JP2586238Y2 - ろう付け切削工具 - Google Patents

ろう付け切削工具

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JP2586238Y2
JP2586238Y2 JP1992005203U JP520392U JP2586238Y2 JP 2586238 Y2 JP2586238 Y2 JP 2586238Y2 JP 1992005203 U JP1992005203 U JP 1992005203U JP 520392 U JP520392 U JP 520392U JP 2586238 Y2 JP2586238 Y2 JP 2586238Y2
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育夫 榊原
實 森田
清 井伊
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/18Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing
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    • B23B2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/12Boron nitride
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    • B23K1/0008Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、ろう付け切削工具に関
し、特に高硬度焼結体を直接または中間接合層を介して
支持体に接合してなる複合焼結体を、台金に形成した凹
部に嵌めて台金にろう付けしてなるろう付け切削工具に
関する。
【0002】
【従来の技術】高圧相窒化硼素焼結体或いはダイヤモン
ド焼結体等の高硬度焼結体は、高硬度かつ高熱伝導率で
あるため、切削工具として幅広く使用されている。これ
らの焼結体は高価な超高圧高温装置を使用して製造され
るため、当然高価になるので、焼結体の使用を必要最少
量に止めることにより安価な工具を実現できる。
【0003】そこで、従来よりこれらの焼結体を刃の部
分に限って用い、超硬合金や硬質合金等の台金にろう付
けして使用するが、これらの焼結体はろうに対する濡れ
性が悪いため、一旦、焼結体を、直接または中間接合層
を介して、超硬合金或いはサーメット等の支持体に、接
合して複合焼結体とし、そして、支持体と台金とをろう
付けするようにしている。
【0004】また、高圧層窒化硼素及びダイヤモンドは
高圧相で安定であり、接合強度の高い溶接等の高温状態
に曝されると、高圧相窒化硼素は硬度の低い低圧相の六
方晶系窒化硼素に、また、ダイヤモンドは硬度の低い低
圧相の黒鉛に逆転換するので工具としての価値がなくな
る。
【0005】そこで、高圧相窒化硼素焼結体或いはダイ
ヤモンド焼結体等の高硬度焼結体は、一般に、ろう付け
によって台金に固着される。ろう付け切削工具の従来技
術を具体的に説明する。
【0006】図3は切削工具の平面図であり、図4はそ
の断面図である。焼結体11は支持体12に焼結時に接合さ
れ、複合焼結体13を構成する。また、台金14には複合焼
結体13を嵌めるための凹部15が形成されている。凹部15
の隅には、加工上曲面部16があるため、曲面部16に相対
する支持体12の稜には面取り加工が施され、面取り部17
が形成されている。支持体12と台金14との相対した面が
ろう付けされる(図4中18の箇所) 。
【0007】ところで、ろう付けは、接合強度があまり
高くなく、また、接合強度は、ろう付け面積に比例して
大きくなるため、所定の接合強度を得るためには、ろう
付け面積を所定面積以上確保することが必要である。
【0008】しかし、上記の従来技術にあっては、焼結
体11と支持体12とよりなる複合焼結体13が小さくなれば
当然ろう付け面積が小さくなり、かつ、面取り部17の大
きさを大きくとらないと凹部15でのろうの厚みが厚くな
るため、面取り部17を大きくすると、面取り部17と曲面
部16との間隙でろうが厚くなるため、ろう付け強度が低
くなり、その結果切削加工中ろう付け剥離を生じるとい
う問題点があった。
【0009】そこで、上記問題を解決する技術として特
開平2−256403号公報に示されるものがある。即ち、図
5に示すように、焼結体11と支持体12とよりなる複合焼
結体13と、台金14とをろう付けしてなる切削工具におい
て、支持体12に面取り加工を施さず、台金14の座面と、
該座面と垂直な面の交線の部分にぬすみ19を形成して、
接合強度の確保に有効に寄与するろう厚さを有する箇所
の面積を大きくして、強固な接合を図るようにしてい
る。
【0010】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の技術にあっては台金14にぬすみ19を形成する
構成のため、ぬすみ19を形成するのが加工上困難である
ばかりでなく、コストもかかり、更に、切削中の応力に
よってぬすみ19の箇所を起点とした折損が生じやすいと
いう問題点があった。
【0011】そこで、本考案は、このような従来の問題
点に鑑み、安価で、しかも工具刃先に高い切削抵抗が負
荷されるような過酷な使用条件でもろう付け剥離を生じ
ることのない高いろう付け強度を有するろう付け切削工
具を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案は、高硬度焼結体を直接または中間接合層を
介して支持体に接合してなる複合焼結体を、台金に形成
した凹部に嵌めて台金にろう付けしてなるろう付け切削
工具において、前記台金の凹部が座ぐり面とこれにほぼ
直角の側面とこれらの境界にある曲面部とよりなり、前
記複合焼結体が前記側面側にこれと1°〜1°30′の
角度をなして形成された第1面取り部と前記座ぐり側に
座ぐり面の延長面上における幅が0.2〜0.3mmの
第2面取り部とを有する構成とする。
【0013】切削工具の材料は公知のものであり、例示
すると、高硬度焼結体は、高圧相窒化硼素あるいはダイ
ヤモンド等であり、支持体は超硬合金或いはサーメット
等であり、台金は超硬合金あるいは硬質合金等である。
【0014】複合焼結体を超硬合金などの台金にろう付
けするろう材は、高圧相窒化硼素及びダイヤモンドが低
圧相に逆転換できない程度の高温ろう付けができ、高温
強度が高いものがよい。例えば、銀ろう、Niろうなどが
好ましい。
【0015】以下に、本考案を図面に基づいて詳細に説
明する。図1は、本考案の複合焼結体の1例を示す断面
図であり、図2は、本考案のろう付け切削工具の1例を
示す断面図である。尚、本考案は以下の例に限定される
ものではない。
【0016】図1を参照する。高硬度焼結体1は直接ま
たは中間接合層(図示せず)を介して支持体2に接合さ
れて、複合焼結体3を構成する。
【0017】図2を参照する。焼結体1及び支持体2よ
りなる複合焼結体3は、台金4に形成された断面ほぼL
字形の凹部5に嵌められ、ろう付けされる(図示6の箇
所)。また、台金4の凹部5の、図で水平な座ぐり面5a
とほぼ直角な側面5bとの境界をなす箇所には、台金4の
加工上、曲面部7が形成されている。
【0018】後述する複合焼結体3の面取り部(第1面
取り部8、第2面取り部9)の大きさは、凹部5の曲面
部7の大きさに依存し、曲面部7が小さい方がろう付け
強度は上がるが、小さくし過ぎると、切削中の応力を受
けてこの箇所で折損が生じやすくなるので小さくするに
は限界がある。
【0019】一方、ろう付け強度は、ろう厚さに依存
し、薄い方(例えば0.03mm程度) が強固であるため、図
1に示すように複合焼結体3のろう付け側に、2つの面
取り部(第1面取り部8、第2面取り部9)を形成し
て、台金4の曲面部7に、複合焼結体3のろう付け側が
沿うようにしている。詳しくは、図1で角度α(即ち、
第1面取り部8と垂線(側面5b) とのなす角度)の値は
1°〜1°30' の間、幅(座ぐり面の延長上における
幅)γの値は0.2 〜0.3mm の値である。また、角度β
(即ち、第2面取り部9と水平線(座ぐり面5a) とのな
す角度)の値は45°であると好ましい。
【0020】尚、上記各値は、複合焼結体3の厚さがお
よそ2.5 mm、また台金4の曲面部7の曲率半径が0.1mm
のときに好適な値となる。
【0021】
【作用】上記の構成によると、切削工具を安価にするた
めに、複合焼結体(高硬度焼結体)を小さくしても、複
合焼結体のろう付け側に2つの面取り部を形成して、ろ
う付け箇所のほぼ全域を良好なろう付け強度が得られる
ろう厚さにすることができるので、高ろう付け強度を維
持することができる。
【0022】また、上記した値(α、β,γ)から外れ
ると、ろうの厚さが厚くなりろう付け強度が弱くなり不
適当である。
【0023】更に、高硬度焼結体の大きさは、被削材の
種類、硬度や切り込みや送りなどの切削条件によって適
宜決定される。すなわち、切削中の発熱や切削応力の小
さいときは高硬度焼結体の大きさ(切り刃長)は、小さ
くても良い。また、切削中の発熱や切削応力が上がれば
それに伴って切り刃長を長くする必要がある。
【0024】
【実施例】以下、本考案を実施例により具体的に説明す
る。実施例 平均粒度3μm の立方晶系窒化硼素50重量%、平均粒度
1μm のウルツ鉱型窒化硼素5重量%及びTiN0.75 、Ti
C0.9、Alをそれぞれ重量比で50:35:15の割合で混合
し、それを1000℃、15分間の条件で反応させたものを超
硬製ボールミルで平均粒度2μm とした結合材45重量%
を超硬製ボールミルで混合する。混合した粉体を直径40
mm、高さ2mmの円板状にプレス成形したもの及びコバル
トを6重量%含有する超硬合金粉を直径40mm、高さ3mm
の円板状にプレス成形したものを、0.5mm の肉厚のジル
コニウム製のカプセルに封入した。これをベルト型超高
圧装置を用いて4.5GPa、1400℃、10分保持の条件で焼結
し、複合焼結体を得た。この複合焼結体から1辺2mmの
頂角70°の二等辺三角形を切りだした。これを図1にお
ける角度α=1°、角度β=45°、幅γ=0.2mm に面取
り加工をして、超硬合金の台金にJISBAg−1相当の銀ろ
うを用いてろう付けした。このとき曲面部の曲率半径は
0.1mm であった。それを、TNMA332 の形状に仕上げ、市
販の所定のホルダにセットして切削試験を行った。切削
試験は、硬度H RC 62 のSKD−11で直径120mm 、長さ
450mm の丸棒を用いた。切削速度150m/min、切り込み0.
3mm 、送り0.15mm/minの条件で切削を行った。本発明の
切削工具は30分間の切削でも刃先の欠損やろう付けはず
れは生じなかった。
【0025】比較例 上記実施例と同じ高圧相窒化硼素複合焼結体を用いて、
図3および図4にて示した従来法にてろう付け切削工具
をTNMA332 の形状で製作した。このとき該複合焼結
体の面取り加工は角度45°(図5のδの値)、幅0.2mm
であった。また、曲面部14は0.1mm の曲率半径であっ
た。実施例と同じ切削試験を行った。このろう付け切削
工具は10分間の切削でろう付け部分から剥離を生じた。
【0026】上記の結果から、本考案にかかる実施例
は、コストを低くするために、高価な高硬度焼結体の使
用は刃の部分のみに抑えて、複合焼結体を小さくしてい
るにもかかわらず、ろう付け強度が高いことが分かる。
【0027】
【考案の効果】本考案によると、高価な焼結体を、経済
的効果を出すために小さくしても、ろう付け強度を低下
させること無く、負荷の大きい切削でもろう付け剥離を
生ずることの無いろう付け切削工具を具現化できるとい
う効果が得られる。これによって、安価でしかもろう付
け強度の高いろう付け切削工具を提供でき、本考案は、
工業上非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の複合焼結体の1例を示す断面図であ
る。
【図2】本考案のろう付け切削工具の1例を示す断面図
である。
【図3】従来のろう付け切削工具の平面図である。
【図4】同上の断面図である。
【図5】別の従来のろう付け切削工具の断面図である。
【符号の説明】
1 高硬度焼結体 2 支持体 3 複合焼結体 4 台金 5 凹部 7 曲面部 8 第1面取り部 9 第2面取り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岩川 喜保 愛知県知多郡美浜町大字奥田字南側42番 地 (56)参考文献 特開 平2−256403(JP,A) 実開 昭61−175306(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23B 27/18

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高硬度焼結体を直接または中間接合層を
    介して支持体に接合してなる複合焼結体を、台金に形成
    した凹部に嵌めて台金にろう付けしてなるろう付け切削
    工具において、前記台金の凹部が座ぐり面とこれにほぼ
    直角の側面とこれらの境界にある曲面部とよりなり、
    記複合焼結体が前記側面側にこれと1°〜1°30′の
    角度をなして形成された第1面取り部と前記座ぐり側に
    座ぐり面の延長面上における幅が0.2〜0.3mmの
    第2面取り部とを有することを特徴とするろう付け切削
    工具。
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