JP3985708B2

JP3985708B2 - スローアウェイチップの製造方法

Info

Publication number: JP3985708B2
Application number: JP2003092256A
Authority: JP
Inventors: 義一岡田; 徹成田; 真介藤沢
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004300477A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種切削工具の切刃として使用されるスローアウェイチップの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のスローアウェイチップとしては、原料粉末をプレス成形することによって圧粉体を形成し、この圧粉体を焼結板に載置した上で焼結板ごと焼結炉に収容して加熱することにより焼結する、いわゆる粉末冶金法によって製造された超硬合金等の焼結硬質材料製のものが主流となりつつある。ここで、このように原料粉末から圧粉体をプレス成形するには、例えば非特許文献１に記載のように金型に形成されたキャビティー内に充填した原料粉末を上下パンチによって圧縮して圧粉体をプレス成形する金型プレス法が、加工能率の点から多く用いられている。また、こうして成形された圧粉体は、焼結炉への収容個数が最大となるように、１枚の焼結板に多数の圧粉体がその形状に応じた向きでできるだけ隙間なく載置させられ、かつこのような焼結板が複数段重ねられて焼結炉に収容され、焼結される。
【０００３】
ところで、このような粉末冶金法においては、非特許文献１にも記載されているように、上記圧粉体を焼結することによって例えば超硬合金では１５〜２２％の線収縮を生じることが知られており、このため圧粉体と焼結後のスローアウェイチップとの間には寸法差が発生する。また、特に上述のような金型プレス法では、プレス成形時の圧粉体密度が不均一であると、密度の低い部分では大きな収縮変形を生じて焼結体の寸法精度が悪くなるため、従来は１個の圧粉体の密度をできるだけ均一にしてこのような焼結変形を最小限にする工夫がなされていることも上記非特許文献１に記載されており、これによって圧粉体から焼結後のスローアウェイチップへの寸法差を１個の圧粉体で全体的に均一にして、実用的には焼結による変形を無視できる程度としていた。因みに、従来こうして焼結された外周面（逃げ面）が焼結肌のままのスローアウェイチップは、いわゆるＭ級チップとされて、その寸法精度は内接円１２．７０mmのスローアウェイチップで内接円公差が±０．０８mm以内にまで抑えられ、それ以上の寸法精度が必要な場合には外周研削加工が施されて内接円公差が±０．０２５mm以内のＧ級チップに成形されていた。
【０００４】
【非特許文献１】
鈴木壽編著「超硬合金と焼結硬質材料基礎と応用」丸善株式会社
昭和６１年２月２０日（第１８−１９頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年このようなスローアウェイチップにおいても、そのコストは抑えながらも一層の高精度化を望む声が強くなってきており、例えば上述のように焼結されたままの焼結肌のスローアウェイチップに対して、外周研削加工のような後加工を施すことなしにＧ級の精度が得られることが要求されるようになっている。これは、すなわち圧粉体から焼結品としてのスローアウェイチップへの焼結成形精度の高精度化を意味するものであり、従来の公差では問題とならなかったような微小な焼結変形による寸法誤差をも如何に低減するかが大きな課題となってきている。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような粉末冶金法によるスローアウェイチップの製造方法において、焼結されたままのスローアウェイチップにおいてもＧ級の精度を満足することが可能な焼結成形精度の高いスローアウェイチップの製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
ここで、このような目的を達成するために、本発明の発明者等は、焼結後のスローアウェイチップの収縮変形について詳細に解析を行ったところ、１つの焼結板に載置されて焼結された個々のスローアウェイチップで、平面視において焼結板の外周側を向いた部分では圧粉体からの収縮が小さく、逆に焼結板内周の中心側を向く部分では収縮が大きくなるような微小変形が発生していることが分かった。すなわち、図１０に示すように所望の寸法形状のスローアウェイチップＴに対して単に上記線収縮率分だけ拡大した寸法形状の圧粉体Ｑをプレス成形して焼結すると、圧粉体Ｑから焼結後のスローアウェイチップＴへの寸法差Ｓが個々の圧粉体Ｑにおいて焼結板２１の外周側（図１０において上側）から内周中心側（図１０において下側）に向かう方向に大きくなる傾向となって、焼結後のスローアウェイチップＴの実際の寸法は、焼結板２１の外周側を向いていた部分では図中に符号ａで示すように比較的大きく、これに対して内周側を向いていた部分では図中に符号ｂで示すように小さくなるような微小な変形が生じるという知見が得られたのである。しかるに、このような焼結板２１上の圧粉体Ｑの向きによる収縮率の相違に基づく変形は、上記Ｍ級チップ程度の精度では問題とならない微小なものではあるが、上述のように焼結されたままのスローアウェイチップにＧ級の精度を確保しようとした場合には無視できないものとなる。
【０００８】
しかして、本発明は、このような知見に基づいて、超硬合金またはサーメットのスローアウェイチップの原料粉末をプレス成形した同一形状の複数の圧粉体を焼結板に載置して焼結するスローアウェイチップの製造方法であって、上記複数の圧粉体を、所定の方向に向けて上記原料粉末が低密度となるようにかつ上記複数の圧粉体で所定の方向が同一となるようにプレス成形して、この所定の方向と反対の方向が平面視で上記焼結板の中心を向くように載置することを特徴とする。すなわち、プレス成形された圧粉体においてその密度が不均一であると密度の低い部分では大きな収縮変形を生じるのは上述の非特許文献１にも記載されている通りであり、従来はこの非特許文献１に記載のように１個の圧粉体の密度をできるだけ均一にする工夫をしていたのに対し、本発明では敢えて圧粉体の密度が上記所定の方向に向けて低くなるような密度勾配を有するように圧粉体を意図的に不均一な密度分布にプレス成形して、この所定の方向と反対の方向が焼結板の中心を向くように上記圧粉体を載置して焼結することにより、上述の焼結板上の圧粉体の向きによる収縮率の相違に基づく変形をこの圧粉体の密度勾配による収縮率の相違に基づく変形によって相殺して、結果的に所望の寸法形状の高精度のスローアウェイチップを焼結成形したままで得ることができるのである。
また、その整列装置は、上記焼結板を水平に保持する焼結板保持部と、上記圧粉体を保持して搬送して上記焼結板上に載置する搬送機構とを有し、上記焼結板保持部には、上記焼結板を垂直な軸線回りに所定の回転角ごとに位置決めしつつ回転可能な回転機構が備えられて、プレス成形された上記圧粉体における所定の方向と反対の方向が平面視で上記焼結板の中心を向くように複数の上記圧粉体を該焼結板上に載置することを特徴とする。また、上記圧粉体を保持する圧粉体保持部を多関節ロボットのアームに設けて、プレス成形された上記圧粉体における所定の方向と反対の方向が平面視で上記焼結板の中心を向くように複数の上記圧粉体を整列させて該焼結板上に載置するようにプログラムしたことを特徴とする整列装置としてもよい。
【０００９】
ここで、このように上記所定の方向に原料粉末が低密度となるような圧粉体をプレス成形する１つの手段としては、金型内に形成されたキャビティーに上記原料粉末を充填して上記圧粉体をプレス成形するに際し、この原料粉末の上記キャビティーへの原料充填量を、プレス成形後の圧粉体の上記所定の方向に向けて制御すればよい。すなわち、こうして原料粉末の充填量を制御して、例えばその原料充填量が上記所定の方向に向けて少なくなるように充填して圧粉体をプレス成形すれば、原料充填量が少なくされた側では圧粉体の密度も低密度となるので、この原料充填量の少なくされた所定の方向と反対の方向が平面視に上記焼結板の中心を向くように圧粉体を載置することにより、焼結板上の圧粉体の向きによる収縮率の相違に基づく変形を相殺することができる。なお、このようにキャビティー内への原料粉末の充填量を制御するには、例えば上記金型の上面に開口するように形成した上記キャビティー内に下パンチを相対的に上下動可能に設けるとともに、上記金型の上面には該上面に沿って移動可能な原料給粉箱を設け、この原料給粉箱が上記キャビティーの開口部上を移動する際に、上記下パンチを上下動させつつ上記原料給粉箱から上記原料粉末を供給してキャビティー内での原料粉末の充填深さを調整すればよい。
【００１０】
また、他の手段としては、圧粉体が上述の金型プレス法によって成形される場合には、金型の上面に開口するように該金型内に形成されたキャビティーに上記原料粉末を充填するとともに充填された原料粉末の上部を擦り切り、この擦り切りの方向とは反対向きの方向を上記所定の方向として上記圧粉体をプレス成形して、この反対向きの方向が平面視に上記焼結板の略外周側を向くように、つまり所定の方向と反対の方向が焼結板の中心を向くように該圧粉体を焼結板上に載置してもよい。すなわち、例えば上述のように金型の上面に沿って移動可能とされた原料給粉箱から原料粉末をキャビティーに供給して充填するときには、キャビティー内に原料粉末を充填した原料給粉箱がキャビティーの開口部上を移動する際にこの充填された原料粉末を擦り切ることとなるが、その際に原料粉末間あるいは給粉箱と原料粉末との間の摩擦力等によってキャビティー開口部付近の原料粉末が給粉箱の移動方向つまり上記擦り切り方向に引きずられて移動し、これによってこの擦り切り方向に僅かに原料充填量が多くなる場合があるので、このような原料充填状態でプレス成形した圧粉体の有する密度勾配による収縮率の相違に基づく変形量が、上記焼結板上の圧粉体の向きによる収縮率の相違に基づく変形量を相殺できる場合には、この擦り切り方向とは反対向きの方向を上記所定の方向とすればよい。なお、この擦り切り方向への原料粉末の移動の発生の有無やその程度は、充填される原料粉末の特性や充填条件等によって影響を受けるので、この擦り切りによる原料充填状態でプレス成形した圧粉体の有する密度勾配に過不足がある場合には、上述の原料充填量の制御を併用するようにしてもよい。
【００１１】
また、こうして所定の方向に原料粉末の密度が低密度となるようにされた圧粉体を焼結板上に載置するに際しては、１つに、複数のこのような圧粉体を、平面視に上記焼結板に放射状または同心円状に載置するようにすれば、これら複数の圧粉体のそれぞれにおいて上記所定の方向と反対の方向が比較的正確に焼結板の中心を向くように整列させることができて、より高精度の焼結成形が可能となる。ただし、このように複数の圧粉体を放射状または同心円状に載置しようとすると、圧粉体の形状すなわち焼結されるスローアウェイチップの形状によっては、隣接して載置される圧粉体同士の間に大きな隙間ができて、１枚の焼結板上に載置可能な圧粉体数が少なくなることがあるので、そのような場合には、他の１つとして、複数の上記圧粉体を平面視で上記焼結板の中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる少なくとも４つ以上の圧粉体群に等分割に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を、上記圧粉体群を挟んで上記焼結板の中心側から延びる一対の直線間の二等分線に平行に上記焼結板の外周側を向くように配列してもよい。また、焼結板が方形状の場合には、複数の上記圧粉体を、平面視で上記焼結板の一対の対角線によって中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる４つの概略二等辺三角形状の圧粉体群に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を上記二等辺三角形の底辺に垂直に上記焼結板の外周側に向くようにするとよい。
【００１２】
一方、本発明では、このように圧粉体を上記所定の方向に低密度となるように密度勾配をもたせてプレス成形して、この所定の方向と反対の方向が焼結板の中心を向くように圧粉体を載置することにより、上述のように焼結板上の圧粉体の向きによる収縮率の相違に基づく変形を圧粉体の密度勾配による収縮率の相違に基づく変形によって相殺して、焼結後のスローアウェイチップを高精度に所望の寸法形状となるようにしているが、これに合わせて、上記圧粉体を、焼結後のスローアウェイチップとの寸法差が上記所定の方向に小さくなるような寸法形状に成形することにより、一層高精度のスローアウェイチップをより確実に製造することが可能となる。すなわち、このように圧粉体の寸法形状自体を焼結後のスローアウェイチップとの寸法差が、所定の方向すなわち焼結板に載置した状態で該焼結板の略外周側を向く方向に小さくなるように成形することにより、寸法差が大きくされた圧粉体の焼結板内周中心側を向く部分では焼結による収縮率も大きく、逆に寸法差が小さくされた焼結板外周側を向く部分では焼結による収縮率が小さくなるので、たとえ圧粉体に密度勾配をもたせただけでは焼結変形を十分に相殺することができない場合であっても、より確実に所望の寸法形状のスローアウェイチップを一層高精度に製造することが可能となるのである。
この密度勾配に合わせて圧粉体を焼結後のスローアウェイチップとの寸法差が上記所定の方向に小さくなるような寸法形状に成形する場合も、複数の圧粉体を圧粉体群に区分して焼結板に載置するようにしてもよい。すなわち、複数の上記圧粉体を平面視で上記焼結板の中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる少なくとも４つ以上の圧粉体群に等分割に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を、上記圧粉体群を挟んで上記焼結板の中心側から延びる一対の直線間の二等分線に平行に上記焼結板の外周側を向くように配列してもよい。また、焼結板が方形状の場合には、複数の上記圧粉体を、平面視で上記焼結板の一対の対角線によって中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる４つの概略二等辺三角形状の圧粉体群に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を上記二等辺三角形の底辺に垂直に上記焼結板の外周側に向くようにするとよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、上述の金型プレス法によって圧粉体をプレス成形する際にこの圧粉体に密度勾配のみを与え、こうして成形された圧粉体を焼結板に載置して焼結することにより、略正方形平板状のネガティブスローアウェイチップを製造する場合の、本発明の第１の実施形態について説明する。図１および図２は、本実施形態に用いられる金型１を示すものであり、この金型１は、上面２が水平とされた金型本体３にこの上面２に開口するキャビティー４が形成され、このキャビティー４内には下パンチ５が、また金型本体３のキャビティー４直上には上パンチ６が、それぞれ金型本体３に対して相対的に上下動可能に設けられて構成されている。一方、金型本体３の上面２上には、図示されない供給手段から供給された超硬合金等のスローアウェイチップの原料粉末Ｐを上記キャビティー４内に充填する原料給粉箱７が、この上面２に摺接しながらキャビティー４の開口部に向けて、図２に白抜き矢線で示すように往復移動可能に設けられており、この原料給粉箱７が往復移動する間に上記原料粉末Ｐがキャビティー４内に充填され、次いで上下パンチ５，６が金型本体３に対して相対的に上下動してキャビティー４内でこの充填された原料粉末Ｐを圧縮することにより、圧粉体Ｑがプレス成形される。なお、本実施形態では、こうして成形される圧粉体Ｑの寸法形状、すなわち圧縮状態における上下パンチ５，６間のキャビティー４内空間の寸法形状は、製造されたスローアウェイチップに与えられるべき所望の寸法に対して焼結による収縮を見込んだ寸法の該スローアウェイチップと同じ略正方形平板状とされ、また図１に示すように上記原料給粉箱７が往復移動する方向は、このような形状のキャビティー４の上記正方形の互いに対向する２辺に平行とされている。
【００１４】
ここで、本実施形態では、こうして原料給粉箱７が往復移動してキャビティー４内に原料粉末Ｐを充填するに際して、この原料給粉箱７が図１および図２に示す状態からキャビティー４側（図１および図２において左側）に前進するときに、上記供給手段から供給された原料粉末Ｐが原料給粉箱７を介してキャビティー４内に充填され、さらに上記原料給粉箱７がキャビティー４上から後退して図１および図２に示す状態に戻るときに金型本体３の上面２と面一となるように原料粉末Ｐを擦り切り、これによってキャビティー４の容積と略等しい所定量（体積）の原料粉末Ｐが該キャビティー４内に充填されるようになされている。
【００１５】
しかして、このようにキャビティー４内に充填された原料粉末Ｐを擦り切る際には、原料給粉箱７が後退するその擦り切り方向（図１および図２において右側方向）側に、原料粉末Ｐの特性や原料充填条件などによっては原料粉末Ｐ間あるいは原料給粉箱７と原料粉末Ｐとの間の摩擦力等により、キャビティー４の開口部付近の原料粉末Ｐが引きずられ、これによりキャビティー４内の原料粉末Ｐは、その上記擦り切り方向側の密度がこの擦り切り方向とは反対側の密度よりも僅かに大きくなり、すなわちこの擦り切り方向とは反対向きの方向に向けて原料粉末Ｐの密度が低密度となるような密度勾配が生じて、密度分布が不均一となる。しかるに、従来は上述したようにこのような密度分布の不均一が生じないようにする工夫がなされているのであるが、本実施形態ではこのような密度勾配を有するキャビティー４内の原料粉末Ｐをそのまま、上下パンチ５，６を互いに接近するように上下動させることによってキャビティー４内で圧縮し、これにより図中に符号Ｒで示す所定の方向に向けて低密度となる上記圧粉体Ｑをプレス成形する。従って、本実施形態では上記擦り切りの方向とは反対向きの方向が、この所定の方向Ｒとされる。
【００１６】
なお、本実施形態では、上述のように原料給粉箱７の往復移動する方向がキャビティー４のなす上記正方形の互いに対向する２辺に平行とされていることから、圧粉体Ｑにおける上記方向Ｒも、この２辺に対応する該圧粉体Ｑの上下面がなす正方形の２辺に平行とされ、かつ残りの２辺のうち上記擦り切り方向側の１辺からこれとは反対側の１辺へ向かう方向とされる。また、こうして原料粉末Ｐの擦り切りの方向と反対向きの方向を上記所定の方向Ｒとするのに代えて、またはこれと合わせて、上記原料給粉箱７がキャビティー４の開口部上を移動する際に、下パンチ５を上下動させつつ原料給粉箱７からキャビティー４内に原料粉末Ｐを供給して充填したりすることにより、キャビティー４への原料粉末Ｐの充填量（原料充填量）自体を上記所定の方向Ｒに向けて制御して、この所定の方向Ｒに向けて原料粉末Ｐが低密度となるように圧粉体Ｑをプレス成形してもよい。すなわち、例えば上記原料給粉箱７が金型本体３の上面２上を上記擦り切り方向に後退する際に、これと連動して下パンチ５を金型本体３に対して相対的に漸次下降させるようにすれば、この擦り切り方向に向けて原料粉末Ｐの充填深さは漸次深くなり、擦り切り方向とは反対向きの上記所定の方向Ｒに向けて原料充填量は少なくなるように制御されるので、これをそのままプレス成形することにより、所定の方向Ｒに向けて低密度となる圧粉体Ｑを得ることができる。
【００１７】
そして、このようにして金型１によりプレス成形された圧粉体Ｑは、上記上パンチ６と下パンチ５とともにキャビティー４から相対的に引き上げられることによって金型本体３の上面２上に抜き出され、次いで焼結板上に載置されて焼結炉に収容されることにより加熱されて焼結されるが、図３に示すようにこの焼結板８上に載置されるに際して当該圧粉体Ｑは、上記方向Ｒが平面視に焼結板８の略外周側を向くようにして載置される。ここで、本実施形態では上記焼結板８が円板状とされていて、このような焼結板８上に複数の上記圧粉体Ｑ…が、図３に示すように焼結板８が平面視になす円形の中心Ｏを中心とした複数の同心円をなすように整列させられて、互いに接触しないように適宜の間隔を開けつつ、各同心円上において周方向に略等間隔に、かつ上記中心Ｏに対する径方向に隣接する同心円同士の間でも略等間隔に載置される。しかして、こうして整列させられた圧粉体Ｑ…は、平面視においてその上下面がなす正方形の上記擦り切り方向側の１辺が中心Ｏ側を向いて該中心Ｏを通る直線に直交するようにそれぞれ配設され、従って上記方向Ｒがこの直線に沿って焼結板８の径方向外周側に向けられることとなる。なお、本実施形態では、このように同心円状に整列させるのに代えて、これら複数の圧粉体Ｑ…を、例えば周方向に等間隔な複数の上記中心Ｏを通る直線に沿って配設して、平面視に放射状となるように整列させたり、あるいは同心円状でかつ放射状となるように整列させたりしてもよい。
【００１８】
また、このように複数の圧粉体Ｑ…を焼結板８上に載置するのに、本実施形態では、こうして所定の方向Ｒに向けて原料粉末Ｐが低密度となるようにプレス成形された圧粉体Ｑを、この方向Ｒが平面視に焼結板８の略外周側を向くように整列させて載置する整列装置が用いられている。すなわち、この整列装置は、図４に概略を示すように金型１側から焼結板８に圧粉体Ｑを搬送する搬送機構９と、上記焼結板８を水平に保持する焼結板保持部１０とを備えて、この焼結板保持部１０が、保持された上記焼結板８をその中心Ｏ回りに所定の回転角ごとに位置決めしつつ回転可能な回転機構を有するものであって、このような回転機構は、例えば上記中心Ｏ回りに焼結板保持部１０を回転させるモータ等の回転駆動手段と、この回転駆動手段を焼結板保持部１０が予め入力された上記所定の回転角で位置決めされて停止するように制御するコンピュータ等の制御手段とにより構成される。また、上記搬送機構９は、例えば圧粉体Ｑを把持あるいは吸引等によって着脱自在に保持する圧粉体保持部１１と、この圧粉体保持部１１を焼結板８に対して水平方向（図４におけるＸ，Ｙ方向）および垂直方向（図４におけるＺ方向）に相対的に移動させる移動手段とにより構成される。
【００１９】
このような整列装置によって、例えば複数の圧粉体Ｑ…を上述のように同心円状に配列する場合には、金型１においてプレス成形された圧粉体Ｑは、まず上記搬送機構９の圧粉体保持部１１によって保持されて垂直方向に引き上げられ、次いで水平方向に移動させられて焼結板８の上方に搬送された後、垂直方向に降下させられて当該圧粉体Ｑが配列される同心円上に、上述のように上記方向Ｒが焼結板８の外周側を向くように載置され、圧粉体保持部１１による保持が解除される。なお、本実施形態ではこの搬送機構９による圧粉体Ｑの搬送は平行移動であり、すなわちこの搬送の間に上記方向Ｒが変化することはない。そして、このように圧粉体Ｑを焼結板８に載置して保持を解除した圧粉体保持部１１は、金型１側に戻って次の圧粉体Ｑを把持して搬送するのであるが、その間に焼結板８は上記回転機構によって中心Ｏ回りに所定角度回転させられ、例えば先に載置された上記圧粉体Ｑがこの先に載置された位置から上記同心円上において上記適宜の間隔を開けて周方向に隣にずらされた位置にきたところで位置決めされる。従って、次の圧粉体Ｑは、上記搬送機構９によって先の圧粉体Ｑと同じ搬送軌跡で搬送されることにより、この先の圧粉体Ｑが回転前に載置された位置に上記方向Ｒを外周側に向けた同じ向きに載置されるので、このような操作を順次繰り返すことによって上記中心Ｏを中心とした１の円周上に複数の圧粉体Ｑ…がそれぞれの上記方向Ｒを外周側に向けた状態で載置され、さらにこの操作を該１つの同心円から径方向に間隔を開けた同心円上でも繰り返すことで、図３に示すように複数の上記圧粉体Ｑ…を、平面視に焼結板８に同心円状に載置することができる。
【００２０】
このように圧粉体Ｑ…が載置された焼結板８は、必要に応じて適宜間隔を開けて複数段重ねられて焼結炉に収容され、加熱されることにより上記圧粉体Ｑが焼結させられてスローアウェイチップに成形させられる。しかして、このとき上記製造方法においては、各圧粉体Ｑが所定の方向Ｒに向けて原料粉末Ｐが低密度となるように密度勾配をもってプレス成形されていて、この方向Ｒが平面視に焼結板８の外周側を向くように載置されており、焼結時には上述のように平面視において焼結板８外周側すなわち上記方向Ｒ側に向かうに従い圧粉体Ｑからスローアウェイチップへの収縮が小さくなるような微小変形が発生するのに対し、圧粉体Ｑ自体はその上記密度勾配によって逆に焼結板８の内周中心側すなわち上記方向Ｒの反対側に向けて収縮が小さくなるようにされているので、焼結板８上の圧粉体Ｑの向きによる収縮率の相違に基づく変形をこの圧粉体Ｑ自体の密度勾配による収縮率の相違に基づく変形によって相殺することができる。従って、上記構成のスローアウェイチップの製造方法によれば、このような焼結板８上に載置された圧粉体Ｑの向きによる部分的かつ微小な収縮率の相違による変形を補正することが可能となり、これにより焼結された後の研削加工を施さない焼結肌のままのチップでもＧ級程度の精度を得ることができて、低コストでありながら所望の寸法形状のスローアウェイチップを高精度に製造することが可能となる。
【００２１】
ここで、本実施形態においては、このように焼結板８の外周側に向けられることとなる上記方向Ｒに向けて低密度となるように圧粉体Ｑをプレス成形するのに、当該圧粉体Ｑを金型プレス法によって成形するに際して、金型１の上面２に開口するように形成されたキャビティー４にスローアウェイチップの原料粉末Ｐを原料給粉箱７から充填するとともにこの充填された原料粉末Ｐを該原料給粉箱７によって擦り切り、この擦り切りの方向とは反対向きの方向を上記所定の方向Ｒとして圧粉体Ｑをプレス成形するようにしている。しかして、上述のように、こうしてキャビティー４に充填された原料粉末Ｐを擦り切る際には、この擦り切り方向側へキャビティー４開口部付近の原料粉末Ｐが引きずられて密度が高い状態となり、逆にこれとは反対側では原料粉末Ｐが相対的に低密度となるので、この擦り切り方向とは反対向きの方向を上記所定の方向Ｒとして圧粉体Ｑを焼結板８上に載置して焼結することにより、圧粉体Ｑに密度勾配を与えるのに特別な操作を要したりすることなく、上記構成の製造方法によって高精度のスローアウェイチップを低コストで製造することが可能となる。一方、これに代えて、あるいはこれと合わせて、上述のようにキャビティー４内への原料粉末Ｐの充填量を制御して圧粉体Ｑに密度勾配を与える場合には、原料粉末Ｐの特性や充填条件等によって擦り切りだけでは圧粉体Ｑの密度勾配に過不足が生じる場合でも、確実に圧粉体Ｑを所望の密度勾配で上記所定の方向Ｒに低密度となるようにプレス成形することが可能である。
【００２２】
また、本実施形態では、こうしてプレス成形された圧粉体Ｑを焼結板８上に載置するに際しても、上記方向Ｒに向けて低密度とされた複数の圧粉体Ｑ…が平面視に同心円状または放射状となるように載置されていて、各同心円上または焼結板８の中心Ｏから径方向に放射状に延びる直線上に配設される圧粉体Ｑがそれぞれその上記方向Ｒを正確に焼結板８の外周側に向けるようにして、この方向Ｒが焼結板８の平面視の中心Ｏから放射状に外周側に延びるように配列される。従って、本実施形態によれば、こうして各圧粉体Ｑ…がその上記方向Ｒを正確に焼結板８の内周中心Ｏ側から外周側に向けて載置されることにより、上述の圧粉体Ｑの焼結板８上における向きによる収縮率の相違に基づく変形を圧粉体Ｑの密度勾配による収縮率の相違によって一層確実に打ち消すことができ、より高精度のスローアウェイチップを製造することが可能となる。しかも、本実施形態では焼結板８が円板状とされているので、このように複数の圧粉体Ｑ…を放射状または同心円状に焼結板８上に載置するのに、この焼結板８がなす円板の上記中心Ｏを基準にして圧粉体Ｑ…を配列すべき該中心Ｏから放射状に延びる直線や該中心Ｏを中心とした同心円を設定すればよく、焼結板８上への圧粉体Ｑ…の配列パターンを容易に決定することが可能となる。
【００２３】
さらに、本実施形態では、このような配列で圧粉体Ｑを焼結板８上に載置するのに、上記所定の方向Ｒに低密度となるようにプレス成形された圧粉体Ｑを、この方向Ｒが平面視に焼結板８の略外周側を向くように整列させて載置する整列装置が用いられており、周方向および径方向に上記適宜の間隔を開けて複数の圧粉体Ｑ…を同心円状または放射状に整然と載置することができる。そして、特に本実施形態においては、この整列装置が、圧粉体Ｑを金型１側から焼結板８側に搬送する搬送機構９と、焼結板８を水平に保持する焼結板保持部１０とを備え、この焼結板保持部１０が、焼結板８をその中心Ｏ回りに所定の回転角ごとに位置決めしつつ回転可能な回転機構を有しているので、この回転機構によって焼結板８を所定角ずつ回転、位置決めしながら圧粉体Ｑを順次載置してゆくことにより、圧粉体Ｑは搬送機構９によって上記方向Ｒを変えることなく垂直、水平方向に平行移動されるだけとなり、短いサイクルで圧粉体Ｑの保持、搬送、載置、および金型１側への復帰を行うことが可能となる。従って、金型１において上下パンチ５，６や原料給粉箱７が高速稼働して圧粉体Ｑが次々にプレス成形されても、これに同期させて整列装置を稼働することが可能となり、プレス成形速度を損なうことなく圧粉体Ｑを速やかに焼結板８上に載置して、効率的なスローアウェイチップの製造を促すことができる。
【００２４】
ただし、上記整列装置においては、このように焼結板８をその中心Ｏ回りに回転可能かつ所定の回転角で位置決め可能とするのに代えて、あるいはこれと合わせて、図４に破線で示すように圧粉体Ｑを保持する圧粉体保持部１１を垂直軸線回りに回転可能かつ所定の回転角で位置決め可能として、上記方向Ｒを変化させつつ圧粉体Ｑを搬送して焼結板８上の所定の位置に順次載置してゆくようにしてもよい。また、特にこうして圧粉体Ｑを回転させて焼結板８上に載置する場合には、この焼結板保持部１０を焼結板８ごと上記Ｘ方向およびＹ方向の少なくとも一方に水平移動可能としておいて、搬送機構９は圧粉体保持部１１をＸ，Ｙ方向のいずれか一方（図４ではＸ方向）に移動可能とされた構成としてもよい。さらには、例えば上記圧粉体保持部を多関節ロボットのアームに設けて圧粉体Ｑを上述のように整列させて焼結板８上に載置するようにプログラムしてもよい。
【００２５】
ところで、第１の実施形態では上述のように円板状の焼結板８に対して複数の圧粉体Ｑ…を平面視に放射状または同心円状に載置しているが、例えばこの第１の実施形態のような略正方形平板状のスローアウェイチップを製造する場合などにおいてこのような配列を採ると、圧粉体Ｑも略正方形平板状となるため図３に示されるように周方向に隣接する圧粉体Ｑ同士の間隔が外周側に向かうに従い漸次幅広となって大きくなり、これに伴い１つの焼結板８上に載置可能な圧粉体Ｑ…の数が制限されてしまって、一度により多くの圧粉体Ｑ…を焼結炉に収容して焼結することができなくなり、効率的なスローアウェイチップの製造が阻害されてしまうおそれが生じる。特にこのような傾向は、上記実施形態のような円板状の焼結板８ではなく、例えば方形状の焼結板に圧粉体Ｑ…を載置して焼結する場合に、一層顕著なものとなる。また、上述のような整列装置を用いて焼結板８上に圧粉体Ｑを整列させる場合に圧粉体Ｑの配列が放射状または同心円状であると、周方向に隣接する圧粉体Ｑ同士の間で焼結板８をより小さな回転角で回転、位置決めしながら圧粉体Ｑ…を順次載置していかなければならず、整列装置の上記回転機構における制御手段による回転駆動手段の制御が煩雑となったりするおそれもある。
【００２６】
そこで、このような場合には、複数の圧粉体Ｑ…を図５に示す第２の実施形態や図６に示す第３の実施形態のように平面視に焼結板８，１２に格子状に、あるいは千鳥状に載置するとともに、こうして載置された複数の圧粉体Ｑ…を平面視に焼結板８，１２の内周中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる複数（第２、第３の実施形態ではいずれも４群）の圧粉体群Ａ〜Ｄに区分して、同一の圧粉体群Ａ〜Ｄ内では各圧粉体Ｑの上記方向Ｒを平行とすることにより、各圧粉体Ｑの低密度となるこの方向Ｒが焼結板８，１２の概略外周側を向くように載置してもよい。なお、第２の実施形態は焼結板８が第１の実施形態と同じ円板状である場合を示しており、また第３の実施形態は焼結板１２が長方形平板状である場合を示している。
【００２７】
このうち、第２の実施形態においては、上述のように第１の実施形態と同じ円板状をなす焼結板８上に、やはり第１の実施形態と同様に略正方形平板状にプレス成形された圧粉体Ｑ…が、その上下面がなす正方形の各辺を該焼結板８がなす円板の中心Ｏにおいて直交する一対の直径線Ｌ，Ｌとそれぞれ平行となるように、かつこれらの直径線Ｌ，Ｌ方向に等間隔となるようにして、格子状に載置されている。そして、これらの直径線Ｌ，Ｌにより区分されたそれぞれ上記中心Ｏから外周側に延びる４つの扇状部分に各々載置された圧粉体Ｑ…によって上記複数の圧粉体群Ａ〜Ｄが構成されており、これらの圧粉体群Ａ〜Ｄの中では各圧粉体Ｑの上記方向Ｒが互いに平行となるように、しかも焼結板８の概略外周側を向くようにされている。
【００２８】
ただし、この第２の実施形態において、各圧粉体Ｑが低密度となる上記所定の方向Ｒは、第１の実施形態のように圧粉体Ｑの上下面がなす正方形の１辺から垂直に反対側の１辺に向かう方向ではなく、図５において焼結板８の外周側に各圧粉体群Ａ〜Ｄごとに対応して拡大して示した圧粉体Ｑのように、該正方形の１のコーナ部からこのコーナ部を通る対角線に沿って反対側のコーナ部に向かう方向とされており、各圧粉体群Ａ〜Ｄにおいてはその上記扇状部分を挟む一対の直径線Ｌ，Ｌの二等分線に、該圧粉体群Ａ〜Ｄをそれぞれ構成する各圧粉体Ｑ…の上記方向Ｒがいずれも平行となるようにされている。なお、このように上下面がなす正方形の対角線の方向Ｒに密度勾配を有する圧粉体Ｑを図１および図２に示したような金型１を用いてプレス成形するには、例えば図１に鎖線で示すように金型本体３に形成されるキャビティー４自体を、プレス成形される圧粉体Ｑの平面視における正方形の対角線が上記原料給粉箱７の擦り切り方向に沿うように形成し、この対角線に沿って上記擦り切り方向の反対側に向かう方向を所定の方向Ｒとしたり、これに代えて、あるいはこれと合わせて、所定の方向Ｒとする方向に向けてキャビティー４内への原料粉末Ｐの充填量を制御したりして、この所定の方向Ｒが上述のように焼結板８の概略外周側を向くように、各圧粉体群Ａ〜Ｄごとに圧粉体Ｑを焼結板８上に載置すればよい。さらに、本実施形態では、各圧粉体群Ａ〜Ｄ間における圧粉体Ｑ…の配列は、上記中心Ｏを中心として、周方向に隣接する直径線Ｌ，Ｌがなす挟角（本実施形態では９０°）ごとに回転対称となるようにされており、すなわち中心Ｏ回りに焼結板８を上記挟角ずつ回転させたときに、各圧粉体群Ａ〜Ｄにおける圧粉体Ｑ…の配列および上記方向Ｒが一致するようにされている。
【００２９】
また、図６に示す第３の実施形態においては、上述のように長方形平板状をなす焼結板１２上に正方形平板状をなす複数の圧粉体Ｑ…が、平面視においてその上下面がなす正方形の各辺を焼結板１２がなす長方形の長短辺にそれぞれ平行にして、この長短辺方向に等間隔に格子状に配列されており、これらの圧粉体Ｑ…は、焼結板１２がなす上記長方形の一対の対角線によって略区分されるようにして、平面視に該焼結板１２の内周中心側から外周側にそれぞれ延びる複数（本実施形態でも４つ）の概略二等辺三角形状の圧粉体群Ａ〜Ｄを構成している。ただし、これらの圧粉体群Ａ〜Ｄの区分は、焼結板１２がなす長方形の上記対角線に厳密に沿うものではなく、図６に示されるように概ねこの対角線によって区分される上記長方形の長短辺を底辺とした二等辺三角形に対応したものとされている。そして、本実施形態における圧粉体Ｑは、第１の実施形態と同様にその上下面が平面視になす正方形の１辺からこれに垂直に該１辺に相対する反対側の１辺に向かう方向が上記所定の方向Ｒとされていて、この方向Ｒに低密度となるような密度勾配を有しており、このような圧粉体Ｑが、図６において焼結板１２の外周側に各圧粉体群Ａ〜Ｄごとに対応して拡大して示した圧粉体Ｑのように、各圧粉体群Ａ〜Ｄにおいてそれぞれこの方向Ｒを当該圧粉体群Ａ〜Ｄにより形成される二等辺三角形の底辺に垂直、すなわち焼結板１２がなす長方形の長短辺に垂直に該焼結板１２の外周側に向けるように、かつ互いに平行となるようにして載置されている。
【００３０】
従って、このようにその密度が低密度となる上記所定の方向Ｒを略外周側に向けるように圧粉体Ｑが載置された焼結板８，１２を焼結炉に収容して該圧粉体Ｑを焼結することにより、これら第２、第３の実施形態においても、圧粉体Ｑの焼結板８，１２上での向きによる収縮率の相違に基づく変形を、この圧粉体Ｑの密度勾配による収縮率の相違によって打ち消すことができ、高精度のスローアウェイチップを製造することが可能となる。そして、これら第２、第３の実施形態では、焼結板８，１２上に複数の圧粉体Ｑ…が格子状に載置されるので、隣接する圧粉体Ｑ間に必要以上の間隔が開いてしまうのを防いで該圧粉体Ｑを焼結板８，１２上に密に配列することが可能となり、すなわち１枚の焼結板８，１２上に載置可能な圧粉体Ｑの数を増やすことができて、一度により多くの圧粉体Ｑを焼結炉に収容して焼結することによりスローアウェイチップの製造効率の向上を図ることができる。なお、これら第２、第３の実施形態では、このように圧粉体Ｑを格子状となるように、すなわち平面視に複数の圧粉体Ｑ…が縦横にいずれも真っ直ぐ直列に並ぶように配列しているが、縦横いずれかに隣接する列同士の間で圧粉体Ｑがこの列の延びる方向にずらされて配列された、いわゆる千鳥状の配列としてもよい。
【００３１】
さらに、これら第２、第３の実施形態のように複数の圧粉体Ｑ…を上記方向Ｒが互いに平行とされた複数の圧粉体群Ａ〜Ｄに区分して焼結板８，１２上に格子状または千鳥状に載置して整列させるに際しても、上記第１の実施形態において用いた整列装置を使用することができる。すなわち、例えば第２の実施形態のように円板状をなす焼結板８に複数の圧粉体Ｑ…を格子状に、かつその上記方向Ｒが互いに平行となるように載置して、この焼結板８の中心Ｏから外周側に扇状に延びる複数群の圧粉体群Ａ〜Ｄを形成するには、まず焼結板８を位置決めしておいて、金型１側から搬送機構９によって圧粉体Ｑを、その上記方向Ｒを変化させることなく順次搬送して焼結板８の上記直径線Ｌ，Ｌに囲まれた部分に格子状に載置することにより、上記方向Ｒが互いに平行とされた複数の圧粉体Ｑよりなる第１群の圧粉体群Ａを形成し、次いで上記回転機構によって焼結板８を上記中心Ｏ回りに所定角度（第２の実施形態では９０°）回転させて位置決めした上で、同様に圧粉体Ｑを順次搬送して格子状に載置することにより、同様に第２群の圧粉体群Ｂを形成し、以下このような操作を繰り返して第３、第４群の圧粉体群Ｃ，Ｄを形成してゆけばよい。ここで、この第２の実施形態の場合には、上述のように各圧粉体群Ａ〜Ｄにおける圧粉体Ｑの配列が中心Ｏ回りに９０°ずつの回転対称とされているため、各圧粉体群Ａ〜Ｄを形成するときにも同様の配列パターンで圧粉体Ｑを載置してゆけばよい。また、第３の実施形態においても、圧粉体群Ａ，Ｃと圧粉体群Ｂ，Ｄとで配列のパターンは異なるが、第２の実施形態の場合と同様に長方形平板状の焼結板１２をこの長方形の対角線が交差するその中心回りに所定角度（第３の実施形態でも９０°）ずつ回転、位置決めしながら、それぞれ圧粉体Ｑ…を上記方向Ｒが平行となるように格子状に載置して圧粉体群Ａ〜Ｄを順次形成してゆけばよい。
【００３２】
ところで、これら第１〜第３の実施形態では、圧粉体Ｑを上記所定の方向Ｒに低密度となるようにプレス成形し、この方向Ｒが焼結板８，１２の外周側を向くように載置することのみにより、圧粉体Ｑの向きによる収縮率の相違に基づく焼結時の微小変形を打ち消して、所望の寸法形状のスローアウェイチップを製造するようにしており、従って圧粉体Ｑは製造されるスローアウェイチップに対して相似形に形成されることとなるが、このような方法のほかに、上記圧粉体の向きによる焼結時の微小変形分を予め見込んだ寸法形状に圧粉体を成形することによっても、所望の寸法形状のスローアウェイチップを製造することができる。すなわち、圧粉体の焼結板外周側を向く部分で収縮率が内周中心側を向く部分よりも小さくなっても、この収縮率の差を予め考慮して、焼結後のスローアウェイチップの寸法形状に対する圧粉体の寸法形状を、その寸法差が収縮率の大きな焼結板の内周中心側を向く部分で大きく、逆に収縮率の小さな外周側を向く部分では小さくなるように、非相似形に成形しておくことにより、焼結後には高精度に所望の寸法形状のスローアウェイチップを得ることができるのである。
【００３３】
そこで、例えば圧粉体Ｑを上記方向Ｒに低密度となるようにプレス成形しただけでは焼結後のスローアウェイチップにおける上記微小変形を十分に打ち消すことができない場合などには、これに合わせて、図７〜図９に説明する第４〜第６の実施形態のように、圧粉体Ｑを焼結後のスローアウェイチップとの寸法差が上記所定の方向Ｒに小さくなるような寸法形状に成形して、この方向Ｒが平面視に焼結板８，１２の略外周側を向くように圧粉体Ｑを載置するようにしてもよい。なお、これら第４〜第６の実施形態は、それぞれ上記第１〜第３の実施形態と同様の焼結板８，１２に同様の方向Ｒおよび配列パターンで圧粉体Ｑを載置して、やはり同様に略正方形平板状のスローアウェイチップを製造するものであるので、これら第１〜第３の実施形態と共通する部分には同一の符号を用いて説明を簡略化する。
【００３４】
すなわち、このうちまず第４の実施形態においては、圧粉体Ｑが、第１の実施形態と同様にその平面視になす概略正方形の１辺から反対側の１辺に向かう方向Ｒに低密度となるようにプレス成形されているとともに、図７において焼結板８の外周側に拡大して示すように、平面視に焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが上記方向Ｒに向けて小さくなるような寸法形状に成形されており、複数のこのような圧粉体Ｑ…が上記方向Ｒをそれぞれ円板状をなす焼結板８の外周側に向けて同心円状に載置されている。従って、この第４の実施形態における圧粉体Ｑは、上述のように略正方形平板状のスローアウェイチップＴを製造する場合でも、このスローアウェイチップＴが平面視になす正方形に焼結時の収縮率を等方的に考慮した寸法の平面視正方形状ではなく、厳密には焼結板８の外周側に向けられる上記方向Ｒ側の１辺が焼結板８の内周中心側に向けられる１辺よりも小さくされた概略等脚台形状に形成されている。ただし、上述したように焼結板８上の圧粉体Ｑの向きによる収縮率の相違に基づく焼結後のスローアウェイチップＴの変形は極微小なものであるので、上記圧粉体Ｑが平面視になす等脚台形の２辺の長さの差も、図７の拡大図では説明のために大きく描かれているが、実際には極微小なものとなる。なお、このように平面視に等脚台形状をなす圧粉体Ｑをプレス成形するには、図１および図２に示した金型１のキャビティー４の形状自体を、その金型本体３の上面２における開口部が原料給粉箱７による上記擦り切り方向側が、これとは反対側（方向Ｒ側）よりも１辺の長さが長くなる等脚台形状に形成すればよい。勿論、これに代えて、あるいはこれと合わせて、上記所定の方向Ｒとなる方向に向けてキャビティー４内への原料粉末Ｐの充填量を制御するようにしてもよい。
【００３５】
また、図８に示す第５の実施形態では、圧粉体Ｑが、第２の実施形態と同様にその平面視において１のコーナ部からこのコーナ部を通る対角線に沿って反対側のコーナ部に向かう方向Ｒに低密度となるようにプレス成形されるとともに、この方向Ｒに向けて平面視に焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが小さくなるような寸法形状とされており、従ってこの第５の実施形態における圧粉体Ｑは、図８の焼結板８の外周側に拡大して示すように、平面視において上記方向Ｒ側のコーナ部が鈍角とされるとともにこれとは反対側のコーナ部が鋭角とされて、これらのコーナ部を結ぶ上記対角線に関して対称とされた偏四角形状に形成されている。ただし、この圧粉体Ｑが平面視になす偏四角形状の偏りも、実際には極微小なものとされる。そして、この第５の実施形態では、複数のこのような圧粉体Ｑ…が、円板状の焼結板８に格子状に、しかもこの焼結板の内周中心側から外周側に延びる複数の圧粉体群Ａ〜Ｄに区分されて各圧粉体群Ａ〜Ｄ内では上記方向Ｒが互いに平行かつ焼結板８の外周側を向くように、載置されている。なお、このような平面視偏四角形状の圧粉体Ｑをプレス成形する場合も、金型１のキャビティー４の形状をこの偏四角形状に合わせて形成して、この偏四角形の上記対角線に沿って上記方向Ｒの反対側に向かう方向を原料給粉箱７による擦り切り方向としたり、この所定の方向Ｒとなる方向に向けてキャビティー４内への原料粉末Ｐの充填量を制御したりすればよい。
【００３６】
さらに、図９に示す第６の実施形態では、圧粉体Ｑは第４の実施形態と同様にその方向Ｒ側の１辺がこれとは反対側の１辺よりも短くされた平面視概略等脚台形状とされて、この方向Ｒに向けて低密度となるようにプレス成形されており、複数のこのような圧粉体Ｑ…が長方形平板状をなす焼結板１２に格子状に配列されて載置される。しかして、この第６の実施形態でも、上記第３の実施形態と同様に、こうして載置された複数の圧粉体Ｑ…は、焼結板１２の一対の対角線に略沿うようにして該焼結板１２の内周中心側から外周側に延びる複数の圧粉体群Ａ〜Ｄに区分され、各圧粉体群Ａ〜Ｄにおいては、互いの上記方向Ｒが平行となるように、かつこの方向Ｒが該圧粉体群Ａ〜Ｄの外周側に位置する焼結板１２の長短辺に垂直に該焼結板１２の外周側を向くようにされる。
【００３７】
従って、このように圧粉体Ｑが焼結板８，１２の略外周側に向けられる方向Ｒに低密度とされるとともに焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが小さくなるようにされた第４〜第６の実施形態では、この圧粉体Ｑの焼結板８，１２上の向きによる収縮率の相違に基づく微小変形を、上述のように圧粉体Ｑに与えられる密度勾配によって補正するとともに、圧粉体Ｑ自体の寸法形状がこの微小変形を予め見込んだものとされることによっても補正することができる。すなわち、収縮率が小さくなる圧粉体Ｑの焼結板８，１２外周側を向く部分では、焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが小さくされる一方、逆に収縮率が大きい圧粉体Ｑの焼結板８，１２内周中心側を向く部分では寸法差Ｓも大きくされるように、圧粉体Ｑの形状が焼結後のスローアウェイチップＴの形状に対して予め変形して成形されているので、上記圧粉体Ｑの焼結板８，１２上における向きによる部分的な収縮率の相違に基づく微小変形を相殺して、焼結後には所望の寸法形状となるスローアウェイチップＴを高精度に製造することが可能となるのである。このため、これら第４〜第６の実施形態によれば、例えば圧粉体Ｑに密度勾配を与えることのみによっては上記収縮率の相違に基づく微小変形を必要な精度にまで相殺することができない場合でも、これを補って焼結肌のままでも高精度のスローアウェイチップＴを確実に得ることができる。
【００３８】
なお、本発明は、このように焼結肌のままでも高精度のスローアウェイチップＴを製造することを目的としているが、こうして焼結した後のスローアウェイチップＴに外周研削加工等を施す場合にあっても、研削加工前のスローアウェイチップＴが高精度であることから、その精度の向上を図ることができるのは言うまでもない。また、スローアウェイチップＴの表面に各種のコーティング処理を施す場合でも、同様にコーティング後のスローアウェイチップＴの寸法形状を高精度に維持することができる。一方、上記実施形態ではいずれも上述のように略正方形平板状のスローアウェイチップＴを製造する場合について説明したが、略三角形平板状や略菱形平板状、あるいはこれら以外の形状のスローアウェイチップの製造にも、本発明は勿論適用可能である。さらに、上記実施形態では、ＷＣ（タングステンカーバイド）を主成分とする超硬合金製のスローアウェイチップＴを製造する場合について説明したが、これ以外にもサーメットやセラミックスなど、粉末冶金法による各種材質のスローアウェイチップの製造にも本発明は適用可能である。
【００３９】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例を挙げて、本発明の効果について実証する。本実施例では、上記第１、第２の実施形態に基づいて、直径４００mmの円板状の焼結板８に、ＪＩＳＢ４１２０−１９９８におけるＳＥＭＴ１３Ｔ３相当の寸法形状のスローアウェイチップＴに焼結させられるＩＳＯ使用分類記号でＰ３０種の超硬合金の原料粉末Ｐをそれぞれ上記方向Ｒに向けて低密度となるように正方形平板状にプレス成形した圧粉体Ｑを、図３に示したように該方向Ｒが焼結板８外周側を向くように同心円状に、または図５に示したように該方向Ｒが互いに平行かつ焼結板８の略外周側を向くように区分された複数の圧粉体群Ａ〜Ｄが形成されるように格子状に、それぞれ複数載置して焼結炉に収容し、焼結を行った。これらをそれぞれ実施例１、２とする。また、比較のために、実施例１、２と同寸法同形状に焼結させられるべき同原料粉末Ｐよりなる圧粉体Ｑを正方形平板状にプレス成形し、これを同じく直径４００mmの円板状焼結板に図５に示したのと同じ格子状になるように、ただし焼結板８を回転させずに同一方向から複数載置して焼結炉に収容し、実施例１、２と同じ条件で焼結を行った。これを比較例とする。
【００４０】
しかるに、こうして実施例１、２と比較例とによって製造された焼結後の焼結肌のままのスローアウェイチップＴについて、その上記微小変形の大きさを、該スローアウェイチップＴの上面がなす正方形の互いに対向する２辺の長さの差（図１０におけるａ−ｂ）の最大値として測定したところ、比較例では変形量の上記最大値は０．０７５mmと、Ｍ級の精度しか得られなかったのに対し、方向Ｒを外周側に向けて同心円状に圧粉体Ｑを載置した実施例１では０．０１８mm、方向Ｒが略外周側を向くように載置した実施例２でも０．０２５mmと、上述のＧ級の精度を得ることができた。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、焼結肌のままであっても従来の外周研削加工を施したものに匹敵するスローアウェイチップを製造することが可能となり、すなわち低コストでありながら高精度のスローアウェイチップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に用いられる金型１の平面図である。
【図２】図１に示す金型１の側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における焼結板８への圧粉体Ｑの配列を示す平面図である。また、焼結板８の外周側に示されているのは、例として矢線が引き出された圧粉体Ｑの密度が低密度となる方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に用いられる圧粉体Ｑの整列装置を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における焼結板８への圧粉体Ｑの配列を示す平面図である。また、焼結板８の外周側に示されているのは、対応する各圧粉体群Ａ〜Ｄを構成する圧粉体Ｑの密度が低密度となる方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における焼結板１２への圧粉体Ｑの配列を示す平面図である。また、焼結板１２の外周側に示されているのは、対応する各圧粉体群Ａ〜Ｄを構成する圧粉体Ｑの密度が低密度となる方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における焼結板８への圧粉体Ｑの配列を示す平面図である。また、焼結板８の外周側に示されているのは、例として矢線が引き出された圧粉体Ｑの密度が低密度となり、かつ焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが小さくなる方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における焼結板８への圧粉体Ｑの配列を示す平面図である。また、焼結板８の外周側に示されているのは、対応する各圧粉体群Ａ〜Ｄを構成する圧粉体Ｑの密度が低密度となり、かつ焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが小さくなる方向Ｒ示す拡大平面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における焼結板１２への圧粉体Ｑの配列を示す平面図である。また、焼結板１２の外周側に示されているのは、対応する各圧粉体群Ａ〜Ｄを構成する圧粉体Ｑの密度が低密度となり、かつ焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが小さくなる方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図１０】従来の製造方法における圧粉体ＱからスローアウェイチップＴへの微小変形を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
１金型
４キャビティー
５下パンチ
６上パンチ
７原料給粉箱
８，１２焼結板
９搬送機構
１０焼結板保持部
１１圧粉体保持部
Ｐ原料粉末
Ｑ圧粉体
Ｔスローアウェイチップ
Ｓ圧粉体Ｑと焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差
Ｒ圧粉体Ｑが低密度となる方向（圧粉体Ｑと焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが小さくなる方向）

Claims

超硬合金またはサーメットのスローアウェイチップの原料粉末をプレス成形した同一形状の複数の圧粉体を焼結板に載置して焼結するスローアウェイチップの製造方法であって、上記複数の圧粉体を、所定の方向に向けて上記原料粉末が低密度となるようにかつ上記複数の圧粉体で所定の方向が同一となるようにプレス成形して、この所定の方向と反対の方向が平面視で上記焼結板の中心を向くように載置することを特徴とするスローアウェイチップの製造方法。
金型内に形成されたキャビティーに上記原料粉末を充填して上記圧粉体をプレス成形するに際し、この原料粉末の上記キャビティーへの原料充填量を、プレス成形後の圧粉体の上記所定の方向に向けて制御することを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイチップの製造方法。
上記金型の上面に開口するように形成した上記キャビティー内に下パンチを相対的に上下動可能に設けるとともに、上記金型の上面には該上面に沿って移動可能な原料給粉箱を設け、この原料給粉箱が上記キャビティーの開口部上を移動する際に、上記下パンチを上下動させつつ上記原料給粉箱から該キャビティー内に上記原料粉末を供給して充填することにより、上記原料充填量を上記所定の方向に向けて制御することを特徴とする請求項２に記載のスローアウェイチップの製造方法。
金型の上面に開口するように該金型内に形成されたキャビティーに上記原料粉末を充填するとともに充填された原料粉末の上部を擦り切り、この擦り切りの方向とは反対向きの方向を上記所定の方向として、上記圧粉体をプレス成形することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法。
複数の上記圧粉体を、平面視に上記焼結板に放射状または同心円状に載置することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法。
上記圧粉体を、焼結後のスローアウェイチップとの寸法差が上記所定の方向に小さくなるような寸法形状に成形することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法。
超硬合金またはサーメットのスローアウェイチップの原料粉末をプレス成形した同一形状の複数の圧粉体を焼結板に載置して焼結するスローアウェイチップの製造方法であって、上記複数の圧粉体を、所定の方向に向けて上記原料粉末が低密度となるようにかつ上記複数の圧粉体で所定の方向が同一となるようにプレス成形して、複数の上記圧粉体を平面視で上記焼結板の中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる少なくとも４つ以上の圧粉体群に等分割に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を、上記圧粉体群を挟んで上記焼結板の中心側から延びる一対の直線間の二等分線に平行に上記焼結板の外周側を向くようにすることを特徴とするスローアウェイチップの製造方法。
金型内に形成されたキャビティーに上記原料粉末を充填して上記圧粉体をプレス成形するに際し、この原料粉末の上記キャビティーへの原料充填量を、プレス成形後の圧粉体の上記所定の方向に向けて制御することを特徴とする請求項７に記載のスローアウェイチップの製造方法。
上記金型の上面に開口するように形成した上記キャビティー内に下パンチを相対的に上下動可能に設けるとともに、上記金型の上面には該上面に沿って移動可能な原料給粉箱を設け、この原料給粉箱が上記キャビティーの開口部上を移動する際に、上記下パンチを上下動させつつ上記原料給粉箱から該キャビティー内に上記原料粉末を供給して充填することにより、上記原料充填量を上記所定の方向に向けて制御することを特徴とする請求項８に記載のスローアウェイチップの製造方法。
金型の上面に開口するように該金型内に形成されたキャビティーに上記原料粉末を充填するとともに充填された原料粉末の上部を擦り切り、この擦り切りの方向とは反対向きの方向を上記所定の方向として、上記圧粉体をプレス成形することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法。
上記圧粉体を、焼結後のスローアウェイチップとの寸法差が上記所定の方向に小さくなるような寸法形状に成形することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法。
超硬合金またはサーメットのスローアウェイチップの原料粉末をプレス成形した同一形状の複数の圧粉体を方形状の焼結板に載置して焼結するスローアウェイチップの製造方法であって、上記複数の圧粉体を、所定の方向に向けて上記原料粉末が低密度となるようにかつ上記複数の圧粉体で所定の方向が同一となるようにプレス成形して、複数の上記圧粉体を、平面視で上記焼結板の一対の対角線によって中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる４つの概略二等辺三角形状の圧粉体群に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を上記二等辺三角形の底辺に垂直に上記焼結板の外周側に向くようにすることを特徴とするスローアウェイチップの製造方法。
金型内に形成されたキャビティーに上記原料粉末を充填して上記圧粉体をプレス成形するに際し、この原料粉末の上記キャビティーへの原料充填量を、プレス成形後の圧粉体の上記所定の方向に向けて制御することを特徴とする請求項１２に記載のスローアウェイチップの製造方法。
上記金型の上面に開口するように形成した上記キャビティー内に下パンチを相対的に上下動可能に設けるとともに、上記金型の上面には該上面に沿って移動可能な原料給粉箱を設け、この原料給粉箱が上記キャビティーの開口部上を移動する際に、上記下パンチを上下動させつつ上記原料給粉箱から該キャビティー内に上記原料粉末を供給して充填することにより、上記原料充填量を上記所定の方向に向けて制御することを特徴とする請求項１３に記載のスローアウェイチップの製造方法。
金型の上面に開口するように該金型内に形成されたキャビティーに上記原料粉末を充填するとともに充填された原料粉末の上部を擦り切り、この擦り切りの方向とは反対向きの方向を上記所定の方向として、上記圧粉体をプレス成形することを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法。
上記圧粉体を、焼結後のスローアウェイチップとの寸法差が上記所定の方向に小さくなるような寸法形状に成形することを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法。
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法に使用される圧粉体の整列装置であって、上記焼結板を水平に保持する焼結板保持部と、上記圧粉体を保持して搬送して上記焼結板上に載置する搬送機構とを有し、上記焼結板保持部には、上記焼結板を垂直な軸線回りに所定の回転角ごとに位置決めしつつ回転可能な回転機構が備えられて、プレス成形された上記圧粉体における所定の方向と反対の方向が平面視で上記焼結板の中心を向くように複数の上記圧粉体を該焼結板上に載置することを特徴とする圧粉体の整列装置。
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法に使用される圧粉体の整列装置であって、上記圧粉体を保持する圧粉体保持部を多関節ロボットのアームに設けて、プレス成形された上記圧粉体における所定の方向と反対の方向が平面視で上記焼結板の中心を向くように複数の上記圧粉体を整列させて該焼結板上に載置するようにプログラムしたことを特徴とする圧粉体の整列装置。
請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法に使用される圧粉体の整列装置であって、上記焼結板を水平に保持する焼結板保持部と、上記圧粉体を保持して搬送して上記焼結板上に載置する搬送機構とを有し、上記焼結板保持部には、上記焼結板を垂直な軸線回りに所定の回転角ごとに位置決めしつつ回転可能な回転機構が備えられて、プレス成形された上記圧粉体を、平面視で上記焼結板の中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる少なくとも４つ以上の圧粉体群に等分割に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を、上記圧粉体群を挟んで上記焼結板の中心側から延びる一対の直線間の二等分線に平行に上記焼結板の外周側を向くように複数の上記圧粉体を該焼結板上に載置することを特徴とする圧粉体の整列装置。
請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法に使用される圧粉体の整列装置であって、上記圧粉体を保持する圧粉体保持部を多関節ロボットのアームに設けて、プレス成形された上記圧粉体を、平面視で上記焼結板の中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる少なくとも４つ以上の圧粉体群に等分割に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を、上記圧粉体群を挟んで上記焼結板の中心側から延びる一対の直線間の二等分線に平行に上記焼結板の外周側を向くように複数の上記圧粉体を整列させて該焼結板上に載置するようにプログラムしたことを特徴とする圧粉体の整列装置。
請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法に使用される圧粉体の整列装置であって、上記焼結板を水平に保持する焼結板保持部と、上記圧粉体を保持して搬送して上記焼結板上に載置する搬送機構とを有し、上記焼結板保持部には、上記焼結板を垂直な軸線回りに所定の回転角ごとに位置決めしつつ回転可能な回転機構が備えられて、プレス成形された上記圧粉体を、平面視で上記焼結板の一対の対角線によって中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる４つの概略二等辺三角形状の圧粉体群に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を上記二等辺三角形の底辺に垂直に上記焼結板の外周側に向くように複数の上記圧粉体を該焼結板上に載置することを特徴とする圧粉体の整列装置。
請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載のスローアウェイチップの製造方法に使用される圧粉体の整列装置であって、上記圧粉体を保持する圧粉体保持部を多関節ロボットのアームに設けて、プレス成形された上記圧粉体を、平面視で上記焼結板の一対の対角線によって中心側から外周側に向けてそれぞれ延びる４つの概略二等辺三角形状の圧粉体群に区分して上記焼結板に載置するとともに、同一の圧粉体群内では、複数の上記圧粉体を格子状または千鳥状に整列しかつ各圧粉体の上記方向を上記二等辺三角形の底辺に垂直に上記焼結板の外周側に向くように複数の上記圧粉体を整列させて該焼結板上に載置するようにプログラムしたことを特徴とする圧粉体の整列装置。