JP2011093053A

JP2011093053A - 切削工具およびその製造方法

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Publication number: JP2011093053A
Application number: JP2009250495A
Authority: JP
Inventors: Noriji Yumoto; 憲志油本; Makoto Yasuda; 誠安田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】クレータ摩耗や硬質被膜の剥離による切刃の欠損、チッピングを抑制する。
【解決手段】硬質被膜１４が被覆された工具本体１のすくい面２と逃げ面３との交差稜線部に、この交差稜線部に直交する断面においてすくい面２と逃げ面３とに交差する方向に直線状に延びるチャンファー面１１と、チャンファー面１１と逃げ面３とに滑らかに連接する凸円弧状のＲホーニング面１２とを有する複合ホーニング面１３を形成し、Ｒホーニング面１２ではその突端部１２ａにおいて硬質被膜１４を除去して工具本体１の母材６を露出し、露出した母材６との境界部１２ｂからＲホーニング面１２とチャンファー面１１との連接部１２ｃにかけては硬質被膜１４が膜厚を漸次増大させるように残されて、チャンファー面１１では連接部１２ｃに連続して硬質被膜１４が略一定の膜厚で被覆される。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）焼結体のような硬質材料を切刃が形成されるすくい面と逃げ面との交差稜線部における母材とし、さらにその表面にＴｉＮやＴｉＡｌＮ、ＴｉＣＮ等の硬質被膜が被覆された切削インサート等の切削工具およびその製造方法に関するものである。

このような硬質材料よりなる母材表面に硬質被膜が被覆された切削工具として、例えば特許文献１には、超硬合金よりなる母材の表面にダイヤモンドやｃＢＮを主体とする硬質被膜を被覆した後、すくい面と逃げ面との境界部近傍にチャンファーホーニングや丸ホーニング（Ｒホーニング）、あるいはこれらの複合ホーニングを施すことにより、すくい面と逃げ面とで硬質被膜を不連続にして母材を露出させる不連続部分を形成した切削インサートが提案されている。また、特許文献２には、こうして形成された不連続部分にＴｉＣやＴｉＮ、ダイヤモンドやｃＢＮ等の第２硬質膜を被覆したものが提案されている。

さらに、特許文献３においても、切刃が形成されるすくい面と逃げ面との交差稜線部がｃＢＮ焼結体によって形成されるとともに、工具本体の表面がＴｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖの窒化物から少なくとも１つとＡｌ、Ｓｉ、Ｂの窒化物から少なくとも１つまたはＴｉの窒化物か炭窒化物からなる硬質被膜で被覆され、上記交差稜線部においてはｃＢＮ焼結体が露出するようにチャンファーホーニングが施された切削工具（切削インサート）が提案されている。

特開平８−９９２０１号公報特開平８−１７４３０９号公報米国特許出願公開第２００８／０１９３７２４号明細書

ところが、このうち特許文献１、３に記載の切削工具のように、ホーニングによって形成されたホーニング面の全体において母材が露出するようにされたものでは、実質的にこのホーニング面と逃げ面との交差稜線が刃先として作用して切屑がホーニング面を擦過するように流出するため、切削時にクレータ摩耗が進行し易い。そして、このクレータ摩耗を起点にして切刃に欠損やチッピングが起こり易いという問題がある。

特に、特許文献３に記載された切削工具のように上記交差稜線部における母材がｃＢＮ焼結体である場合、ｃＢＮ焼結体は超硬合金やサーメットなどに比べて硬質被膜の付着強度が低いため、切削時に最も高い負荷が作用する上記刃先部分では突発的な硬質被膜の剥離が生じて切刃欠損の原因ともなり得る。ところが、この特許文献３に記載の切削工具では、この刃先となるホーニング面と逃げ面との上記交差稜線には硬質被膜が残されたままであるため、欠損により切削工具の寿命が潰えてしまうおそれが一層高くなる。

一方、特許文献２に記載された切削工具では、元々母材表面に被覆された硬質被膜と、上記不連続部分に被覆された第２硬質膜との間に段差が生じることが避けられず、この段差から第２硬質膜が剥離し、その際に硬質被膜と第２硬質膜との付着性が高いと硬質被膜も同時に剥離してしまって、この剥離部分から切刃に欠損が生じるおそれがある。一方、硬質被膜と第２硬質膜との付着性が低い場合には、第２硬質膜自体が容易に剥離して母材が露出することにより、特許文献１に記載された切削工具と同様の構造となってしまうため、やはりクレータ摩耗やこれを起点にした切刃の欠損、チッピングを避けることができない。

本発明は、このような背景の下になされたもので、特にｃＢＮ焼結体のような硬質材料よりなる母材の表面に硬質被膜が被覆された切削工具にあって、クレータ摩耗や硬質被膜の剥離による切刃の欠損、チッピングを抑制することにより、長期に亙って安定した切削加工が可能な寿命の長い切削工具を提供し、またそのような切削工具の製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の切削工具は、硬質被膜が被覆された工具本体の切刃が形成されるすくい面と逃げ面との交差稜線部に、該交差稜線部に直交する断面において上記すくい面と逃げ面とに交差する方向に直線状に延びるチャンファー面と、上記断面において上記チャンファー面と上記逃げ面とに滑らかに連接する凸円弧状のＲホーニング面とを有する複合ホーニング面が形成され、この複合ホーニング面のうち、上記Ｒホーニング面においては、その突端部において上記硬質被膜が除去されて上記交差稜線部における上記工具本体の母材が露出させられるとともに、この突端部において露出した上記母材との境界部から該Ｒホーニング面と上記チャンファー面との連接部にかけては上記硬質被膜が膜厚を漸次増大させるように残されていて、上記チャンファー面においては上記連接部に連続して上記硬質被膜が略一定の膜厚で被覆されていることを特徴とする。

また、このような切削工具を製造する本発明の切削工具の製造方法は、上記工具本体の切刃が形成されるすくい面と逃げ面との交差稜線部に、該交差稜線部に直交する断面において上記すくい面と逃げ面とに交差して直線状に延びるチャンファー面を形成し、次いでこのチャンファー面を含めた少なくとも上記交差稜線部の周辺の上記すくい面と逃げ面とに上記硬質被膜を略一定の膜厚で被覆した後、上記チャンファー面と上記逃げ面との交差部に、上記断面において上記チャンファー面と上記逃げ面との上記硬質被膜の表面に滑らかに連接する凸円弧状のＲホーニング面を、その突端部において上記硬質被膜が除去されて上記交差稜線部における上記工具本体の母材が露出させられるように形成することにより、このＲホーニング面と上記チャンファー面とによって複合ホーニング面を形成することを特徴とする。

従って、例えばこのようにして製造される上記切削工具においては、すくい面と逃げ面との交差稜線部に形成されたチャンファー面とＲホーニング面とからなる複合ホーニング面のうち、Ｒホーニング面においてはその突端部に硬質被膜が被覆されずに母材が露出した状態とされているので、切削時に実質的に刃先として作用するために大きな負荷が生じるこのＲホーニング面の突端部において硬質被膜が突発的に剥離したりすることもなく、このような硬質被膜の剥離に伴う切刃の欠損を防ぐことができる。

その一方で、このＲホーニング面に連なるチャンファー面では硬質被膜が略一定の膜厚で被覆されたままとされているので、上述のように刃先として作用するＲホーニング面の突端部により生成された切屑がこのチャンファー面を擦過して流出しても、クレータ摩耗が進行するのを抑制して切刃の欠損やチッピングを防止することができる。

そして、さらにこの複合ホーニング面においては、上記Ｒホーニング面においてその突端部に露出した母材と硬質被膜との境界部から、断面凸円弧状をなすＲホーニング面と直線状をなすチャンファー面との連接部にかけては、上記硬質被膜がその膜厚を漸次増大させるようにして残されているので、この複合ホーニング面において硬質被膜に段差が生じたりすることもなく、かかる段差から硬質被膜が剥離することにより切刃に欠損が生じ易くなってしまうこともない。

このため、上記構成の切削工具によれば、特に上記交差稜線部における工具本体の母材がｃＢＮ焼結体のように硬質被膜の付着強度が低いものであっても、この硬質被膜の剥離による切刃の欠損やチッピング、あるいはクレータ摩耗の進行による切刃の欠損などを防止して、長寿命で安定した切削加工を行うことが可能となり、また上記構成の製造方法によれば、そのような切削工具を確実に製造することが可能となる。

ここで、上記断面において上記境界部における上記Ｒホーニング面の接線と上記チャンファー面がなす直線との交差角は１５°〜４０°の範囲内とされるのが望ましく、この範囲よりも上記交差角が小さいと、Ｒホーニング面の突端部に露出した母材との境界部側において硬質被膜の膜厚が薄くなりすぎてクレータ摩耗を確実に抑制することができなくなるおそれがある一方、この範囲よりも上記交差角が大きいと、同じく上記境界部側において硬質被膜の膜厚が急激に厚くなるようにして上記連接部に向かうことになるため、突発的な硬質被膜の剥離が生じ易くなる。

また、同じく上記断面において上記境界部から上記連接部までの上記チャンファー面がなす直線に沿った方向の幅は０．００５ｍｍ〜０．０１５ｍｍの範囲内とされるのが望ましく、この範囲よりも上記幅が小さいと、やはり上記境界部側において硬質被膜の膜厚が急激に厚くなることになり、逆にこの範囲よりも上記幅が大きいと、上記境界部側での硬質被膜の膜厚が薄くなりすぎるおそれがあって、切刃の欠損やチッピングを確実に防止することができなくなるおそれが生じる。

さらに、上記断面において上記Ｒホーニング面がなす凸円弧の半径は０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍの範囲内とされるのが望ましく、この範囲よりも上記半径が小さいと、Ｒホーニング面の突端部において硬質被膜が除去されて母材が露出する部分も小さくなり、硬質被膜の剥離に起因する切刃の欠損やチッピングが生じやすくなるおそれがある一方、この範囲よりも上記半径が大きいと、切削抵抗が増大して加工精度にばらつきが生じるおそれがある。

以上説明したように、本発明によれば、クレータ摩耗や硬質被膜の突発的な剥離による切刃の欠損やチッピングを防いで、長期に亙って安定した切削が可能な長寿命の切削工具およびその製造方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態を示す平面図である。図１に示す実施形態のＺＺ断面図である。図２におけるコーナ部Ｃの拡大断面図である。図３における矢線Ａ部分の拡大断面図である。

図１ないし図４は、本発明の切削工具の一実施形態を示すものであって、刃先交換式バイト等のホルダに着脱可能に取り付けられる切削インサートに本発明を適用した場合を示している。本実施形態において工具本体１は、平面視に略正三角形の平板状をなすポジティブインサートであって、その正三角形状をなす上面がすくい面２とされるとともに、側面が逃げ面３とされ、これらすくい面２と逃げ面３との交差稜線部に切刃４が形成される。また、すくい面２がなす正三角形の中央部からは、工具本体１を上記ホルダに取り付けるための取付穴５が、工具本体１をその厚さ方向に貫通するように形成されている。

さらに、すくい面２がなす正三角形の３つの角部は、上面視に凸円弧状をなすように形成されており、このうちの１つは切削加工に使用されるコーナ部Ｃとされて、このコーナ部Ｃにおいて工具本体１の母材は、ｃＢＮを主成分として２０vol%〜８０vol%含み、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族元素の窒化物、炭化物、硼化物、酸化物およびこれらの固溶体からなる群から選択される少なくとも一種と、アルミニウムの窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの固溶体からなる群から選択される少なくとも一種とからなる結合材を含有するｃＢＮ焼結体６とされている。

なお、このコーナ部Ｃ以外の部分における工具本体１は超硬合金母材からなり、図２に示すようにこのような超硬合金母材よりなる正三角形平板状の基体７の該コーナ部Ｃに形成された切欠部８に、上記ｃＢＮ焼結体６と超硬合金よりなる接合部９とを層状に一体焼結した層状焼結体１０を、ｃＢＮ焼結体６がコーナ部Ｃに向くようにしてろう付け等によって接合することにより、このコーナ部Ｃの母材がｃＢＮ焼結体６とされた工具本体１が形成される。

また、少なくともこのコーナ部Ｃにおいては、切刃４とされるすくい面２と逃げ面３との上記交差稜線部に直交する断面において、図３に示すように上記すくい面２と逃げ面３とに交差する方向に直線状に延びるチャンファー面１１と、同じく上記断面においてこのチャンファー面１１と上記逃げ面３とに滑らかに連接する凸円弧状をなすＲホーニング面１２とを有する複合ホーニング面１３が形成されている。

ここで、この複合ホーニング面１３のチャンファー面１１が上記断面においてすくい面２に対してなすホーニング角αは１５°〜４５°の範囲とされるとともに、同断面におけるチャンファー面１１とすくい面２との交点からＲホーニング面１２と逃げ面３との接点までのすくい面２に沿った方向のホーニング幅Ｗは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲とされている。、また、同断面においてＲホーニング面１２がなす凸円弧の半径Ｒは０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍの範囲内とされている。

さらに、この工具本体１の表面には、少なくとも上記コーナ部Ｃにおいて、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族元素およびＡｌの中から選択される一種以上の元素と、Ｃ、ＮおよびＯの中から選択される一種以上の元素とからなる１層以上の化合物層を含む硬質被膜１４が被覆されている。例えば、この硬質被膜１４は、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＮとＴｉＡｌＮの多層膜、ＴｉＣＮなどであり、本実施形態では工具本体１の全面にこのような硬質被膜１４が被覆されている。

ただし、この硬質被膜１４は、上記複合ホーニング面１３のうちＲホーニング面１２においては、上記断面においてこのＲホーニング面１２がなす凸円弧の突端部１２ａでは除去されて被覆されてはおらず、従ってこの突端部１２ａではコーナ部Ｃの母材であるｃＢＮ焼結体６が露出させられた状態とされている。さらに、硬質被膜１４は、こうしてこの突端部１２ａにおいて露出したｃＢＮ焼結体６の母材との境界部１２ｂから、Ｒホーニング面１２と上記チャンファー面１１とが接する連接部１２ｃにかけては、その膜厚が漸次増大するようにされていて、このチャンファー面１１においては上記連接部１２ｃに連続して略一定の膜厚ですくい面２にかけて被覆されるようになされている。

ここで、上記断面において複合ホーニング面１３のチャンファー面１１がなす直線やＲホーニング面１２がなす凸円弧は、硬質被膜１４が被覆された部分では、この硬質被膜１４の表面の形状とされている。従って、上記境界部１２ｂから連接部１２ｃにかけて硬質被膜１４は、その表面が図４に示すように突端部１２ａにおいて露出したｃＢＮ焼結体６母材上に形成される円弧に連続する円弧をなして、チャンファー面１１における硬質被膜１４表面と平行な直線状をなすｃＢＮ焼結体６母材の表面に対する膜厚が漸次増大するようにされ、この膜厚が増大する割合は連接部１２ｃに向けて漸次減少することになる。

また、上記断面において、こうして円弧をなすＲホーニング面１２の上記境界部１２ｂにおける接線Ｌと同断面において上記チャンファー面１１がなす直線との交差角βは１５°〜４０°の範囲内とされている。さらに、同じく上記断面において、上記境界部１２ｂから上記連接部１２ｃまでのチャンファー面１１がなす直線に沿った方向の幅Ｘは、０．００５ｍｍ〜０．０１５ｍｍの範囲内とされている。

なお、Ｒホーニング面１２において硬質被膜１４が除去される突端部１２ａは、断面凸円弧状をなすＲホーニング面１２と断面直線状をなすチャンファー面１１との接点である上記連接部１２ｃと、逃げ面３との接点である連接部１２ｄとの間の、Ｒホーニング面１２がなす円弧の中央部分（連接部１２ｃ、１２ｄとＲホーニング面１２がなす円弧の中心とを結ぶ扇角の二等分線上部分）であり、この突端部１２ａは、逃げ面３側に残された硬質被膜１４の表面とも境界部１２ｅを介して連続した断面凸円弧状に形成される。

従って、硬質被膜１４を除いたｃＢＮ焼結体６の母材の表面は、上記断面において突端部１２ａでは凸円弧状をなす一方、Ｒホーニング面１２においても上記境界部１２ｂ、１２ｅよりチャンファー面１１側および逃げ面３側では、これら境界部１２ｂ、１２ｅにおいて上記凸円弧に角度をもって交差する直線状とされ、これらの直線が、チャンファー面１１および逃げ面３に被覆された硬質被膜１４表面がなす直線と平行とされる。

また、この境界部１２ｅから逃げ面３に被覆された硬質被膜１４の膜厚も略一定とされている。そして、この略一定とされた逃げ面３における硬質被膜１４の膜厚と、やはり略一定とされた上記連接部１２ｃからチャンファー面１１およびすくい面２にかけての硬質被膜１４の膜厚は、本実施形態では互いに等しくされていて、０．５μｍ〜５μｍの範囲内とされている。

このような切削工具は、例えば以下のような製造方法によって製造することができる。すなわち、まず上述のように超硬合金母材よりなる基体７の上記切欠部８に層状焼結体１０を接合して、その少なくともコーナ部Ｃにおけるすくい面２と逃げ面３との交差稜線部に、該交差稜線部に直交する断面においてすくい面２と逃げ面３とに交差して直線状に延びるチャンファー面１１のみを形成し、次いでこのチャンファー面１１を含めた少なくともコーナ部Ｃの上記交差稜線部の周辺のすくい面２と逃げ面３とに上記硬質被膜１４を公知の方法によって上述のような略一定の膜厚で被覆する。

そして、こうして硬質被膜１４が被覆された後、この硬質被膜１４が被覆されたチャンファー面１１と逃げ面３との交差部に、上記断面においてチャンファー面１１と逃げ面３との硬質被膜１４表面に滑らかに連接する凸円弧状のＲホーニング面１２を、例えばダイヤモンド等の硬質粒子を分散固着したブラシなどでホーニングすることにより形成する。その際に、このＲホーニング面１２においては、その突端部１２ａにおいて上述のように硬質被膜１４が除去されて上記交差稜線部における工具本体１の母材（ｃＢＮ焼結体６母材）が露出し、さらに上記境界部１２ｂ、１２ｅから連接部１２ｃ、１２ｄにかけての硬質被膜１４表面がなす円弧と連続する円弧をなすように面取りすることにより、このＲホーニング面１２とチャンファー面１１とによって複合ホーニング面１３を形成して、上記構成の切削工具が製造される。

従って、例えばこのような製造方法によって製造される上記構成の切削工具では、切刃４とされるすくい面２と逃げ面３との交差稜線部に形成された複合ホーニング面１３において、上記交差稜線部のうちでも実質的に切刃４の刃先として作用するＲホーニング面１２の突端部１２ａには硬質被膜１４が被覆されてはおらずに除去されていて、工具本体１の母材が露出させられているので、切削時の負荷によって硬質被膜１４に突発的な剥離が生じたりすることがない。このため、このような硬質被膜１４の剥離に伴って切刃４までもが欠損を生じたり、あるいは切刃４にチッピングが生じたりすることもない。

特に、本実施形態では、この切刃４とされるすくい面２と逃げ面３との交差稜線部における工具本体１の母材がｃＢＮ焼結体６とされており、かかるｃＢＮ焼結体６は、超硬合金などに比べては高硬度である一方で、上述のような硬質被膜１４の付着性は低いが、切削時に最も大きな負荷が作用する刃先となる上記突端部１２ａにおいて硬質被膜１４が除去されていることにより、本実施形態によれば、切刃４としては靱性の向上を図って欠損やチッピングを発生を一層確実に防止することができる。

また、上述のようにチャンファー面１１と逃げ面３とが上記交差部において角度をもって交差したままであると、その表面に硬質被膜１４を被覆しただけでは、この角となる部分で膜厚が厚くなって硬質被膜１４の付着力がさらに低下することにより欠損の起点となるおそれもあるが、この部分の硬質被膜１４をＲホーニング面１２によって除去することにより、このような膜厚の偏りによる切刃４の欠損が生じるのも防止することが可能となる。

一方、これに対して、複合ホーニング面１３のうちのチャンファー面１１には、Ｒホーニング面１２における上記境界部１２ｂから連接部１２ｃにかけての部分に連続して、膜厚が一定とされた硬質被膜１４が被覆されているので、切刃４の刃先とされる上記突端部１２ａにより生成された切屑がこのチャンファー面１１を擦過するようにして流出してもクレータ摩耗が進行するのは抑制することができ、このようなクレータ摩耗を起点として切刃４に欠損が生じたりするのも避けることができる。

そして、これら硬質被膜１４が除去されたＲホーニング面１２の突端部１２ａから、一定膜厚の硬質被膜１４が被覆されたチャンファー面１１までの、上記境界部１２ｂから連接部１２ｃの間のＲホーニング面１２においては、硬質被膜１４がその膜厚を漸次厚くするようにして被覆されているので、Ｒホーニング面１２からチャンファー面１１にかけての上記交差稜線部の表面に段差が生じることがない。特に、本実施形態では、この境界部１２ｂから連接部１２ｃの間のＲホーニング面１２の硬質被膜１４表面が、突端部１２ａの断面がなす凸円弧と連続した凸円弧をなすようにされているので、突端部１２ａから連接部１２ｃにかけての表面形状をより滑らかにすることができる。

従って、上記構成の切削工具によれば、このような段差から硬質被膜１４に突発的な剥離が生じて切刃４に欠損やチッピングを生じることもなく、このような欠損やチッピングによって工具寿命が潰えてしまうのを防いで、長期に亙って安定した切削性能を維持することが可能となる。また、上記構成の切削工具の製造方法によれば、硬質被膜１４を被覆した後にＲホーニング面１２を形成することにより、このような切削工具を確実かつ比較的容易に製造することができる。

しかも、本実施形態では、上記交差稜線部に直交する断面において、上記Ｒホーニング面１２の境界部１２ｂにおける接線Ｌと上記チャンファー面１１がなす直線との交差角βが１５°〜４０°の範囲内とされ、また上記境界部１２ｂから上記連接部１２ｃまでのチャンファー面１１がなす直線に沿った方向の幅Ｘが０．００５ｍｍ〜０．０１５ｍｍの範囲内とされ、さらにＲホーニング面１２がなす凸円弧の半径Ｒが０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍの範囲内とされているので、上述のような効果を一層確実に奏することができる。

すなわち、上記交差角βが１５°よりも小さかったり、上記幅Ｘが０．０１５ｍｍよりも大きかったりすると、上記境界部１２ｂ側における硬質被膜１４の膜厚が薄くなりすぎるおそれがあって、クレータ摩耗の進行を確実に抑制することができなくなるおそれがある一方、逆に交差角βが４０°よりも大きかったり、幅Ｘが０．００５ｍｍよりも小さかったりすると、境界部１２ｂ側で硬質被膜１４の表面が急勾配で立ち上がることになって段差状となり、剥離を生じやすくなってしまうおそれがある。

また、Ｒホーニング面１２がなす凸円弧の半径Ｒが０．０１ｍｍより小さいと、このＲホーニング面１２の突端部１２ａにおいて露出させられる母材部分の幅も小さくなり、切削時に硬質被膜１４部分にも大きな負荷が作用することになってその剥離による切刃４の欠損やチッピングが生じ易くなる。その一方で、この半径Ｒが０．０３ｍｍよりも大きいと、実質的に刃先として機能する突端部１２ａにおける切削抵抗が増大して、より大きな負荷が作用することによって直接的に切刃４の欠損やチッピングが生じ易くなるほか、当該切削工具による加工精度にばらつきを生じるおそれもある。

このため、上記交差角β、幅Ｘ、および半径Ｒは、それぞれ本実施形態のように設定されるのが望ましく、より望ましくは、交差角βは３０°〜４０°の範囲に、幅Ｘは０．００５ｍｍ〜０．００８ｍｍの範囲に、半径Ｒは０．０１ｍｍ〜０．０１５ｍｍの範囲にそれぞれ設定される。さらに、ホーニング角αやホーニング幅Ｗ、硬質被膜１４の膜厚も本実施形態の範囲内に設定されるのが望ましく、これらが上記範囲よりも小さすぎると、ホーニングや硬質被膜１４の被覆による効果を得ることができなくなるおそれがある一方、ホーニング角αやホーニング幅Ｗが上記範囲よりも大きすぎると切削抵抗の増大を招くおそれがあり、また硬質被膜１４の膜厚が上記範囲よりも大きすぎると、付着力の低下を招いて剥離を生じやすくなるおそれがある。

さらに、本実施形態では本発明を刃先交換式バイト等のホルダに着脱可能に取り付けられる切削インサートに適用した場合について説明したが、刃先交換式バイト以外の刃先交換式工具の切削インサートに適用したり、切刃が形成されたチップを工具本体にろう付けしたろう付け工具や、工具本体に直接切刃が形成されるソリッド工具に適用することも勿論可能である。

次に、実施例を挙げて本発明の効果について実証する。本実施例では、上記実施形態に基づく切削工具において、硬質被膜１４の組成、複合ホーニング面１３のホーニング幅Ｗおよびホーニング角α、Ｒホーニング面１２がなす凸円弧の半径Ｒ、上記幅Ｘおよび交差角βを表１に示すように種々に代えた１５種の切削工具（切削インサート）を製造して、これらによりＳＣＭ４１５よりなる丸棒状被削材の外周切削を行った。その際の評価を表１に併せて示す。ここで、上記交差稜線部における母材となるｃＢＮ焼結体のｃＢＮ含有量は５０vol%、結合材はＴｉＮであり、切削条件は切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．１ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み０．１５ｍｍで、乾式切削であった。

なお、この表１の評価において、三角印とされているのは総切削長が３０００ｍまでに切刃に欠損やチッピングが生じなかったものであり、同様に丸印とされているのは３７５０ｍまで、二重丸とされているのは４５００ｍまでに切刃に欠損やチッピングが生じなかったものである。また、これらの実施例に対する比較例として、硬質被膜の組成やホーニング幅、ホーニング角は実施例とそれぞれ同じで、ただしチャンファー面全体の硬質被膜を除去した特許文献１、３に記載の切削工具と同様の構成のものと、さらに特許文献２に記載の第２硬質膜を被覆したものとでも、同様の切削条件で切削を行った。

その結果、これら比較例では、いずれも実施例の評価が三角印とされているものの切削長に達する前に、クレータ摩耗が進行したり硬質被膜に剥離が生じたりして、これに起因する切刃の欠損やチッピングにより切削が不可能となってしまった。これに対して、実施例の切削工具では、これら比較例よりも工具寿命の延長が図られており、特に硬質被膜の組成やホーニング幅、ホーニング角度に関わらず、交差角βが１５°〜４０°の範囲、幅Ｘが０．００５ｍｍ〜０．０１５ｍｍの範囲、半径Ｒが０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍの範囲とされた実施例１〜１０で良好な評価が得られ、さらには交差角βが３０°〜４０°の範囲、幅Ｘが０．００５ｍｍ〜０．００８ｍｍの範囲、半径Ｒが０．０１ｍｍ〜０．０１５ｍｍの範囲にそれぞれ設定された実施例１、４、７、９で一層良好な評価が得られている。

１工具本体
２すくい面
３逃げ面
４切刃
６ｃＢＮ焼結体
１１チャンファー面
１２Ｒホーニング面
１２ａＲホーニング面１２の突端部
１２ｂ突端部１２ａにおいて露出したｃＢＮ焼結体６の母材とチャンファー面１１側の硬質被膜１４との境界部
１２ｃチャンファー面１１とＲホーニング面１２との連接部
１２ｄ逃げ面３とＲホーニング面１２との連接部
１２ｅ突端部１２ａにおいて露出したｃＢＮ焼結体６の母材と逃げ面３側の硬質被膜１４との境界部
１３複合ホーニング面
１４硬質被膜
Ｃコーナ部
Ｗホーニング幅
α ホーニング角
β 境界部１２ｂにおけるＲホーニング面１２の接線Ｌとチャンファー面１１がなす直線との交差角
Ｘ境界部１２ｂから連接部１２ｃまでのチャンファー面１１がなす直線に沿った方向の幅
ＲＲホーニング面１２がなす凸円弧の半径

Claims

硬質被膜が被覆された工具本体の切刃が形成されるすくい面と逃げ面との交差稜線部に、該交差稜線部に直交する断面において上記すくい面と逃げ面とに交差する方向に直線状に延びるチャンファー面と、上記断面において上記チャンファー面と上記逃げ面とに滑らかに連接する凸円弧状のＲホーニング面とを有する複合ホーニング面が形成され、この複合ホーニング面のうち、上記Ｒホーニング面においては、その突端部において上記硬質被膜が除去されて上記交差稜線部における上記工具本体の母材が露出させられるとともに、この突端部において露出した上記母材との境界部から該Ｒホーニング面と上記チャンファー面との連接部にかけては上記硬質被膜が膜厚を漸次増大させるように残されていて、上記チャンファー面においては上記連接部に連続して上記硬質被膜が略一定の膜厚で被覆されていることを特徴とする切削工具。
上記断面において上記境界部における上記Ｒホーニング面の接線と上記チャンファー面がなす直線との交差角が１５°〜４０°の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
上記断面において上記境界部から上記連接部までの上記チャンファー面がなす直線に沿った方向の幅が０．００５ｍｍ〜０．０１５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削工具。
上記断面において上記Ｒホーニング面がなす凸円弧の半径が０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の切削工具。
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の切削工具の製造方法であって、上記工具本体の切刃が形成されるすくい面と逃げ面との交差稜線部に、該交差稜線部に直交する断面において上記すくい面と逃げ面とに交差して直線状に延びるチャンファー面を形成し、次いでこのチャンファー面を含めた少なくとも上記交差稜線部の周辺の上記すくい面と逃げ面とに上記硬質被膜を略一定の膜厚で被覆した後、上記チャンファー面と上記逃げ面との交差部に、上記断面において上記チャンファー面と上記逃げ面との上記硬質被膜の表面に滑らかに連接する凸円弧状のＲホーニング面を、その突端部において上記硬質被膜が除去されて上記交差稜線部における上記工具本体の母材が露出させられるように形成することにより、このＲホーニング面と上記チャンファー面とによって複合ホーニング面を形成することを特徴とする切削工具の製造方法。