JP2739198B2 - 切削用ｔａチップ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非鉄金属材料、超硬
合金、カーボン、ＦＲＰなどの難削材料などの切削に用
いられるダイヤモンド切削工具並びに鉄鋼その他の切削
に用いられるＣＢＮ切削工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】超硬合金より更に硬く、耐摩耗性に秀れ
たダイヤモンドやＣＢＮを切刃とした切削工具はよく知
られている。また超硬合金など剛性の高いサーメット基
材表面の全部または１部にダイヤモンドやＣＢＮ層を設
けた切削用スローアウエイチップ（ＴＡチップ）も知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＴＡチップは量産に適
し、切削作業の効率も良く、種々なクランプ方式によっ
て、工具本体に取りつけて使用されている。

【０００４】クランプ方式としては、スクリューオン、
ホールクランピング、レバーロック、カムロックなどの
チップ平面に取付用の貫通孔を設けたものや、貫通孔を
設けないクランプオンが知られている。例えば、スクリ
ューオンにおいては、貫通孔上面よりねじを締付けて、
チップを本体に押し付け固着するが、チップを受ける本
体の受け面とチップ下面とは、完全な平行面とは成り難
い。

【０００５】従って、ねじ締付けによりチップに不均衡
な応力が生じ、早く或は充分な締付けを行うとチップの
破損を生じる恐れがあり、これを防ぐため座金や敷物の
使用が考えられる。然し乍ら、これらの使用は切粉の流
れ、切削剤、手数などの切削作業上も、コスト上も好ま
しいものではなく、超硬質ＴＡチップの弱点となってい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の弱点を解
消しようとするもので、基本的に次のような構成を具え
ることを特徴としている。 １．超硬質層を被覆したチップ平面に貫通孔を設け、該
貫通孔とチップ側面の１箇所との間は、チップ上下面に
達する割溝によって結ばれて、チップが弾性変形しやす
いように構成されている。

【０００７】２．チップの基材は超硬合金であり、超硬
質層は、ダイヤモンド及びまたはダイヤモンド状炭素
か、ＣＢＮの層である。 ３．ダイヤモンド層は、超高圧焼結合成法または低圧気
相合成法により形成され、チップの形状はワイヤーカッ
ティング法により形成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】

【実施例】図１は実施例チップの斜視図で、１は１辺５
〜２０mmの正方形の超硬合金基材で、厚みは1.5〜５mm
程度である。２は基材表面を被覆したダイヤモンド層で
その厚みは超高圧焼結合成法による１mm程度のものから
低圧気相合成法による10μm程度のものと、広い範囲の
中から選択できる。３は中央部に設けた取り付け用の貫
通孔で、その直径はチップの大きさに応じ３〜10mm程度
の中から適宜選択できる。

【０００９】４は貫通孔３からチップの側面の１箇所５
にわたって設けた割溝で、貫通孔３と同様チップの上面
のダイヤモンド層２から下面６に達する0.2 〜0.3mm 幅
程度の細い筋割である。実施例のチップ７はこのように
構成されている。

【００１０】図２は実施例チップ７がバイト本体８にス
クリューオン方式でクランプされた状態を示す縦断側面
図で、９は頭10を有する締付けねじ、11はバイト本体８
に設けたチップの受け面、12は受け面を貫通して設けた
ねじ孔である。締付けねじの締付けにより、チップ７
は、バイト本体８の受け面11に、チップの底面６及び側
面が押し付け固着される。

【００１１】この際、上記チップ７の底面６及び側面
と、バイト本体８の受け面11との間における面の仕上上
または操作上による接触角度、接触圧の部分的な違いは
貫通孔３とこれにつながる割溝４によって、チップ７全
体の弾性変形度が向上せしめられているため、この弾性
変形によって吸収され、この部分的相違に起因して生じ
るチップの破損や、締付け不良が解消される。このこと
は、上記バイトに限らずフライスその他各種の切削工具
本体にＴＡチップを取付けた場合同様である。

【００１２】上記実施例のチップは次のようにして試作
した。１つは、超高圧焼結合成法により超硬合金上に厚
さ１mmのダイヤモンド層を設けた基材をレーザーで適当
な大きさに切断し、その切断片に更にワイヤーカッティ
ングを加えて、図のようなチップ形状とした。ワイヤー
カッティングは、放電加工液中を走る0.2mm のＷ線によ
り、チップ１の外周辺から割溝４を経て貫通孔３まで一
筆書きで、一挙に行うことができた。

【００１３】他の１つは、低圧気相合成法により超硬合
金上に厚さ15μmのダイヤモンド層を設けた基材に、ワ
イヤーカッティング加工を加えて図のようなチップ形状
とした。

【００１４】なお、低圧気相合成法による場合は、超硬
合金とダイヤモンド層との付着力を高め、ダイヤモンド
層の厚みを厚くするため、予め超硬合金を炭素元素含有
気中で熱処理を施して、超硬合金表面に結合材を主成分
とする折出物や炭素を主成分とする推積物を生成し、こ
の生成物の１部または全部を加熱水素にさらして除去
し、この除去面上に低圧気相合成法によりダイヤモンド
層を形成した。

【００１５】この熱処理、加熱水素処理、低圧気相合成
は夫々、装置条件を適宜に選らべばよいが、実施例にお
いては総べてを熱フィラメントＣＶＤ装置によって施し
た。従って、各処理は単に装置内の雰囲気ガスを入れ換
えるだけで進行することができ、極めて容易で、しかも
形成したダイヤモンド層の付着力が強く、15〜25μm厚
とすることができた。

【００１６】また、このダイヤモンド層表面を研磨して
も、ダイヤモンド層が欠損することがなかったので、切
味がよく精度の高いＴＡチップとすることができた。な
お熱処理にかえ、超硬合金表面に液中放電加工を加える
試作も行なったが、この加工を施さない超硬合金表面に
ダイアモンド層を形成する場合よりも、付着力の向上が
見られた。実施例においては四角形のポジティブレーキ
チップについて示したが、勿論ネガティブレーキチップ
でもよくまた三角形、菱形その他の角形でも、必要によ
っては丸形のチップにすることもできる。またダイアモ
ンドなどの超硬質層を上下両面に設けることも可能であ
る。

【００１７】

【発明の効果】超硬質層を設けたＴＡチップは、高精度
で長寿命であることが期待されているが、その実用化に
は工具本体となじみがよいことが必要である。本発明Ｔ
Ａチップは、割溝を有することによって弾性変形を生じ
やすように形成されているので、スクリューオン方式な
どにより、切削工具本体に締付固着される際スプリング
ワッシャーを用いたようになじみがよく、操作をスムー
スにまた急速に行うことができる。しかもチップ欠損の
おそれもなく確実な固着ができ、高速回転切削にも耐え
る。

【００１８】また本体ＴＡチップの製造は、高圧焼結合
成法によって製造された超硬質層を有するサーメット基
材または、低圧気相合成法によって製造された超硬質層
を有する基材を、ワイヤーカッティング法により１筆書
きで所要のチップ形状に仕上げることができ容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のＴＡチップの斜視図である。

【図２】切削工具本体（バイト本体）に、ＴＡチップを
スクリューオンによりクランプした状態を示す縦断側面
図である。

【符号の説明】

１． 超硬合金基材 12． ねじ
孔 ２． ダイヤモンド層 ３． 貫通孔 ４． 割溝 ５． チップの側面の１箇所 ６． チップの下面 ７． ＴＡチップ ８． バイト本体 ９． 締付けねじ 10． 締付けねじの頭 11． バイト本体のチップ受け面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーメット基材の表面に超硬質層を被覆
   し、かつチップ平面に貫通孔を有するチップにおいて、
   該貫通孔とチップ側面の１箇所との間は、チップ上下面
   に達する細い割溝によって結ばれてなることを特徴とす
   る切削用ＴＡチップ。
2. 【請求項２】サーメット基材は超硬合金であり、超硬質
   層はダイヤモンド及びまたはダイヤモンド状炭素か、Ｃ
   ＢＮであることを特徴とする請求項１記載のＴＡチッ
   プ。
3. 【請求項３】超硬合金基材の表面に、超高圧焼結合成法
   または低圧気相合成法によりダイヤモンド層を形成する
   工程と、ダイヤモンド層の形成された該基材に、ワイヤ
   ーカッティング法によりチップ形状切り出しと貫通孔並
   びに割溝を形成する工程とを具備してなることを特徴と
   する請求項１または２記載のＴＡチップの製造方法。