JP3567381B2 - Cutting tool and method of manufacturing cutting tool - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はドリル,リ−マ,ル−タビット,エンドミル等の切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、切削性能の向上、工具寿命の延長という観点から、刃部となる母材本体を超硬合金で構成させると共に、高温高圧下(約5.5キロパスカル約1200℃以上)で焼結されるダイヤモンド多焼結体(この明細書ではPCDという)や立方晶窒化硼素焼結体(この明細書ではCBNという)で切刃部分を構成させたものや、また、真空ホットプレス→押出し加工→真空炉焼結の順序で焼結したセラミックやサ−メットにより工具全体を構成させたものが市場に出回っている。
【0003】
しかしながら、前者のものはその製造の際、特開平3−277412に開示した高価な高温高圧装置が必要となることからコスト高となってしまうという問題があり、後者のものは切削工具全体(母材本体、切刃部分及びシャンク)が同質のセラミックやサ−メットで製造されているので、母材本体が超鋼合金で形成されている前者のものと比較すると、硬度及び耐磨耗性は同程度に優れているが切削工具としての強度・剛性に欠けているという問題があった。
【0004】
したがって、切削性能が非常に優れ且つ工具寿命が長く、更に安価な切削工具の開発が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、切削性能が非常に優れ且つ工具寿命が長く、更に安価な切削工具を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明の切削工具は、母材本体20が超硬合金より構成されていると共にその円柱形の外周面における切刃形成箇所に長さ方向全長に渡って形成されたねじれ凹溝14aに、母材本体よりも硬度が高く且つ耐摩耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性焼結体16が一体的に焼結されており、前記高硬度・高耐摩耗性焼結体16に沿って、捩じれた切刃15が形成されている切削工具において、母材本体20のねじれ凹溝14aに充填埋設された、超硬合金を除く高硬度・高耐摩耗性焼結体16となる焼結粉体を、プラズマ活性化焼結法により一体的に焼結固着している。
【0007】
前記切削工具を、捩じれたランド14と、各ランド14の一端縁に設けられた捩じれた切刃15と、前記切刃15と連続して設けられた先端刃17とを有するものとしてあり、切刃15及び先端刃17の外側部分についてはセラミック材を焼結した前記高硬度・高耐摩耗性焼結体16により構成してあるものとすることができる。
また、前記切削工具を、捩じれたランド14と、各ランド14の一端縁に設けられた捩じれた切刃15と、前記切刃15と連続して設けられた先端刃17とを有するものとしてあり、切刃15及び先端刃17の外側部分についてはCBN粉末を焼結した前記高硬度・高耐摩耗性焼結体16により構成してあるものとすることができる。
更に、前記ねじれ凹溝14aが、その幅を1〜2mmとすると共に深さを3mmとしてあるものとすることができる。
或いは、スパイラルエンドミルの切削工具の製造方法として、超硬合金により構成された円柱形部材20´の長さ方向全長に渡ってねじれ凹溝14aを形成し、母材本体20を製作する工程(第1工程)と、この母材本体20のねじれ凹溝14a内に、超硬合金を除く高硬度・高耐摩耗性焼結体16となる原料粉末を金属の焼結助材を混合して充填し、これと母材本体20とをプラズマ活性化焼結法により一体的に焼結固着する工程(第2、第3工程)と、前記焼結固着した部材とシャンク材12とを接合し、高硬度・高耐磨耗焼結体16に沿って切刃15を放電加工により加工する工程(第4、第5工程)と、によるものとすることができる。
【0008】
【作用】
この発明は次の作用を奏する。
この発明の切削工具は、母材本体20が超硬合金により構成されていると共に切刃15部分が前記母材本体20より硬度が高く且つ耐磨耗性に優れた高硬度・高耐耗性焼結体で構成されており、前記切刃15部分と母材本体20とが一体的に焼結固着されているから、▲1▼切刃15が高硬度で且つ耐磨耗性に優れ、▲2▼切削時における切削工具としての強度・剛性に優れたものとなる。
【0009】
又、前記切刃15部分と母材本体20との一体的な焼結固着をプラズマ活性化焼結法により行うものであるから、低コストで製造できる。
【0010】
【実施例】
以下、この発明の構成を実施例として示した図面にしたがって説明する。
図1及び図2はこの発明を4条のスパイラルエンドミル10に適用した場合の実施例を示している。
このスパイラルエンドミル10は、同図に示すように、刃部11とこの刃部11の一端にロー付接合(符号18)されたシャンク部12から構成されており、前記刃部11は4つの捩じれたランド部14と、各ランド14の一端縁に設けられた捩じれた切刃15と、前記切刃15と連続して設けられた先端刃17とを有するものとしてある。尚、上記刃部11とシャンク部12とはロー付接合に限られず、他の接合方法を採用することができる。
【0011】
前記刃部11はその母材を超鋼合金によって構成してあり、また、切刃15及び先端刃17の外側部分については高硬度・高耐磨耗性焼結体16(CBN,PCD,セラミック,サーメットの粉末を図5に示したプラズマ活性化焼結法で焼結させて成る)により構成してあり、前記母材と高硬度・高耐磨耗性焼結体16とは一体的に焼結固着してある。
【0012】
ここで、図3〜図7を使用して上記スパイラルエンドミル10の製造方法について説明する。
〔第1工程〕
超鋼合金により図3に示すような母材本体となる円柱形部材20’を形成し、更に、前記円柱形部材20’の外周面における切刃15と成る部分にねじれ凹溝14aを形成し、図4に示すような母材本体20を製作する。
【0013】
尚、上記したねじれ凹溝14aは、母材本体20の長さ方向全長に渡って設け(工具の種類によっては一部でもよい)てあり、その幅を約1〜2mmとすると共に深さを約3mm程度としてある。
〔第2工程〕
上記した高硬度、高耐磨耗焼結体16となるCBN,PCD,セラミック,サ−メットの原料粉末に金属、炭化物、窒化物、酸化物の焼結助材等を混合し、図5に示すように前記母材本体20のねじれ凹溝14a内に充填する。
〔第3工程〕
前記凹溝14aに充填された高硬度・高耐磨耗焼結体16と母材本体20とを図7に示したプラズマ活性化焼結法により一体的に焼結固着する。
〔第4工程〕
第3工程で製造された刃部11となる部材と、シャンク材12とをロ−付接合し、図6に示すような半完成品24を製作する。
〔第5工程〕
前記半完成品24の高硬度・高耐磨耗性焼結体16に沿って図2に示す如くねじれ溝13を形成することによりランド部14を構成させ、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体16部分に切刃15を加工する。
【0014】
尚、切刃15の加工は、前記ダイヤモンド砥石を使用した研削加工でもよいし、場合によっては放電加工でもよい。
このように上記した第1〜第5工程によれば、図1及び図2に示したスパイラルエンドミルを製造することができる。
尚、この発明は、上記実施例のスパイラルエンドミルに適用することができるほか、図8、図9に示した如くドリルにも適用することができ、更には、図10、図11に示したリーマやその他の工具にも適用できる。
【0015】
また、この発明は、図12及び図13に示した如くスロア−ウェイチップにも適用することができる。
【0016】
【発明の効果】
作用に記載した内容から、切削性能が非常に優れ且つ工具寿命が長く、更に安価な切削工具を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例のスパイラルエンドミルの正面図。
【図2】前記スパイラルエンドミルを先端側から見た図。
【図3】前記スパイラルエンドミルにおける刃部となる超鋼合金製の円柱形部材を示す斜視図。
【図4】前記スパイラルエンドミルの構成部である母材本体の斜視図。
【図5】前記母材本体のねじれ凹溝に高硬度・高耐磨耗焼結体となる原料粉末と焼結助材との混合物を充填した状態を示す斜視図。
【図6】前記スパイラルエンドミルの半完成品を示す斜視図。
【図7】前記スパイラルエンドミルを製造するときに使用するプラズマ活性焼結法の概略説明図。
【図8】この発明の二番目の実施例であるドリルの正面図。
【図9】前記ドリルの先端側側面図。
【図10】この発明の三番目の実施例であるリーマの正面図。
【図11】図10のA−Aの断面図の一部を示す図。
【図12】この発明を適用したスロアーウエイチップの正面図。
【図13】前記スロアーウエイチップの側面図。
【符号の説明】
10 スパイラルエンドミル
11 刃部
12 シャンク部
13 ねじれ溝
14 ランド
15 ねじれ切刃
16 高硬度・高耐磨耗性焼結体
17 先端刃
18 ロ−付接合部
20 母材本体
24 半完成品[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a cutting tool such as a drill, a reamer, a router bit, and an end mill.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of improving cutting performance and extending tool life, the base metal body serving as the blade is made of a cemented carbide and sintered at a high temperature and a high pressure (about 5.5 kilopascals about 1200 ° C. or more). The cutting edge portion is composed of a diamond multi-sintered body (referred to as PCD in this specification) or a cubic boron nitride sintered body (referred to as CBN in this specification), or a vacuum hot press → extrusion → Ceramics and cermets that have been sintered in the order of vacuum furnace sintering to constitute the entire tool are commercially available.
[0003]
However, the former has a problem that the production thereof requires an expensive high-temperature and high-pressure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-277412, resulting in an increase in cost. The main body, cutting edge and shank) are made of the same ceramic or cermet, so that the hardness and abrasion resistance are lower than those of the former, whose base metal body is formed of a super-steel alloy. There is a problem that the strength and rigidity of the cutting tool are lacking, although the strength is as good.
[0004]
Therefore, there is a demand for the development of an inexpensive cutting tool that has excellent cutting performance and a long tool life.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a more inexpensive cutting tool having very excellent cutting performance, a long tool life, and a low cost.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the cutting tool of the present invention, the
[0007]
The cutting tool includes a
Further, the cutting tool includes
Further, the
Alternatively, as a method of manufacturing a cutting tool of a spiral end mill, a step of forming a
[0008]
[Action]
The present invention has the following operations.
According to the cutting tool of the present invention, the base material
[0009]
In addition, since the sintering and fixing of the
[0010]
【Example】
Hereinafter, a configuration of the present invention will be described with reference to the drawings showing examples.
1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a four-row
As shown in FIG. 1, the
[0011]
The
[0012]
Here, a method of manufacturing the
[First step]
As shown in FIG. 3, a cylindrical member 20 'serving as a base metal body is formed of a super-steel alloy, and further, a
[0013]
The above-mentioned
[Second step]
The raw material powder of CBN, PCD, ceramic and cermet, which becomes the above-mentioned high hardness and high wear resistant sintered
[Third step]
The sintered
[Fourth step]
The member to be the
[Fifth step]
The
[0014]
The processing of the
Thus, according to the above-described first to fifth steps, the spiral end mill shown in FIGS. 1 and 2 can be manufactured.
The present invention can be applied not only to the spiral end mill of the above embodiment, but also to a drill as shown in FIGS. 8 and 9, and further to a reaming machine shown in FIGS. And other tools.
[0015]
The present invention can also be applied to a throw-away chip as shown in FIGS.
[0016]
【The invention's effect】
From the contents described in the action, it was possible to provide a more inexpensive cutting tool having extremely excellent cutting performance and a long tool life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a spiral end mill according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view of the spiral end mill as viewed from a distal end side.
FIG. 3 is a perspective view showing a columnar member made of a super-steel alloy, which serves as a blade in the spiral end mill.
FIG. 4 is a perspective view of a base material main body which is a component of the spiral end mill.
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a mixture of a raw material powder and a sintering aid to be a high-hardness and high-abrasion-resistant sintered body is filled in the twisted groove of the base material main body.
FIG. 6 is a perspective view showing a semi-finished product of the spiral end mill.
FIG. 7 is a schematic explanatory view of a plasma activated sintering method used when manufacturing the spiral end mill.
FIG. 8 is a front view of a drill according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a front side view of the drill.
FIG. 10 is a front view of a reamer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a part of a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 10;
FIG. 12 is a front view of a lower way chip to which the present invention is applied.
FIG. 13 is a side view of the lower way chip.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10420993A JP3567381B2 (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Cutting tool and method of manufacturing cutting tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10420993A JP3567381B2 (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Cutting tool and method of manufacturing cutting tool |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06312311A JPH06312311A (en) | 1994-11-08 |
JP3567381B2 true JP3567381B2 (en) | 2004-09-22 |
Family
ID=14374583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10420993A Expired - Lifetime JP3567381B2 (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Cutting tool and method of manufacturing cutting tool |
Country Status (1)
Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2556393B2 (en) * | 1990-02-07 | 1996-11-20 | ジーエヌツール株式会社 | Cutting tool having twisted blade and manufacturing method thereof |
JPH04210315A (en) * | 1990-08-10 | 1992-07-31 | Nachi Fujikoshi Corp | Rotary cutting tool |
JP2699031B2 (en) * | 1991-05-21 | 1998-01-19 | 株式会社不二越 | Multi-layer coating tool |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP10420993A patent/JP3567381B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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