので（図７の二点鎖線参照）、研削屑が、前記したスペースを通って超硬刃３１の刃先側から効率よく排除される。以上で、マシニングセンターによる加工工程が終了する。

超硬工具３０に必要な略扇形の凹部３２が全て加工されたら、それら略扇形の凹部３２毎に深さが自動計測される。そして、ツール交換が行われ、砥石径が比較的大きな他方の超硬刃研削工具５０がマシニングセンターの主軸に取り付けられ、その超硬刃研削工具５０によって略半円形の凹部３２が略扇形の凹部３２と同様に加工される。

次いで、超硬工具３０及びダイヤモンド焼結板材３５をワーク治具から取り外す。そして、略扇形及の略円形の凹部３２，３２に各ダイヤモンド焼結板材３５を埋設する作業が行う。具体的には、ダイヤモンド焼結板材３５のうち超硬合金板３５Ｂに溶けた鑞を付け、図８に示すように、その超硬合金板３５Ｂを凹部３２の底面３２Ｃに宛がう。そして、図９に示すように、ダイヤモンド焼結板材３５の側面３５Ｓを凹部３２の段差面３２Ｂに押し付ける。

ここで、本実施形態の超硬刃研削工具５０で研削加工された凹部３２の段差面３２Ｂは、砥石部１４の外周面１４Ｂに対応して、底面３２Ｃに覆い被さる側に傾斜している。これにより、ダイヤモンド焼結板材３５は、凹部３２の底面３２Ｃと段差面３２Ｂとの間の角部３２Ｄに乗り上がらないように離され、ダイヤモンド焼結板材３５の側面３５Ｓを各凹部３２，３２の段差面３２Ｂに押し付けたときに、それら側面３５Ｓと段差面３２Ｂにおける底面３２Ｃから離れた側の縁部同士（図９の３５Ｅ，３２Ｅ）が確実に当接する。即ち、超硬刃３１に対するダイヤモンド焼結板材３５の位置決め精度が向上する。また、砥石部１４の外周面１４Ｂの勾配は３〜４度であるので、凹部３２の段差面３２Ｂと、ダイヤモンド焼結板材３５の側面３５Ｓとの間のうち非当接部分の隙間を狭くすることができ、その隙間が鑞で埋められる。

このように本実施形態の超硬刃研削工具５０及び超硬工具３０の製造方法によれば、通常のマシニングセンターであっても、従来の超硬刃研削工具に比べて研削加工時間の短縮が図られる。しかも、研削屑を効率よく排除して加工精度を向上させることが可能であると共に、超硬刃３１に対するダイヤモンド焼結板材３５の位置決め精度を向上させることができる。そして、これら加工精度、位置決め精度の向上に基づくＮＧ品の削減及び研削加工時間の短縮により、製造コストを低減することが可能になる。

また、本実施形態の構成では、砥石部１４における外周面１４Ｂのうち偏心によりブッシュ４０の外周面４０Ｂに最も近い部分（図５の符号Ｐで示した部分）が局所的に消耗する。このような場合は、本体固定ネジ４４を緩め、本体挿入孔４１内で取付軸本体１１を回転させ、砥石部１４の外周面１４Ｂのうち偏心によりブッシュ４０の外周面４０Ｂに最も近くなる部分を変更すればよい。さらに、ブッシュ４０の端部ネジ孔４２に対する軸方向位置調節ネジ４５の螺合深さを変更することで、ブッシュ４０の軸方向における砥石部１４の位置を調節することもできる。

なお、図６に示されたワークとしての超硬工具３０に代え、図１０に示された超硬工具３０Ｘも上記したマシニングセンターを用いて製造することもできる。この超硬工具３０Ｘは、同一径で軸方向に延び、先端部がテーパ状に先細りになっている。そして、この超硬工具３０Ｘにおける所定の超硬刃３１に形成された凹部３２，３２は、略扇形と略半円形になっているが、これら略扇形と略半円形の曲率半径は同じになっている。この場合、１種類の超硬刃研削工具５０のみを使用してツール交換を行うことなく、超硬工具３０Ｘに略半円形及び略扇形の両凹部３２，３２を加工することができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態では、超硬刃研削工具５０をマシニングセンターに取り付けて超硬工具３０を研削加工する場合について説明したが、研削盤に超硬刃研削工具５０を取り付けて超硬工具３０を研削加工してもよい。

（２）前記実施形態では、ブッシュ４０に形成した端部ネジ孔４２に軸方向位置調節ネジ４５を螺合した構造になっていたが、ブッシュ４０に端部ネジ孔４２及び軸方向位置調節ネジ４５を設けない構成にしてもよい。

（３）前記実施形態で例示した超硬工具３０の製造工程では、超硬工具３０に超硬刃３１が予め加工されていたが、無垢の超硬シャフトをワークとしてマシニングセンターにセットすると共に、そのワークに超硬刃３１を研削加工するための円板形砥石をマガジンラックに収納しておき、ワークに超硬刃３１を加工する工程から凹部３２，３２を加工する工程までをマシニングセンターにて自動で行うようにしてもよい。

（４）前記実施形態では、図６に示された超硬工具３０において、曲率半径が異なる凹部３２，３２を研削加工するために、砥石径が異なる２種類の超硬刃研削工具１０を用いていたが、超硬刃研削工具１０に円弧研削（即ち、超硬刃研削工具１０が回転軸と直交する方向で円弧状に移動する研削）を行わせることで、１種類の超硬刃研削工具１０で曲率半径が異なる凹部３２，３２を研削加工してもよい。また、図１０に示された超硬工具３０Ｘにおける同じ曲率の凹部を円弧研削で加工してもよい。

本発明の一実施形態に係る超硬刃研削工具の側断面図 超硬刃研削工具における先端部の側断面図 超硬刃研削工具の砥石部における先端外縁部の断面図 超硬刃研削工具の砥石部における先端外縁部の断面図 軸取付部の断面図 超硬工具の側面図 超硬刃研削工具を超硬工具の超硬刃に対向させた状態の側面図 超硬工具の断面図 超硬刃の凹部にダイヤモンド焼結板材を埋め込んだ状態の断面図 超硬工具の側面図 従来の研削工具の側面図 従来の研削工具で超硬刃を研削した場合の凹部の断面図

符号の説明

１０ 工具本体
１１ 取付軸本体
１４ 砥石部
１４Ｂ 外周面
１４Ｃ 先端面
１４Ｓ 錐形金属部
１６ ダイヤモンド粉粒
３０ 超硬工具
３１ 超硬刃
３１Ｈ 平坦面
３２ 凹部
３２Ｂ 段差面
３２Ｃ 底面
３２Ｄ 角部
３５ ダイヤモンド焼結板材
３５Ａ 焼結板材本体部
３５Ｂ 超硬合金板
３５Ｓ 側面
４０ ブッシュ
４０Ｂ 外周面
４１ 本体挿入孔
４２ 端部ネジ孔
４３ 側部ネジ孔
４４ 本体固定ネジ
４５ 軸方向位置調節ネジ
５０ 超硬刃研削工具
５１ 軸取付部

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る超硬刃研削工具は、超硬刃の一部にダイヤモンド焼結板材埋設用の凹部を研削加工するためのものであって、工作機械の回転駆動軸に取り付け可能な取付軸部の先端に、ダイヤモンドの粉粒を電着させた砥石部を有してなり、その砥石部の外周面を超硬刃に押し付けて研削を行う超硬刃研削工具において、取付軸部は、砥石部の同軸上に延びかつ砥石部に一体形成された取付軸本体と、取付軸本体が内側に挿入されかつブッシュの中心に対して偏心した本体挿入孔を有する円柱状のブッシュとからなり、本体挿入孔は、ブッシュの先端面に開口すると共に、ブッシュの基端面寄り位置まで延び、ブッシュの基端面に開放しかつ本体挿入孔に連通した端部ネジ孔と、端部ネジ孔に螺合された軸方向位置調節ネジとが設けられ、本体挿入孔に挿入された取付軸本体の基端部を、端部ネジ孔内で軸方向位置調節ネジに突き当てたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の超硬刃研削工具において、砥石部の先端面は、外周縁から中心に向かうに従って徐々に窪んだ凹面形状をなしたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の超硬刃研削工具において、砥石部のうちダイヤモンドの粉粒が電着される錐形金属部の先端外縁部に、０．０２〜０．０８ｍｍの面取りが施されたところに特徴を有する。
請求項６の発明は、請求項５に記載の超硬刃研削工具において、砥石部は、先端に向かって拡径しかつ外周面が軸方向に対して３〜４度の勾配で傾斜した円錐台形状をなしたところに特徴を有する。

［請求項１，２，３及び７の発明］
請求項１及び７の発明によれば、砥石部に一体形成された取付軸本体をブッシュの本体挿入孔に挿入し、そのブッシュを工作機械の回転駆動軸に取り付けると、砥石部がその中心とずれた位置（すなわち、偏心した位置）を中心にして回転する。これにより、砥石部の超硬刃に対する押し付け力に強弱が付けられて効率よく研削加工が行われ、増速装置を有しない通常の工作機械を用いても、従来の超硬刃研削工具に比べて研削加工時間の短縮が図られる。このように、本発明に係る超硬刃研削工具及び超硬工具の製造方法によれば、研削加工時間が短縮されかつＮＧ品を減らすことができ、製造コストを低減することが可能になる。また、ブッシュの端部ネジ孔に対する軸方向位置調節ネジの螺合深さを変更することで、ブッシュの軸方向における砥石部の位置を調節することができる。

［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、砥石部の先端面は凹面形状をなしているので、仮に砥石部の先端面と凹部の底面との間に研削屑が挟まっても、従来のように超硬刃研削工具と被加工品である超硬刃との相対位置がばらつくことがなくなり、ＮＧ品の発生を低減させることができる。

［請求項５及び６の発明］
請求項５の超硬刃研削工具では、砥石部のうちダイヤモンドの粉粒が電着される錐形金属部の先端外縁部に、０．０２〜０．０８ｍｍの面取り処理を施したので、ダイヤモンドの粉粒が錐形金属部材の先端外縁部に電着し易くなり、超硬刃研削工具自体の形状のばらつきが抑えられる。これにより、異なる超硬刃研削工具を用いて研削を行った場合に、それら研削部分の形状のばらつきを抑えることができる。
また、請求項６の超硬刃研削工具では、砥石部の外周面が傾斜しているので超硬刃に形成される凹部の段差面も傾斜し、凹部のうち底面と段差面との間の角部を、ダイヤモンド焼結板材の側面から離すことができる。ここで、上記の如く錐形金属部の先端外縁部には０．０２〜０．０８ｍｍの面取り処理が施された条件の下、砥石部の外周面の勾配が３〜４度になっているので、ダイヤモンド焼結板材が凹部内の角部に乗り上がることがなくなり、凹部の段差面とダイヤモンド焼結板材の側面との当接位置が安定し、位置決め精度が向上する。これにより、ＮＧ品を減らすことができ、製造コストを低減することが可能になる。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る超硬刃研削工具は、超硬刃の一部にダイヤモンド焼結板材埋設用の凹部を研削加工するためのものであって、工作機械の回転駆動軸に取り付け可能な取付軸部の先端に、ダイヤモンドの粉粒を電着させた砥石部を有してなり、その砥石部の外周面を超硬刃に押し付けて研削を行う超硬刃研削工具において、砥石部は、先端に向かって拡径しかつ外周面が軸方向に対して３〜４度の勾配で傾斜した円錐台形状をなし、砥石部のうちダイヤモンドの粉粒が電着される錐形金属部の先端外縁部に、０．０２〜０．０８ｍｍの面取りが施され、取付軸部は、砥石部の同軸上に延びかつ砥石部に一体形成された取付軸本体と、取付軸本体が内側に挿入されかつブッシュの中心に対して偏心した本体挿入孔を有する円柱状のブッシュとからなり、本体挿入孔は、ブッシュの先端面に開口すると共に、ブッシュの基端面寄り位置まで延び、ブッシュの基端面に開放しかつ本体挿入孔に連通した端部ネジ孔と、端部ネジ孔に螺合された軸方向位置調節ネジとが設けられ、本体挿入孔に挿入された取付軸本体の基端部を、端部ネジ孔内で軸方向位置調節ネジに突き当てたところに特徴を有する。

請求項５の発明に係る超硬工具の製造方法は、超硬刃の一部を研削して段付き状に陥没した凹部を形成し、その凹部にダイヤモンド焼結板材を埋設して超硬刃の一部とした超硬工具の製造方法において、請求項１乃至４の何れかに記載の超硬刃研削工具を用いて超硬刃に凹部を研削加工しかつ凹部の段差面に、超硬刃研削工具における砥石部の外周面を押し付けることで、凹部の段差面を凹部の底面に対して覆い被せる側に傾斜させ、その段差面にダイヤモンド焼結板材の側面を突き合わせて位置決めするところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項５に記載の超硬工具の製造方法において、ダイヤモンド焼結材のみからなる焼結板材本体部の裏面に超硬合金板を重ねて焼結させておき、凹部を研削加工後、その凹部の深さを計測する工程と、ダイヤモンド焼結板材全体の板厚を、凹部の深さに対応させるように超硬合金板を平面研削する工程と、ダイヤモンド焼結板材における超硬合金板を凹部の底面に鑞付けする工程とを行うところに特徴を有する。

［請求項１，２，３及び５の発明］
請求項１及び５の発明によれば、砥石部に一体形成された取付軸本体をブッシュの本体挿入孔に挿入し、そのブッシュを工作機械の回転駆動軸に取り付けると、砥石部がその中心とずれた位置（すなわち、偏心した位置）を中心にして回転する。これにより、砥石部の超硬刃に対する押し付け力に強弱が付けられて効率よく研削加工が行われ、増速装置を有しない通常の工作機械を用いても、従来の超硬刃研削工具に比べて研削加工時間の短縮が図られる。このように、本発明に係る超硬刃研削工具及び超硬工具の製造方法によれば、研削加工時間が短縮されかつＮＧ品を減らすことができ、製造コストを低減することが可能になる。また、ブッシュの端部ネジ孔に対する軸方向位置調節ネジの螺合深さを変更することで、ブッシュの軸方向における砥石部の位置を調節することができる。
また、本発明に係る超硬刃研削工具では、砥石部のうちダイヤモンドの粉粒が電着される錐形金属部の先端外縁部に、０．０２〜０．０８ｍｍの面取り処理を施したので、ダイヤモンドの粉粒が錐形金属部材の先端外縁部に電着し易くなり、超硬刃研削工具自体の形状のばらつきが抑えられる。これにより、異なる超硬刃研削工具を用いて研削を行った場合に、それら研削部分の形状のばらつきを抑えることができる。
さらに、本発明に係る超硬刃研削工具では、砥石部の外周面が傾斜しているので超硬刃に形成される凹部の段差面も傾斜し、凹部のうち底面と段差面との間の角部を、ダイヤモンド焼結板材の側面から離すことができる。ここで、上記の如く錐形金属部の先端外縁部には０．０２〜０．０８ｍｍの面取り処理が施された条件の下、砥石部の外周面の勾配が３〜４度になっているので、ダイヤモンド焼結板材が凹部内の角部に乗り上がることがなくなり、凹部の段差面とダイヤモンド焼結板材の側面との当接位置が安定し、位置決め精度が向上する。これにより、ＮＧ品を減らすことができ、製造コストを低減することが可能になる。

［請求項６の発明］
請求項６の超硬工具の製造方法によれば、凹部を研削加工後、その凹部の深さに対応した大きさに、ダイヤモンド焼結板材全体の板厚を調整してから、ダイヤモンド焼結板材における超硬合金板を凹部の底面に鑞付けすることで、超硬刃の表面とダイヤモンド焼結板材の表面とを確実に面一にすることができる。

Claims (8)

1. 超硬刃の一部にダイヤモンド焼結板材埋設用の凹部を研削加工するためのものであって、工作機械の回転駆動軸に取り付け可能な取付軸部の先端に、ダイヤモンドの粉粒を電着させた砥石部を有してなる超硬刃研削工具において、
   前記砥石部は、先端に向かって拡径しかつ外周面が軸方向に対して３〜４度の勾配で傾斜した円錐台形状をなし、
   前記取付軸部は、前記砥石部の同軸上に延びかつ前記砥石部に一体形成された取付軸本体と、前記取付軸本体が内側に挿入された本体挿入孔を有しかつ円柱状のブッシュとからならなり、
   前記本体挿入孔の中心を、前記ブッシュの中心に対して偏心させたことを特徴とする超硬刃研削工具。
2. 前記本体挿入孔と前記ブッシュの外周面との偏心量は、０．０２〜０．０６ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の超硬刃研削工具。
3. 前記ブッシュには、前記ブッシュの外周面に開口し、前記本体挿入口まで貫通した側部ネジ孔と、前記側部ネジ孔に螺合されて、前記取付軸本体に押し付けられ、前記取付軸本体を前記ブッシュに固定する本体固定ネジとが備えられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の超硬刃研削工具。
4. 前記本体挿入孔は、前記ブッシュの先端面に開口すると共に、前記ブッシュの基端面寄り位置まで延び、
   前記ブッシュの基端面に開放しかつ前記本体挿入孔に連通した端部ネジ孔と、前記端部ネジ孔に螺合された軸方向位置調節ネジとが設けられ、
   前記本体挿入孔に挿入された前記取付軸本体の基端部を、前記端部ネジ孔内で前記軸方向位置調節ネジに突き当てたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の超硬刃研削工具。
5. 前記砥石部の先端面は、外周縁から中心に向かうに従って徐々に窪んだ凹面形状をなしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の超硬刃研削工具。
6. 前記砥石部のうちダイヤモンドの粉粒が電着される錐形金属部の先端外縁部に、０．０２〜０．０８ｍｍの面取りが施されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の超硬刃研削工具。
7. 超硬刃の一部を研削して段付き状に陥没した凹部を形成し、その凹部にダイヤモンド焼結板材を埋設して前記超硬刃の一部とした超硬工具の製造方法において、
   前記請求項１乃至６の何れかに記載の超硬刃研削工具を用いて前記超硬刃に前記凹部を研削加工しかつ前記凹部の段差面に、前記超硬刃研削工具における前記砥石部の外周面を押し付けることで、前記凹部の段差面を前記凹部の底面に対して覆い被せる側に傾斜させ、その段差面に前記ダイヤモンド焼結板材の側面を突き合わせて位置決めすることを特徴とした超硬工具の製造方法。
8. ダイヤモンド焼結材のみからなる焼結板材本体部の裏面に超硬合金板を重ねて焼結させておき、
   前記凹部を研削加工後、その凹部の深さを計測する工程と、前記ダイヤモンド焼結板材全体の板厚を、前記凹部の深さに対応させるように前記超硬合金板を平面研削する工程と、前記ダイヤモンド焼結板材における前記超硬合金板を前記凹部の底面に鑞付けする工程とを行うことを特徴とする請求項７に記載の超硬工具の製造方法。

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