JP2010029979A

JP2010029979A - Throw away chip

Info

Publication number: JP2010029979A
Application number: JP2008194602A
Authority: JP
Inventors: Tatsuyuki Nakaoka; 達行中岡
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-02-12
Anticipated expiration: 2028-07-29
Also published as: JP5334486B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a throw away chip which has a high clamp force and can prevent the displacement of a cutting edge. <P>SOLUTION: The ceramic throw away chip 1 is mounted on a chip attaching seat 11 at an end of a holder 10 and has a tapped hole 7 for inserting a fastening screw 13 at a center. In the tapped hole 7, a ring shaped metal member 8 is provided on an inner wall surface. The inner wall surface of the metal member 8 is coated with a ceramic film 9. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、セラミック製のスローアウェイチップに関する。 The present invention relates to a ceramic throw-away tip.

セラミック製のスローアウェイチップは、高速の送り、大きな切り込み等の高温切削条件下での切削が可能な材料として用いられている。スローアウェイチップをホルダにクランプする場合、超硬合金やサーメット製のスローアウェイチップのように、チップの中心にネジ穴を形成してネジ止めする方法が多用されているが、セラミック製のスローアウェイチップの場合には、靭性が低いためにネジを締め付けたときにチップが割れてしまうおそれがあり、ネジ穴のない形状が一般的であった。 Ceramic throw-away tips are used as materials that can be cut under high-temperature cutting conditions such as high-speed feeding and large cuts. When clamping the throw-away tip to the holder, a method of screwing by forming a screw hole in the center of the tip, such as a cemented carbide or cermet throw-away tip, is often used. In the case of a chip, since the toughness is low, the chip may be broken when a screw is tightened, and a shape without a screw hole is common.

そこで、特許文献１では、チップの中央部を窪ませた形状として、この窪み部分を押さえ金具でクランプする方法が開示されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a method in which the center portion of the chip is recessed and the recessed portion is clamped with a pressing metal fitting.

また、特許文献２には、セラミック製スローアウェイチップをスクリュークランプ（ネジ止め）する方法として、チップの中央に凹部を設けてこの凹部に座金を嵌め込み、座金の上からネジ止めする方法が開示されている。
特開平１１−７７４０８号公報特開２０００−２８０１０６号公報 Further, Patent Document 2 discloses a method of screw-clamping (clamping) a ceramic throw-away tip by providing a recess at the center of the tip, fitting a washer in the recess, and screwing it from above the washer. ing.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-77408 JP 2000-280106 A

しかしながら、特許文献１のように窪みを形成してクランプする方法では、クランプ力が低く、また、切刃の位置ずれが発生しやすいという問題があった。また、特許文献２のように、座金を介してネジでチップをクランプする方法では、セラミックの凹部と座金との形状をきっちり揃えることができずに、チップと座金とが点接触になってしまい、かえってネジ止めにかかる応力が集中してチップが割れてしまう恐れがあった。 However, the method of forming a dent and clamping as in Patent Document 1 has a problem that the clamping force is low and the position of the cutting blade tends to be displaced. Further, in the method of clamping a chip with a screw through a washer as in Patent Document 2, the shape of the ceramic recess and the washer cannot be exactly aligned, and the chip and the washer are in point contact. On the contrary, there is a possibility that the stress applied to the screw is concentrated and the chip is cracked.

したがって、本発明の目的は、セラミック製のスローアウェイチップのクランプが容易かつ確実に行えるスローアウェイチップを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a throw-away tip that can easily and reliably clamp a ceramic throw-away tip.

本発明のスローアウェイチップは、ホルダ先端のチップ取付座に装着され、中心位置に拘束用のネジを挿入するためのネジ穴を具備するセラミック製のスローアウェイチップであって、前記ネジ穴は内壁面にリング状の金属材が挿入されており、かつ該金属材の内壁面にセラミック皮膜が被着形成されているものである。 The throw-away tip of the present invention is a ceramic throw-away tip mounted on a tip mounting seat at the tip of a holder and having a screw hole for inserting a restraining screw at a central position, the screw hole being an inner A ring-shaped metal material is inserted into the wall surface, and a ceramic film is deposited on the inner wall surface of the metal material.

ここで、チップの全面が前記セラミック皮膜で覆われているものであってもよい。 Here, the entire surface of the chip may be covered with the ceramic film.

本発明のスローアウェイチップによれば、前記ネジ穴には内壁面にリング状の金属材が配設されており、かつ該金属材の内壁面にセラミック皮膜が被着形成されているために、ネジ止めができてクランプ力が高い。また、セラミックの内壁面と金属材との接触状態は、金属材が変形するので隙間なく面接触させることができる。さらに、金属材の内壁面にセラミック皮膜が被着形成されているので位置決めされた後の金属材の摩耗は小さく、切刃の位置が変わってしまうことも防止できる。 According to the throw-away tip of the present invention, the screw hole is provided with a ring-shaped metal material on the inner wall surface, and a ceramic film is deposited on the inner wall surface of the metal material. Can be screwed and has high clamping force. The contact state between the inner wall surface of the ceramic and the metal material can be brought into surface contact without a gap because the metal material is deformed. Furthermore, since the ceramic film is deposited on the inner wall surface of the metal material, wear of the metal material after positioning is small, and the position of the cutting blade can be prevented from changing.

本発明のスローアウェイチップについて、その一実施例を示す図１を基に説明する。 The throw-away tip of the present invention will be described with reference to FIG.

図１によれば、スローアウェイチップ（以下、単にチップと略す。）１は、概略平板形状をなし、主面がすくい面（上面）２と着座面（下面）３とをなし、外周側面が逃げ面（傾斜した外周側面）４をなして、すくい面２と逃げ面４との交差稜部分に切刃５を具備しているネガティブ型のチップ１である。すなわち、チップ１はすくい面（上面）２と着座面（下面）３を逆にしてひっくり返して使用できる。また、チップ１はすくい面２の中心位置に対して切刃５が回転対称な位置に複数形成されている。 According to FIG. 1, a throw-away tip (hereinafter simply abbreviated as a tip) 1 has a substantially flat plate shape, a main surface is a rake surface (upper surface) 2 and a seating surface (lower surface) 3, and an outer peripheral side surface is This is a negative tip 1 having a flank (inclined outer peripheral side surface) 4 and having a cutting edge 5 at the intersection ridge between the rake face 2 and the flank 4. In other words, the chip 1 can be used by turning the rake face (upper surface) 2 and the seating surface (lower surface) 3 upside down. Further, a plurality of chips 1 are formed at positions where the cutting edges 5 are rotationally symmetric with respect to the center position of the rake face 2.

ここで、チップ１はセラミック材６の中心位置にネジ穴７が形成されるとともに、ネジ穴７の内壁面にはリング状の金属材８が挿入されており、かつ金属材８の内壁面にセラミック皮膜９が被着形成された構成となっている。そして、チップ１は、図２に示すように、ホルダ１０の先端のチップ取付座１１に載置され、ネジ穴７に拘束用のネジ１３を挿入してホルダ１０にネジ１３を螺合することによって、チップ１がホルダ１０に装着されている。 Here, in the chip 1, a screw hole 7 is formed at the center position of the ceramic material 6, a ring-shaped metal material 8 is inserted into the inner wall surface of the screw hole 7, and the inner wall surface of the metal material 8 is formed. The ceramic film 9 is deposited. As shown in FIG. 2, the chip 1 is placed on the chip mounting seat 11 at the tip of the holder 10, and a screw 13 for restraining is inserted into the screw hole 7 and the screw 13 is screwed into the holder 10. Thus, the chip 1 is mounted on the holder 10.

これによって、チップ１がセラミック製であるにも関わらずネジ止めできてクランプ力が高い。また、セラミック材６の内壁面と金属材８との接触状態は、金属材８が変形するので隙間なく面接触させることができる。さらに、金属材８の内壁面にセラミック皮膜９が被着形成されているので位置決めされた後の切削やチップ１の取替えによっても金属材８は摩耗することなく、切刃５の位置が変わってしまうことも防止できる。 Thereby, although the chip 1 is made of ceramic, it can be screwed and the clamping force is high. Further, the contact state between the inner wall surface of the ceramic material 6 and the metal material 8 can be brought into surface contact with no gap since the metal material 8 is deformed. Further, since the ceramic film 9 is deposited on the inner wall surface of the metal material 8, the metal material 8 is not worn by the cutting after the positioning or the replacement of the chip 1, and the position of the cutting edge 5 is changed. Can also be prevented.

なお、金属材８の内壁面にセラミック皮膜９を形成する方法としては、金属材８の表面を窒化、炭化または酸化する等によって形成したものであってもよく、または化学蒸着法や物理蒸着法の気相合成法にてセラミック皮膜９をコーティングしたものであってもよい。また、セラミック皮膜９は金属材８の内壁面全体に形成されることが望ましいが、コーティングする際にチップ１を保持する部分がコーティングされずに残るような一部に形成されない部分があっても本発明の効果は失わない。また、金属材８もネジ穴７の内壁面の全面を覆うものであることが望ましいが、セラミック材６とネジ１３が接触しない限り、ネジ穴７の内壁面の一部が金属材８で覆われていない部分があってもよい。すなわち、例えば、リング状であれば、内壁面の上下部分を除いて金属材８を形成したものであってもよい。 In addition, as a method of forming the ceramic film 9 on the inner wall surface of the metal material 8, the surface of the metal material 8 may be formed by nitriding, carbonizing or oxidizing, or a chemical vapor deposition method or a physical vapor deposition method. The ceramic film 9 may be coated by the vapor phase synthesis method. Further, the ceramic film 9 is preferably formed on the entire inner wall surface of the metal material 8, but even if there is a part that is not formed in a part where the part that holds the chip 1 remains uncoated when coating. The effect of the present invention is not lost. Further, it is desirable that the metal material 8 also covers the entire inner wall surface of the screw hole 7, but a part of the inner wall surface of the screw hole 7 is covered with the metal material 8 unless the ceramic material 6 and the screw 13 are in contact with each other. There may be parts that are not broken. That is, for example, in the case of a ring shape, the metal material 8 may be formed except for the upper and lower portions of the inner wall surface.

ここで、金属材８は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ａｌ、ＳｎおよびＰｂの群から選ばれる１種または２種以上の合金であることが望ましく、中でも真鍮（黄銅）、Ｔｉ合金、鋼またはＮｉ基合金のいずれかであることが望ましい。チップ１のネジ穴７の内壁面に金属材８を配設する方法としては、円筒状の金属材８を準備して、単純に嵌め込む方法、嵌め込んだ後に金属材８をかしめる方法、金属材８を嵌め込んだ後に焼きばめする方法が挙げられる。他の方法として、チップ１のネジ穴７の内壁面にメッキ法や溶射法によって金属の薄膜を形成する方法や、気相合成法によってチップ１のネジ穴７の内壁面に金属の薄膜を成膜する方法等が挙げられる。なお、金属材８のすくい面２側はネジ１３のネジ頭を受けやすくするために、開口面に向かって穴径が広がるようなテーパ形状となっている。 Here, the metal material 8 is made of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, Au, Zn, Al, Sn, and Pb. It is desirable that the alloy is one or two or more kinds of alloys selected, and among these, brass (brass), Ti alloy, steel, or Ni-based alloy is desirable. As a method of disposing the metal material 8 on the inner wall surface of the screw hole 7 of the chip 1, a method of preparing a cylindrical metal material 8 and simply fitting it, a method of caulking the metal material 8 after fitting, There is a method of shrink fitting after the metal material 8 is fitted. As other methods, a metal thin film is formed on the inner wall surface of the screw hole 7 of the chip 1 by plating or spraying, or a metal thin film is formed on the inner wall surface of the screw hole 7 of the chip 1 by vapor phase synthesis. Examples include a film forming method. In addition, the rake face 2 side of the metal material 8 has a tapered shape in which the hole diameter is widened toward the opening face in order to easily receive the screw head of the screw 13.

また、チップ１はその全面がセラミック皮膜で覆われているものであってもよい。これによって、チップ１の切刃５における耐摩耗性も向上する。 Further, the entire surface of the chip 1 may be covered with a ceramic film. Thereby, the wear resistance of the cutting edge 5 of the chip 1 is also improved.

さらに、上記説明はチップ１をネジ止めによってホルダに固定する構成について記載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、チップ１をホルダに取り付けられたクランプピンで固定する方法であってもよい。 Furthermore, although the said description described the structure which fixes the chip | tip 1 to a holder by screwing, this invention is not limited to this, It is the method of fixing the chip | tip 1 with the clamp pin attached to the holder, Also good.

基本形状がＳNＧA１２０８のネジ穴を有する形状で、表１に示す材質からなるセラミック材を作製し、そのネジ穴の内壁面に表１の金属材を表１の方法で配設して表１の方法でセラミック皮膜を３μｍ成膜したチップを作製した。同様に、金属材またはセラミック皮膜を配設しなかったチップを作製した。なお、チップのネジ穴の径はホルダにセットする時点で同じとなるようにセラミック材の穴径を調整した。 A ceramic material made of the material shown in Table 1 with a basic shape having a screw hole of SNGA 1208 is manufactured, and the metal material shown in Table 1 is arranged on the inner wall surface of the screw hole by the method shown in Table 1. A chip having a ceramic film of 3 μm formed by this method was produced. Similarly, a chip in which no metal material or ceramic film was disposed was produced. The hole diameter of the ceramic material was adjusted so that the screw hole diameter of the chip would be the same when set in the holder.

そして、チップをホルダに嵌め込んでネジで締め付けてセットして、表２に示す切削条件で切削試験を行った。なお、切削評価に関しては、同じセラミック材を用いて金属材を配設したチップと金属材を配設しなかったチップとを同じ切削条件で評価した。結果は表２に示した。 Then, the chip was fitted into the holder, tightened with a screw and set, and a cutting test was performed under the cutting conditions shown in Table 2. In addition, regarding cutting evaluation, the chip | tip which arrange | positioned the metal material using the same ceramic material, and the chip | tip which did not arrange | position a metal material were evaluated on the same cutting conditions. The results are shown in Table 2.

表１、２の結果から明らかなとおり、金属材を配設した試料Ｎｏ．１、３、５、７〜１０、１２、１４〜１６は、同じセラミック部材からなり金属材を配設しなかった試料Ｎｏ．２、４、１１、１３、１７それぞれに比べて加工時間が長くなった。また、セラミック皮膜を形成しなかった試料Ｎｏ．６では金属材が摩耗して切刃の位置精度が悪くなった。 As is apparent from the results of Tables 1 and 2, the sample No. 1, 3, 5, 7-10, 12, 14-16 consisted of the same ceramic member and sample No. Compared to 2, 4, 11, 13, and 17 respectively, the processing time was longer. Sample No. in which no ceramic film was formed. In No. 6, the metal material was worn out, and the position accuracy of the cutting edge deteriorated.

本発明のスローアウェイチップの一例を示し、（ａ）概略斜視図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ部についての断面図である。An example of the throw away tip of this invention is shown, (a) Schematic perspective view, (b) It is sectional drawing about the AA part of (a). 図１のスローアウェイチップをホルダに装着した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which mounted | wore the holder with the throw away tip of FIG.

Explanation of symbols

１スローアウェイチップ（チップ）
２すくい面（上面）
３着座面（下面）
４逃げ面（側面）
５切刃
６セラミック材
７ネジ穴
８金属材
９セラミック皮膜
１０ホルダ
１１チップ取付座
１３ネジ 1 Throw away tip (chip)
2 Rake face (upper surface)
3 Seating surface (bottom surface)
4 Flank (side)
5 Cutting blade 6 Ceramic material 7 Screw hole 8 Metal material 9 Ceramic coating 10 Holder 11 Chip mounting seat 13 Screw

Claims

A ceramic throw-away tip mounted on a tip mounting seat at the tip of a holder and having a screw hole for inserting a restraining screw at a central position, wherein the screw hole is made of a ring-shaped metal material on an inner wall surface A throw-away tip that is disposed and has a ceramic film deposited on the inner wall surface of the metal material.

The throw-away tip according to claim 1, wherein the entire surface is covered with the ceramic film.