JP2009214213A - 切削工具とこれを用いた切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】０．１μｍ以下の寸法を持つ微細粒子のｃＢＮ焼結体を用いた切削工具を提供する。
【解決手段】被切削物を切削するための切削工具であって、六方晶窒化ホウ素を原料として、該六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで立方晶窒化ホウ素の焼結体１に転換する。焼結体１，１ａを、被切削物を切削する切刃部とした。加熱および加圧は、前記焼結体１を構成する粒子の寸法を０．１μｍ以下にする温度および圧力で行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被切削物を精密切削するための切削工具と、これを用いて被切削物を切削する切削方法に関する。

近年において、金属材料などの被切削物を精密切削することで、被切削物の表面仕上げが行われている。切削による表面仕上げは、研削や研磨による表面仕上げよりも好ましい場合が多い。例えば、研削や研磨によって表面仕上げを行う場合には、発熱量が多く、研削工具または研磨工具の磨耗が多く、作業時間もかかる。これに対し、切削によって表面仕上げを行う場合には、発熱量を少なくし、切削工具の磨耗を少なくし、さらに作業効率を高めることができる。そのため、切削による表面仕上げ加工技術の向上が望まれている。

切削による表面仕上げ加工を行うための切削工具の高硬度材料として、単結晶ダイヤモンド、タングステン、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）がある。このうちｃＢＮを切削工具として用いることへの期待が高まっている。

単結晶ダイヤモンドバイトを用いることで、非鉄材料の精密切削を精度よく行うことができる。しかし、単結晶ダイヤモンドバイトにより鉄系材料を切削すると、単結晶ダイヤモンドは、切削時の高温下で黒鉛化するとともに炭素が鉄系材料へ固溶することで、大きく磨耗してしまう。
単結晶ダイヤモンドの磨耗を抑制する切削方法として、振動切削方法がある（下記特許文献１を参照）。この方法では、単結晶ダイヤモンドバイトを振動させながら被切削物を切削することで、単結晶ダイヤモンドバイトの温度上昇を抑制している。これにより、単結晶ダイヤモンドの黒鉛化や鉄系材料への固溶を抑制している。しかし、この方法では、１つの面を仕上げるのに時間がかかり、また、高価な振動制御装置が必要である。

タングステンについては、その主要原産国からのタングステン供給量が不足し、その価格が上昇することが懸念されている。

ｃＢＮは、ダイヤモンドに次ぐ硬度を有する物質であるとともに、単結晶ダイヤモンドバイトと異なり鉄系材料を切削しても大きく磨耗せず、その供給量が不足する懸念も小さい。

以上のような事情から、単結晶ダイヤモンドまたはタングステンの代わりにｃＢＮを切削工具として用いることへの期待が高まっている。

なお、本発明の技術分野における先行技術文献として下記特許文献２がある。
特開２００２−２９２５０１号公報 特開２００４−２５０２７８号公報

ｃＢＮは微細粒子の焼結体であるため、ｃＢＮによる仕上げ面あらさＲ（μｍ）を鏡面の面あらさ０．１μｍ以下にするためには、微細粒子の寸法を鏡面の面あらさ０．１μｍ以下にすることが望まれる。即ち、切削時に切削工具の切刃先端からｃＢＮ微細粒子の脱落が生じると、この微細粒子の大きさの欠落が切刃先端に生じる。そのため、微細粒子の寸法以下の仕上げ面あらさＲ（μｍ）を得ることは困難である。従って、安定した鏡面仕上げ切削を実現するために、ｃＢＮ微細粒子の寸法を０．１μｍ以下にすることが望まれる。

そこで、本発明の目的は、０．１μｍ以下の寸法を持つ微細粒子のｃＢＮ焼結体を用いた切削工具を提供することにある。
なお、本発明の別の目的は、ｃＢＮを用いた切削工具において、切削工具毎に切削性能のばらつきが少なくすることにある。また、本発明の別の目的は、上述の切削工具を用いた切削方法において、切削効率を向上させることにある。

上記目的を達成するため、本発明によると、被切削物を切削するための切削工具であって、
六方晶窒化ホウ素を原料として、該六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで立方晶窒化ホウ素の焼結体に転換し、前記焼結体を、被切削物を切削する切刃部とした、ことを特徴とする切削工具が提供される。前記加熱および前記加圧は、前記焼結体を構成する粒子の寸法を０．１μｍ以下にする温度および圧力で行われる。

この切削工具では、六方晶窒化ホウ素を原料として、該六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）の焼結体に転換する。これにより、前記焼結体の粒子寸法を０．１μｍ以下にすることが可能になる。このように、粒子寸法が０．１μｍ以下である超微細粒子ｃＢＮの焼結体を、被切削物を切削する切刃部にすることができるので、本発明の切削工具による切削で得られる仕上げ面あらさを、少なくとも鏡面の面あらさと同程度にすることができる。
また、ダイヤモンドバイトで鉄系被切削物を切削すると、ダイヤモンドバイトの磨耗が激しい問題があるのに対し、本発明の切削工具は、ｃＢＮ焼結体であるので、そのような問題も生じない。
さらに、本発明のｃＢＮ焼結体による切削工具は、ダイヤモンドに近い硬度を有するので、ダイヤモンドバイトと同様の加工法に適用できる。例えば、被切削物に対する平面仕上げ加工を、ダイヤモンドバイトを用いた場合と同程度の高速切削で行える。

本発明の好ましい実施形態によると、前記六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで薄板状の前記焼結体に転換した後、該焼結体を複数の焼結分割体に分割し、前記焼結分割体を、被切削物を切削する切刃部とし、
前記各焼結分割体は、前記焼結体の厚み方向から見た場合に、「く」の字形状である先端部を有し、前記各焼結分割体の前記先端部は、前記分割する前の元の前記焼結体の中心部に位置しており、
当該焼結分割体の前記先端部を、被切削物を切削するために被切削物に当てる部分とした。

この切削工具では、前記六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで薄板状の前記焼結体に転換した後、該焼結体を複数の焼結分割体に分割し、前記焼結分割体を、被切削物を切削する切刃部としたので、複数の焼結分割体をそれぞれ別個の切削工具の切刃部とすることができる。
この場合に、前記各焼結分割体の前記先端部は、組成のばらつきが少ない前記焼結体の中心部に位置している。このように組成のばらつきが少ない先端部を被切削物に当てる部分としたので、切削工具毎に切削性能のばらつきが少なくなる。なお、この効果を得ることを目的とする場合には、前記焼結体の粒子寸法が必ずしも０．１μｍ以下でなくてもよい。

上記本発明の別の目的を達成するため、本発明によると、上述の切削工具を用いた被切削物の切削方法であって、
前記切削工具の前記切刃部の第１部分を被切削物に当てた第１状態で、前記被切削物を重切削し、
前記切削工具の前記切刃部の第２部分を被切削物に当てた第２状態で、前記被切削物を精密切削し、
前記重切削で被切削物を切削する深さは、前記精密切削で被切削物を切削する深さよりも大きい、ことを特徴とする被切削物の切削方法が提供される。

この切削方法では、前記切削工具の前記切刃部の第１部分を被切削物に当てた第１状態で、前記被切削物を重切削し、前記切削工具の前記切刃部の第２部分を被切削物に当てた第２状態で、前記被切削物を精密切削するので、重切削および精密切削を１つの切削工具で行える。これにより、切削効率が向上する。

本発明の好ましい実施形態によると、前記第１状態と前記第２状態とで被切削面に対する前記切刃部の向きを異ならせることで、被切削物に当てる前記切刃部の部分を前記第１部分から前記第２部分に切り換える。

このように、前記第１状態と前記第２状態とで被切削面に対する前記切刃部の傾き（向き）を異ならせることで、被切削物に当てる前記切刃部の部分を前記第１部分から前記第２部分に切り換えることができる。
しかも、この場合に、前記切削工具の切刃部として用いる前記焼結体は多結晶体であるので、前記被切削物の切削面に対する前記切削工具の前記切刃部の向きが変化しても、切刃部の破損が少ない。これに関し、ダイヤモンドバイトとして一般に用いられる単結晶ダイヤモンドバイトの場合には、被切削物の切削面に対する切刃部の向きを破損しにくい特定の向きで切削を行う必要がある。これに対し、本発明の切削方法では、上述の切削工具の切刃部は多結晶体のｃＢＮ焼結体となっているので、被切削物の切削面に対する切刃部の向きをどの向きにしても、切刃部の破損が少ない。

上述した本発明によると、０．１μｍ以下の寸法を持つ微細粒子のｃＢＮ焼結体を用いた切削工具を実現できる。また、本発明によると、ｃＢＮを用いた切削工具において、切削工具毎に切削性能のばらつきが少なくなる。さらに、上述の切削工具を用いた切削方法において、切削効率が向上する。

本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

本発明の実施形態による切削工具は、金属材料などの被切削物を精密切削するものである。本実施形態によると、六方晶窒化ホウ素を原料として、該六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）の焼結体に転換する。この焼結体を、被切削物を切削する切刃部とする。前記加熱および前記加圧は、前記焼結体の粒子の寸法を０．１μｍ以下にする温度および圧力で行われる。具体的には、前記温度は１７００℃以上１９００℃以下であり、前記圧力は１０ＧＰａ以上である。これにより、焼結体の微細粒子の寸法（直径）を０．１μｍ以下にすることができる。

本実施形態によると、前記六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで薄板状の前記焼結体に転換した後、該焼結体を複数の焼結分割体１ａに分割する。図１の例では、分割する前の元の焼結体１は、直径が７ｍｍであり厚さが０．８ｍｍである円盤形状をしている。焼結体１の分割は、例えばダイヤモンドレジンブレードにより焼結体１を複数の焼結分割体１ａに切断することにより行う。焼結分割体１ａは、その厚み方向と垂直な断面形状が扇形となっている。図１の例では、各焼結分割体１ａは、薄板状の扇形であり、焼結体１を８等分するように切断することで焼結体１を８つの扇形焼結分割体１ａに分割する。
これら焼結分割体１ａの各々を、被切削物を切削する切刃部とする。即ち、１つの焼結体１から複数の切刃部（焼結分割体１ａ）が形成される。各焼結分割体１ａは、焼結体１の厚み方向から見た場合に、「く」の字形状である先端部３を有する。各焼結分割体１ａの先端部３は、分割する前の元の焼結体１の中心部に位置している。このような先端部３を、被切削物を切削するために被切削物に当てる部分とする。

図２（Ａ）は、図１において、焼結分割体１ａの厚み方向上方から見た先端部の拡大図である。図２（Ｂ）は、図２の２Ｂ−２Ｂ線矢視図である。図２（Ｂ）には、被切削物の切削時における切刃部１ａと被切削物の切削面（切削された面または切削する面）との位置関係も示されている。図２（Ｂ）において、符号ａは、被切削物を切削する時のすくい角を示し、符号ｂは、被切削物を切削する時の逃げ角を示す。すくい角ａは、図２（Ａ）において、切削時に切削面と垂直な面（切削方向と直交する面）に対して、すくい面が右側にある場合には正であり、すくい面が左側にある場合には負である。このようなすくい角ａは、正の微小角であるか負の角度であるのがよい。逃げ角ｂは、切削時に切削面と、切削面と対向する切刃部１ａの対向面とのなす角であり、一例では７度である。
図３（Ａ）は、図２（Ａ）における先端部３の部分拡大図である。先端部３を研磨することで、例えば図３（Ａ）に示すように先端部３の形状を整える。先端部３の成型は、ダイヤモンドを用いて行うことができる。本実施形態によると、先端部３は０．１μｍ以下の粒径（直径）を持つ微細粒子で構成されているので、図３（Ａ）に示すように、先端部３を研磨して成型しても、微細粒子を切断することが不要になる。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に対応する図であり、従来における切刃部を示す。本実施形態と比較して、図３（Ｂ）に示す粒径の大きい粒子で構成された従来の切刃部の先端部では、研磨による成型では粒子自体を切断する必要がある。なお、図３（Ａ）の符号ｃは、ノーズ半径（先端部３の先端における曲率半径）を示す。一例では、ノーズ半径ｃは０．５ｍｍである。

上述のｃＢＮ切刃部１ａを有する切削工具を用いた切削方法の実施例について説明する。

（平削り）
この例では、切削工具を、図４に示すように、上述のｃＢＮ切刃部１ａをバイト台座５にろう付け固定したものとした。このような切削工具（ｃＢＮ切刃部１ａ）に対し被切削物を移動させることで、被切削物の平削りを行った。この平削りは、切込みを５μｍとし、切削送り速度を２０００ｍｍ／ｍｉｎとし、工具送りパスを１０μｍとして行った。切込みは、切刃部１ａが被切削物を切削する切削深さであり、被切削物の表面からの、切刃部１ａにより切削される深さである。切削送り速度は、切刃部１ａが被切削物を横断するように被切削物を固定した移動ステージ７をｘ方向に直線的に移動させる速度である。工具送りパスは、ステージ７の直線的移動を完了する毎に、被切削物をこの直線的移動方向と垂直な方向ｙに送る距離（ピッチ）である。また、この平削りは、上述のすくい角ａを０度とし、上述の逃げ角ｂを７度とし、上述のノーズ半径を０．５ｍｍとして行った。この平削りは、潤滑油を用いずに行った。
・無電解Ｎｉ−Ｐメッキ（非鉄材料）の平削り
被切削物を非鉄材料である無電解Ｎｉ−Ｐメッキとして上述の平削りを行った場合、得られた被切削物の切削面の面あらさは、最大高さあらさＰＶが０．０９２μｍとなり、平均値Ｒａが０．０１７μｍとなった。比較のために、本実施形態のｃＢＮ切刃部１ａに代えて単結晶ダイヤモンドバイトとしその他の条件を同じにして前記平削りを行った場合、被切削物の切削面の面あらさは、最大高さあらさＰＶが０．０８５μｍとなり、平均値Ｒａが０．０１６μｍとなった。このように、上述した本実施形態によるｃＢＮ切刃部１ａで無電解Ｎｉ−Ｐメッキを平削りした場合に、単結晶ダイヤモンドバイトと同程度の面あらさを達成でき、面あらさが０．１μｍ以下である鏡面の面あらさを達成できた。なお、ＰＶは、測定面内における面高さの最大値と最小値との差であり、図５のＲｍａｘに相当する。Ｒａは、基準線より高い部分の面積と、基準線より低い部分を基準線で折り返した部分の面積とを合わせた合計面積（図５の斜線部分）を測定面の長さＬで割ったものである。
・ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）の平削り
被切削物をステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）として上述の平削りを行った場合、得られた被切削物の切削面の面あらさは、最大高さあらさＰＶが０．１１６μｍとなり、平均値Ｒａが０．０２０μｍとなった。比較のために、本実施形態のｃＢＮ切刃部１ａに代えて単結晶ダイヤモンドバイトとしその他の条件を同じにして前記平削りを行った場合、被切削物の切削面の面あらさは、単結晶ダイヤモンドバイトの黒鉛化や鉄系材料への固溶のため最大高さあらさＰＶが２．００６μｍとなり、平均値Ｒａが０．２２８μｍとなった。このように、上述した本実施形態によるｃＢＮ切刃部１ａで無電解Ｎｉ−Ｐメッキを平削りした場合に、面あらさが０．１μｍ以下である鏡面と同程度の面あらさを達成できた。一方、単結晶ダイヤモンドバイトの場合には、切削時の黒鉛化や鉄系材料への固溶のため、鏡面程度の面あらさを得ることができなかった。

（フライカット）
この例では、切削工具を、図６に示すようにｃＢＮ切刃部１ａをフライス盤の高速回転するフライカッター９にろう付け固定したものとした。このようなフライカッター９を高速回転させることで、ｃＢＮ切刃部１ａも高速回転させて被切削物のフライカットを行った。このフライカットは、切込みを２μｍとし、切削送り速度を１５．７ｍ／ｓｅｃとし、工具送りパスを２μｍ／ｒｅｖとして行った。切込みは、切刃部１ａが被切削物を切削する切削深さであり、被切削物の表面からの、切刃部１ａにより切削される深さである。切削送り速度は、フライカッター９の回転によりｃＢＮ切刃部１ａが旋回する速度である。工具送りパスは、ｃＢＮ切刃部１ａが１回転する毎に、ｃＢＮ切刃部１ａまたは被切削物をｃＢＮ切刃部１ａの旋回方向と垂直な方向に送る距離（ピッチ）である。また、このフライカットは、上述のすくい角ａを０度とし、上述の逃げ角ｂを７度とし、上述のノーズ半径を０．５ｍｍとして行った。このフライカットは、潤滑油を用いずに行った。
・ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）のフライカット
被切削物をステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）として上述のフライカットを行った場合、得られた被切削物の切削面の面あらさは、最大高さあらさＰＶが０．０４８μｍとなり、平均値Ｒａが０．００８μｍとなった。この結果は、新しいｃＢＮ切刃部１ａを用いた場合であるが、磨耗したｃＢＮ切刃部１ａを用いた場合にも、上記とほぼ同等の結果（最大高さあらさＰＶが０．０９２μｍであり、平均値Ｒａが０．０１６μｍであった）が得られた。このように、本実施形態によるｃＢＮ切刃部１ａでは、高速切削時でも鏡面の面あらさを達成できた。

上述した本実施形態による切削工具を用いることで、重切削と精密切削とを１つの切削工具（切刃部１ａ）で行うことができる。即ち、前記切削工具の切刃部１ａの先端部３における第１部分を被切削物に当てた第１状態で、被切削物を重切削し、前記切削工具の切刃部１ａの先端部３における第２部分を被切削物に当てた第２状態で、被切削物を精密切削する。

図７は、重切削と精密切削とを１つの切削工具（切刃部１ａ）で行う加工方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、前記切削工具の切刃部１ａの第１部分を被切削物に当てた第１状態で、被切削物を重切削する。第１状態で、上述の平削りまたはフライカットを被切削物の加工面全体に対して行う。
ステップＳ１の後、ステップＳ２において、前記切削工具の切刃部１ａにおける第１部分と異なる第２部分を被切削物に当てた第２状態で、被切削物を精密切削する。第２状態で、上述の平削りまたはフライカットを被切削物の加工面全体に対して行う。
前記重切削で被切削物を切削する深さ（即ち、前記切込み）は、前記精密切削で被切削物を切削する深さ（即ち、前記切込み）よりも大きい。

図７のような切削は、例えば図８や図９に示すように行ってよい。
図８の場合には、第１状態では、図８（Ａ）のように切削工具の切刃部１ａは被切削物の切削面に対してこの図の左側に傾いており、第２状態では、図８（Ｂ）のように被切削工具の切刃部１ａは被切削物の切削面に対してこの図の右側に傾いている。これにより、第１状態と第２状態とでは、被切削物に当てる前記切刃部１ａの部分が第１部分と前記第２部分とで確実に異なっている。なお、図８において、切削方向は、紙面と垂直な方向である。図８では、所定の距離だけ紙面と垂直な方向に切削したら、送り方向に切削工具を所定のピッチだけ移動させて、再び所定の距離だけ紙面と垂直な方向に切削し、以後、同じ動作を繰り返す。
図９の場合には、図９（Ａ）に示す第１状態でも図９（Ｂ）に示す第２状態でも、切削工具の切刃部１ａの被切削物の切削面に対する傾きは０度である。この場合でも、第１状態と第２状態とでは、被切削物に当てる切刃部１ａの部分が第１部分と第２部分とで異なっている。なお、図９において、切削方向は、紙面と垂直な方向である。図９でも、所定の距離だけ紙面と垂直な方向に切削したら、送り方向に切削工具を所定のピッチだけ移動させて、所定の距離だけ紙面と垂直な方向に切削し、以後、同じ動作を繰り返す。

図１０は、重切削と精密切削とを１つの切削工具（切刃部１ａ）で行う別の加工方法を示すフローチャートである。図１０の場合には、上述の切刃部１ａの先端部３を例えば図１１のような形状にする。
ステップＳ１１において、前記切削工具の切刃部１ａの先端部３における第１部分を被切削物に当てた第１状態で、切削工具（切刃部１ａ）が被切削物に対し往方向に移動するように切削工具または被切削物を移動させることで、被切削物を重切削する。例えば、図１１の往方向に被切削物を横断するように、切刃部１ａを移動させる。
次いで、ステップＳ１２において、前記切削工具の切刃部１ａの先端部３における第２部分を被切削物に当てた第１状態で、切削工具（切刃部１ａ）が被切削物に対し前記往方向と逆の復方向に移動するように切削工具または被切削物を移動させることで、被切削物を精密切削する。例えば、ステップＳ１１で切削した経路を戻るように図１１の復方向に切削工具（切刃部１ａ）を移動させることで、ステップＳ１１で切削した線状切削部分と同じ線状部分を精密切削する。
ステップＳ１３において、被切削物の切削対象面全体を切削した場合には、切削を終了し、そうでない場合には、ステップＳ１４へ進む。
その後、ステップＳ１４では、切削位置をステップＳ１１およびＳ１２での切削方向と垂直な方向に所定の距離（ピッチ）だけ移動させて、再びステップＳ１１へ戻り、切削対象面全体を切削するまで上述のステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返す。
ステップＳ１１、Ｓ１２に関して、前記重切削で被切削物を切削する深さ（即ち、前記切込み）は、前記精密切削で被切削物を切削する深さ（即ち、前記切込み）よりも大きい。また、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１４では、切刃部１ａを被切削物に対して相対移動させればよく、切刃部１ａを移動させてもよいし、被切削物を移動させてもよい。ステップＳ１１とステップＳ１２とにおいて被切削物の切削面に対する切削工具の切刃部１ａの向きが同じであっても、ステップＳ１１とステップＳ１２とで（重切削時と精密切削時とで）、被切削物の切削面に対する切刃部１ａの向きが自然に異なるようになる。

上述した本発明の実施形態による切削工具によると、以下の効果（１）〜（４）が得られる。
（１）六方晶窒化ホウ素を原料として、該六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）の焼結体１に転換する。これにより、焼結体１の粒子寸法を０．１μｍ以下にすることが可能になる。このように、粒子寸法が０．１μｍ以下である超微細粒子ｃＢＮの焼結体１を被切削物を切削する切刃部１ａとできるので、本発明の切削工具による切削で得られる仕上げ面あらさを、少なくとも鏡面の面あらさと同程度にすることができる。
（２）また、ダイヤモンドバイトで鉄系被切削物を切削すると、ダイヤモンドバイトの磨耗が激しい問題があるのに対し、本発明の切削工具は、ｃＢＮ焼結体１であるので、そのような問題も生じない。
（３）さらに、本発明のｃＢＮ焼結体１による切削工具は、ダイヤモンドに近い硬度を有するので、ダイヤモンドバイトと同様の加工法に適用できる。例えば、被切削物に対する平面仕上げ加工を、ダイヤモンドバイトを用いた場合と同程度の高速切削で行える。
（４）六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで薄板状の焼結体１に転換した後、該焼結体１を複数の焼結分割体１ａに分割し、焼結分割体１ａ、被切削物を切削する切刃部１ａとしたので、複数の焼結分割体１ａをそれぞれ別個の切削工具の切刃部１ａとすることができる。この場合に、各焼結分割体１ａの先端部３は、組成のばらつきが少ない焼結体１の中心部に位置している。このように組成のばらつきが少ない先端部３を被切削物に当てる部分としたので、切削工具毎に切削性能のばらつきが少なくなる。

上述した本発明の実施形態による切削工具を用いた加工方法によると、以下の効果（５），（６）が得られる。
（５）前記切削工具の切刃部１ａの第１部分を被切削物に当てた第１状態で、前記被切削物を重切削し、前記切削工具の切刃部１ａの第２部分を被切削物に当てた第２状態で、前記被切削物を精密切削するので、重切削および精密切削を１つの切削工具で行える。これにより、切削効率が向上する。
（６）前記第１状態と前記第２状態とで被切削面に対する切刃部１ａの傾き（向き）を異ならせることで、被切削物に当てる切刃部１ａの部分を前記第１部分から前記第２部分に切り換えることができる。しかも、この場合に、前記切削工具の切刃部１ａとして用いる焼結体１は多結晶体であるので、被切削物の切削面に対する前記切削工具の切刃部１ａの向きが変化しても、切刃部１ａの破損が少ない。これに関し、ダイヤモンドバイトとして一般に用いられる単結晶ダイヤモンドバイトの場合には、被切削物の切削面に対する切刃部の向きを破損しにくい特定の向きで切削を行う必要がある。これに対し、上述実施形態による切削方法では、切削工具の切刃部１ａは多結晶体のｃＢＮ焼結体となっているので、被切削物の切削面に対する切刃部１ａの向きをどの向きにしても、切刃部の破損が少ない。

［他の実施形態］
上述の焼結分割体１ａを、エンドミルやドリルにも適用可能である。この場合を、図１２を参照して説明する。なお、図１２（Ａ）〜（Ｃ）の各々において、左側は正面図であり右側は側面図である。
まず、上述のように得られた焼結体を、厚み方向と垂直な断面形状が扇型である複数の焼結分割体１ａに分割する。この分割方法は、上述と同じである。
一方、図１２（Ａ）のように、エンドミルのシャンクとなる材料（スチール、ステンレス、超合金など）に、切れ込みを予め入れておく。
次に、図１２（Ｂ）のように、焼結分割体１ａを切れ込みに取り付けるとともに、ロウ付け等により焼結分割体１ａをシャンクに固定する。この時、分割する前の元の焼結体１の中心部にある焼結分割体１ａの部分が、被切削物を切削するために被切削物に当たる先端部３（刃先）となるようにする。なお、シャンクの切れ込みが無くても、焼結分割体１ａをシャンクに固定できるが、切れ込みに焼結分割体１ａを取り付けた方が固定強度が高まる。
その後、図１２（Ｃ）のように、焼結分割体（切刃部）１ａの先端部３を研磨して刃面を整える。先端部３は、左右対称となるように形成しても切削加工が可能である。この場合、すくい角は負の角度となる。図１２（Ｃ）に示す切削工具は、約−４５度のすくい角を持つボールエンドミルである。すくい角をマイナスとすることで、工具のチッピングの確率を減少させることが可能である。なお、０度や正のすくい角を持つように先端部３を形成することも可能である。
また、分割する前の元の焼結体１の中心部にある焼結分割体１ａの部分が、被切削物を切削するために被切削物に当たる先端部３（刃先）となりさえすれば、焼結分割体１ａの厚み方向と垂直な断面形状は、扇形以外に長方形などであってもよい。このように断面を長方形とした焼結分割体１ａでエンドミルの切刃部を構成してもよい。この場合、切刃部の左右端面の向きが異なるようにすることも可能である。

なお、切削工具をドリルとしてもよい。即ち、上述の焼結分割体１ａをドリルの切刃部としてもよく、この場合でも、分割する前の元の焼結体１の中心部にある焼結分割体１ａの部分（前記先端部３）が、被切削物を切削するために被切削物に当たる先端部３（刃先）となるようにする。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施形態による切削工具に用いるｃＢＮ焼結体を示す図である。 図２（Ａ）は、焼結分割体の先端部の拡大図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線矢視図である。 図３（Ａ）は、図２（Ａ）の焼結分割体の先端部の部分拡大図であり、図３（Ｂ）は、従来における切刃部の先端部の部分拡大図である。 平削りを行う場合における切刃部と被切削物を示す。 ＰＶとＲａの説明図である。 フライカットを行う場合における切刃部と被切削物を示す。 重切削と精密切削とを１つの切削工具で行う加工方法を示すフローチャートである。 図７の場合に重切削と精密切削とを１つの切削工具で行う加工方法の一例を示す図である。 図７の場合に重切削と精密切削とを１つの切削工具で行う加工方法の別の例を示す図である。 重切削と精密切削とを１つの切削工具で行う別の加工方法を示すフローチャートである。 図１０の場合に重切削と精密切削とを１つの切削工具で行う加工方法の一例を示す図である。 焼結分割体をエンドミルに適用する場合を示す図である。

符号の説明

１・・・焼結体、１ａ・・・焼結分割体（切刃部）、３・・・先端部、５・・・バイト台座、７・・・ステージ、９・・・フライカッター

Claims (5)

1. 被切削物を切削するための切削工具であって、
   六方晶窒化ホウ素を原料として、該六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで立方晶窒化ホウ素の焼結体に転換し、
   前記焼結体を、被切削物を切削する切刃部とした、ことを特徴とする切削工具。
2. 前記六方晶窒化ホウ素を加熱しながら加圧することで薄板状の前記焼結体に転換した後、該焼結体を複数の焼結分割体に分割し、前記焼結分割体を、被切削物を切削する切刃部とし、
   前記各焼結分割体は、前記焼結体の厚み方向から見た場合に、「く」の字形状である先端部を有し、前記各焼結分割体の前記先端部は、前記分割する前の元の前記焼結体の中心部に位置しており、
   当該焼結分割体の前記先端部を、被切削物を切削するために被切削物に当てる部分とした、ことを特徴とする請求項２に記載の切削工具。
3. 前記加熱および前記加圧は、前記焼結体を構成する粒子の寸法を０．１μｍ以下にする温度および圧力で行われる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の切削工具。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の切削工具を用いた被切削物の切削方法であって、
   前記切削工具の前記切刃部の第１部分を被切削物に当てた第１状態で、前記被切削物を重切削し、
   前記切削工具の前記切刃部の第２部分を被切削物に当てた第２状態で、前記被切削物を精密切削し、
   前記重切削で被切削物を切削する深さは、前記精密切削で被切削物を切削する深さよりも大きい、ことを特徴とする被切削物の切削方法。
5. 前記第１状態と前記第２状態とで被切削面に対する前記切刃部の向きを異ならせることで、被切削物に当てる前記切刃部の部分を前記第１部分から前記第２部分に切り換える、ことを特徴とする請求項４に記載の被切削物の切削方法。

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