JP3985709B2 - スローアウェイチップの製造方法および圧粉体の整列装置 - Google Patents
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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、およびこのようなスローアウェイチップの製造方法に用いられる圧粉体の整列装置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し、またこのような製造方法に用いて好適な上記焼結板への圧粉体の整列装置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８に示すように焼結後のスローアウェイチップＴに与えられるべき所望の寸法形状（図８では平面視正方形状）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８において上側）から内周中心側（図８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、本発明の製造方法は、このような知見に基づいてなされたもので、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、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きく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該焼結板に載置することを特徴とする。
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】
従って、上記構成の製造方法によってスローアウェイチップを製造する場合には、焼結の際に圧粉体が上述のように平面視において焼結板の外周側を向いた部分では収縮が小さく、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に微小変形するのに対し、圧粉体自体は、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きくなるように成形されており、すなわち上述のような焼結板上での向きによる収縮変形に偏りが生じないように圧粉体を焼結したときに、この圧粉体の上記所定の方向側を向く部分では、焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき所望の上記寸法形状に対して収縮方向に大きな変形量となるように変形し、逆に上記所定の方向の反対側を向く部分ではこれよりも収縮方向に小さな変形量で上記所望の寸法形状に対して変形するように成形される。さらに詳しく言い換えれば、焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき所望の寸法形状を基準として、これに対する収縮方向、つまり該スローアウェイチップや圧粉体の内周中心側に向かう方向を正方向とした場合、等方的かつ均一に焼結したときの上記基準となる所望の寸法形状に対する変形量が、上記所定の方向側ではこれと反対側よりも上記正方向に大きくなるように圧粉体が成形されているので、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、例えば上記整列装置においてその所定の方向を上記製造方法における所定の方向と一致させて圧粉体を焼結板上に載置することにより、焼結時における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、この圧粉体自体の上記方向に向けた焼結後のスローアウェイチップに対する変形量の相違によって相殺して、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。なお、実際にこうして焼結板上での向きによる収縮変形に偏りが生じないように、すなわちこの焼結板上での向きによる部分的な収縮率の相違が圧粉体に生じないように、等方的かつ均一に圧粉体を焼結してみるには、例えば平面視における圧粉体の中心を焼結板の中心と一致させるようにして載置すればよい。
【００１０】
ここで、このように圧粉体を、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きくなるように成形するには、１つに、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向けて小さくなるような寸法形状に成形すればよい。すなわち、こうして圧粉体を、焼結後のスローアウェイチップの所望の寸法形状に対してその寸法差が上記所定の方向に向けて小さくなるように成形することにより、該圧粉体は、焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法を基準として、この所定の方向側を向く部分がこれと反対側を向く部分に比べて小さな寸法となって、焼結後のスローアウェイチップの形状に対し上記所定の方向側が偏平する一方でこれとは反対側が広がった非相似形を呈することとなり、このような圧粉体を、焼結板上での向きによる部分的な収縮率の相違が生じないように等方的かつ均一に焼結すると、圧粉体はこの非相似形を維持したまま均一に収縮して、焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対し、上記所定の方向側で収縮方向への変形量が大きくなる。従って、この所定の方向が略外周側を向くように該圧粉体を焼結板上に載置して焼結すると、焼結板外周側を向いた上記所定の方向側では収縮率が小さくなって収縮方向への変形量が大きくなる割合も低減し、これに対して逆に所定の方向の反対側の焼結板内周中心側を向いた部分では収縮方向への変形量が小さいものが大きな変形量で収縮するので、結果的に焼結板上の向きによる収縮率の相違を相殺して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。
【００１１】
また、このようにして成形された圧粉体を焼結板上に載置するに際しては、１つに、例えば上記整列装置によって、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ことにより、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が比較的正確に焼結板の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、やはり例えば上記整列装置により、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】
さらに、本発明の上記整列装置においては、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、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を備えた構成とすることにより、例えば上述のように複数の圧粉体を、その上記所定の方向と反対の方向が焼結板の中心を向くようにしつつ放射状または同心円状に載置する場合でも、焼結板を上記回転機構により所定の回転角ごとに位置決めしつつ回転させれば、圧粉体はその向き（上記所定の方向）を変えることなく上記搬送機構によって平行に移動させるだけで、このような放射状または同心円状の配列パターンで圧粉体を整列させることができる。また、複数の上記圧粉体を圧粉体群に区分して格子状または千鳥状に載置する場合でも、やはり上記搬送機構によりその向きを変えることなく圧粉体を平行移動させて格子状または千鳥状に第１群の圧粉体群を形成し、次いで上記回転機構により焼結板を所定角回転させて位置決めした上で、同様に第２群の圧粉体群を形成し、このような操作を圧粉体群の数だけ繰り返すことで、上記複数の圧粉体群よりなる格子状または千鳥状の配列パターンに圧粉体を整列させることが可能となる。さらに、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圧粉体を上述のように整列させて焼結板上に載置するようにプログラムしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、上述の金型プレス法によって成形された圧粉体を焼結板に同心円状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、本発明の製造方法の第１の実施形態について説明する。図１および図２は、本実施形態において圧粉体Ｑをプレス成形する際に用いられる金型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。
【００１４】
しかして、本実施形態では、こうしてプレス成形される圧粉体Ｑが、図３に示すように焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが所定の方向Ｒに向けて小さくなるような寸法形状に成形されている。ここで、本実施形態では、この方向Ｒが、上述のように略正方形平板状に焼結されるスローアウェイチップＴの上面が平面視になす正方形の１辺（図３における下側の辺）から垂直に、この１辺に対向する他の１辺（図３における上側の辺）に向かう方向とされており、従って圧粉体Ｑは、焼結後のスローアウェイチップＴが平面視になす正方形を、焼結時の収縮率を等方的に考慮して拡大したような平面視正方形状ではなく、方向Ｒ側の上記他の１辺がこれとは反対の上記１辺よりも短くなるようにされた平面視概略等脚台形の平板状に形成されることとなる。ただし、上述したように焼結板上での圧粉体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３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、上記金型１のキャビティー４の平面視の形状自体を図１に示すように上述のような等脚台形状をなすように形成すればよい。
【００１５】
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内に充填されて、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の上面と面一となるように擦り切られ、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。しかして、本実施形態では、この原料給粉箱７による擦り切りの方向と反対向きの方向が上記所定の方向Ｒとされており、従ってキャビティー４は平面視に図１に示すようにこの擦り切り方向とは逆方向側の１辺が、これとは反対側の他の１辺よりも短くされた等脚台形状に形成されている。
【００１６】
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、このとき当該圧粉体Ｑを焼結板上での向きによる収縮率の相違が生じないように等方的かつ均一に焼結したとすると、そうして得られるスローアウェイチップＴは、該圧粉体Ｑは全体的に均等な収縮率で収縮するために該圧粉体Ｑがなす等脚台形平板と相似の等脚台形平板状に焼結されることとなり、従って焼結後のスローアウェイチップＴに与えられるべき所望の寸法形状すなわち平面視正方形状に対しては、図３に破線で示すように上記所定の方向Ｒに向けて、収縮方向Ｍへの変形量Ｎが大きくなるように変形することとなる。ただし、この変形量Ｎは、圧粉体Ｑを焼結した際の圧粉体Ｑからスローアウェイチップへの収縮方向Ｍ、すなわち該圧粉体ＱやスローアウェイチップＴの外周側から内周中心に向かう方向を正方向（＋）とするものであって、図３の上記方向Ｒ側（図３において上側）では、等方的かつ均一に焼結したスローアウェイチップＴ（破線部分）が、上記所望の寸法形状のスローアウェイチップＴ（実線部分）を基準（０）として、これよりも収縮方向Ｍ側（内周中心側）にあるので変形量Ｍは正であり、逆に上記方向Ｒの反対側（図３において下側）では、等方的かつ均一に焼結したスローアウェイチップＴ（破線部分）が上記所望の寸法形状のスローアウェイチップＴ（実線部分）よりも収縮方向Ｍの反対側（外周側）にあるので、所望の寸法形状のスローアウェイチップＴを基準とする収縮方向Ｍへの変形量Ｎは負（−）となり、従って収縮方向Ｍへの変形量Ｎが所定の方向Ｒに向けて大きくされている。なお、このように圧粉体Ｑを全体的に均等な収縮率で収縮するように等方的かつ均一に焼結してみるには、例えば圧粉体Ｑに焼結板上での内外周の向きの相違が生じないように、圧粉体Ｑが平面視になす上記等脚台形の中心を焼結板の中心と一致させて、圧粉体Ｑの外周が全周に亙って焼結板の外周から略等距離となって全ての辺が焼結板外周側を向くように該圧粉体Ｑを焼結板上に載置して焼結してみればよい。
【００１７】
しかして、このように成形された圧粉体Ｑは、本実施形態の製造方法では図４に示すように上記方向Ｒが平面視に焼結板８の外周側を向くようにして焼結板８上に載置される。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４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、図４において焼結板８の外周側に幾つかの圧粉体Ｑについて拡大して示したように、平面視においてその上面がなす等脚台形の上記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、本実施形態の製造方法では、このように成形された圧粉体Ｑを、図５に概略を示す本発明の一実施形態の整列装置により、このプレス成形された圧粉体Ｑにおける所定の方向が平面視に焼結板８の外周側を向くように該圧粉体Ｑを載置するようにしている。すなわち、この整列装置は、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を通る垂直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５におけるＸ，Ｙ方向）および垂直方向（図５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。そして、本実施形態の整列装置では、焼結板８の外周側に向けられる圧粉体Ｑの所定の方向が、上記実施形態の製造方法におけるプレス成形された圧粉体Ｑにおける上記所定の方向Ｒと一致させられている。
【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が焼結板８の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つの円周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４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Ｔが製造される。しかして、このとき本実施形態の製造方法においては、上述のように等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップＴに与えられるべき寸法形状に対して収縮方向Ｍへの変形量Ｎが所定の方向Ｒに向けて大きくなるように成形された圧粉体Ｑが、平面視にこの方向Ｒを焼結板８の外周側に向けて該焼結板８に載置されて焼結されるので、この焼結時には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Ｔ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自体は逆にこの方向Ｒに向けて収縮方向Ｍへの変形量Ｎが大きく変形することとなって、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】
また、本実施形態においては、このように圧粉体Ｑが等方的かつ均一に焼結されたときには焼結後のスローアウェイチップＴに与えられるべき寸法形状に対して収縮方向Ｍへの変形量Ｎが所定の方向Ｒに向けて大きくなるように成形するのに、この圧粉体Ｑを、上記焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓがこの所定の方向Ｒに向けて小さくなるような寸法形状に成形するようにしている。従って、例えばこのような寸法形状に圧粉体Ｑをプレス成形する金型１を備えておけば、従来の金型プレス法と同様の工程によって上述のような圧粉体Ｑを成形することが可能となって、プレス成型後の圧粉体に後工程を施すなどの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。ただし、このようにプレス成型後の圧粉体に後加工を施すことによって上述のような寸法形状の圧粉体Ｑを成形しても、勿論構わない。
【００２２】
さらに、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、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、図４に示したようにこの方向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自体の上記方向Ｒに向けた寸法形状によって一層確実に打ち消すことができ、より高精度に所望の寸法形状のスローアウェイチップＴ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】
さらにまた、本実施形態の製造方法では、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に向けて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に成形された圧粉体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上記実施形態の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。ここで、本実施形態の整列装置は、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、よ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５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、本発明の製造方法の上記第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も概略正方形平板状（厳密には上述のように等脚台形平板状）となるため、図４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、上記実施形態の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６に示す第２の実施形態や図７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、このように第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のスローアウェイチップＴに焼結させられる圧粉体Ｑ…が、この焼結後のスローアウェイチップＴの上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において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】
ここで、この第２の実施形態においては、上記圧粉体Ｑにおける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が、第１の実施形態のように圧粉体Ｑの上面の１辺から垂直に反対側の他の１辺に向かう方向ではなく、図６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すように、圧粉体Ｑの上面の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他の１のコーナ部に向かう方向とされている。従って、この第２の実施形態における圧粉体Ｑは、その平面視において上記方向Ｒ側のコーナ部が、正方形の直角なコーナ部よりも偏平させられて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、かつ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ることとなる。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、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…のこの方向Ｒがいずれも平行となるようにされている。
【００２９】
なお、このように上下面の対角線の方向Ｒに向けて寸法形状が小さくなるような圧粉体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の平面視における上記対角線が原料給粉箱７の往復移動方向に沿うように、かつこの対角線上の１のコーナ部が鈍角とされるとともに反対側の他の１のコーナ部が鋭角とされて該対角線に関して対称とされた偏四角形状に形成し、この対角線に沿って上記１のコーナ部に向かう方向を所定の方向Ｒとして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。
【００３０】
また、図７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、やはり焼結後に略正方形平板状のスローアウェイチップＴとなるように製造される複数の圧粉体Ｑ…が、平面視においてこの焼結後のスローアウェイチップＴの上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となるようにして、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７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略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略等脚台形平板状に成形されて、その平面視における等脚台形の長辺とされた１辺から垂直に該１辺に相対する反対側の短辺とされた他の１辺に向かう方向が上記所定の方向Ｒとされており、このような圧粉体Ｑが、図７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。
【００３１】
従って、このように構成された第２、第３の実施形態においても、圧粉体Ｑは、これらを焼結板８，１２上における向きによる収縮率の部分的な相違が生じないように、例えばその中心を焼結板８，１２の中心Ｏと一致させて載置したりして、等方的かつ均一に焼結した場合には、該圧粉体Ｑの平面視形状を維持したまま相似形に収縮するため、第２の実施形態では焼結後にスローアウェイチップＴに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向Ｍの変形量Ｎが上記方向Ｒ側に向けて大きくなるような偏四角形の平板状となり、第３の実施形態でも同様の等脚台形平板状を呈することとなる。そして、このような圧粉体Ｑを、上述のように上記方向Ｒが焼結板８，１２の略外周側を向くように圧粉体群Ａ〜Ｄごとに平行にして焼結板８，１２上に格子状に載置して焼結することにより、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。
【００３２】
しかして、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、１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。
【００３３】
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、第１の実施形態において用いた図５に示す本発明の整列装置の一実施形態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。
【００３４】
なお、本発明は、上述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。
【００３５】
【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、まず上記第１の実施形態に基づいて、直径４００mmの円板状の焼結板８に、ＪＩＳ Ｂ ４１２０−１９９８におけるＳＥＭＴ１３Ｔ３相当の寸法形状の正方形平板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を上記方向Ｒに向けて焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差が小さくなるように等脚台形平板状にプレス成形した圧粉体Ｑを、図４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複数載置して焼結炉に収容し、焼結を行った。これを実施例１とする。また、比較のために、この実施例１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６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と同じ条件で焼結を行った。これを比較例１とする。
【００３６】
さらに、実施例２として、上記第３の実施形態に基づき、実施例１と同様の正方形平板状のスローアウェイチップＴに焼結されるべきＩＳＯ使用分類Ｐ３０種のサーメットの原料粉末Ｐを等脚台形平板状にプレス成形した圧粉体Ｑを、３００mm×４００mmの長方形平板状の焼結板１２上に、図７に示したようにその上記方向Ｒが互いに平行かつ焼結板１２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して格子状に複数載置し、焼結した。また、これに対する比較例２として、比較例１と同じ正方形平板状にＩＳＯ使用分類Ｐ３０種のサーメットの原料粉末Ｐをプレス成形した圧粉体Ｑを、実施例２と同じ焼結板１２上に、該焼結板１２を回転させずに同一方向から格子状に同数載置し、焼結を行った。
【００３７】
しかるに、こうして実施例１、２と比較例１、２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８におけるａ−ｂ）の最大値として測定したところ、圧粉体Ｑを正方形平板状に成形した比較例１、２では変形量の上記最大値はそれぞれ０．０７５mm、０．０８６mmとＭ級程度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０．０２０mmと、上述のＧ級の精度を得ることができ、また方向Ｒが略外周側を向くように載置した実施例２でも０．０３３mmの精度を得ることができた。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスローアウェイチップの製造方法によれば、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。また、本発明の圧粉体の整列装置によれば、特にこのような製造方法において圧粉体を効率的に焼結板上に載置することができ、その製造効率の向上を図ることができる。
【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圧粉体Ｑおよび該圧粉体Ｑを均一に焼結した場合と焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法形状とを示す平面図である。
【図４】 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の方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図５】 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６】 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の方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図７】 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の方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図８】 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
Ｍ 収縮方向
Ｎ 変形量
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
【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、およびこのようなスローアウェイチップの製造方法に用いられる圧粉体の整列装置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し、またこのような製造方法に用いて好適な上記焼結板への圧粉体の整列装置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８に示すように焼結後のスローアウェイチップＴに与えられるべき所望の寸法形状（図８では平面視正方形状）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８において上側）から内周中心側（図８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、本発明の製造方法は、このような知見に基づいてなされたもので、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、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きく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該焼結板に載置することを特徴とする。
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】
従って、上記構成の製造方法によってスローアウェイチップを製造する場合には、焼結の際に圧粉体が上述のように平面視において焼結板の外周側を向いた部分では収縮が小さく、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に微小変形するのに対し、圧粉体自体は、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きくなるように成形されており、すなわち上述のような焼結板上での向きによる収縮変形に偏りが生じないように圧粉体を焼結したときに、この圧粉体の上記所定の方向側を向く部分では、焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき所望の上記寸法形状に対して収縮方向に大きな変形量となるように変形し、逆に上記所定の方向の反対側を向く部分ではこれよりも収縮方向に小さな変形量で上記所望の寸法形状に対して変形するように成形される。さらに詳しく言い換えれば、焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき所望の寸法形状を基準として、これに対する収縮方向、つまり該スローアウェイチップや圧粉体の内周中心側に向かう方向を正方向とした場合、等方的かつ均一に焼結したときの上記基準となる所望の寸法形状に対する変形量が、上記所定の方向側ではこれと反対側よりも上記正方向に大きくなるように圧粉体が成形されているので、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、例えば上記整列装置においてその所定の方向を上記製造方法における所定の方向と一致させて圧粉体を焼結板上に載置することにより、焼結時における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、この圧粉体自体の上記方向に向けた焼結後のスローアウェイチップに対する変形量の相違によって相殺して、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。なお、実際にこうして焼結板上での向きによる収縮変形に偏りが生じないように、すなわちこの焼結板上での向きによる部分的な収縮率の相違が圧粉体に生じないように、等方的かつ均一に圧粉体を焼結してみるには、例えば平面視における圧粉体の中心を焼結板の中心と一致させるようにして載置すればよい。
【００１０】
ここで、このように圧粉体を、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きくなるように成形するには、１つに、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向けて小さくなるような寸法形状に成形すればよい。すなわち、こうして圧粉体を、焼結後のスローアウェイチップの所望の寸法形状に対してその寸法差が上記所定の方向に向けて小さくなるように成形することにより、該圧粉体は、焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法を基準として、この所定の方向側を向く部分がこれと反対側を向く部分に比べて小さな寸法となって、焼結後のスローアウェイチップの形状に対し上記所定の方向側が偏平する一方でこれとは反対側が広がった非相似形を呈することとなり、このような圧粉体を、焼結板上での向きによる部分的な収縮率の相違が生じないように等方的かつ均一に焼結すると、圧粉体はこの非相似形を維持したまま均一に収縮して、焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対し、上記所定の方向側で収縮方向への変形量が大きくなる。従って、この所定の方向が略外周側を向くように該圧粉体を焼結板上に載置して焼結すると、焼結板外周側を向いた上記所定の方向側では収縮率が小さくなって収縮方向への変形量が大きくなる割合も低減し、これに対して逆に所定の方向の反対側の焼結板内周中心側を向いた部分では収縮方向への変形量が小さいものが大きな変形量で収縮するので、結果的に焼結板上の向きによる収縮率の相違を相殺して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。
【００１１】
また、このようにして成形された圧粉体を焼結板上に載置するに際しては、１つに、例えば上記整列装置によって、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ことにより、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が比較的正確に焼結板の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、やはり例えば上記整列装置により、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】
さらに、本発明の上記整列装置においては、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、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を備えた構成とすることにより、例えば上述のように複数の圧粉体を、その上記所定の方向と反対の方向が焼結板の中心を向くようにしつつ放射状または同心円状に載置する場合でも、焼結板を上記回転機構により所定の回転角ごとに位置決めしつつ回転させれば、圧粉体はその向き（上記所定の方向）を変えることなく上記搬送機構によって平行に移動させるだけで、このような放射状または同心円状の配列パターンで圧粉体を整列させることができる。また、複数の上記圧粉体を圧粉体群に区分して格子状または千鳥状に載置する場合でも、やはり上記搬送機構によりその向きを変えることなく圧粉体を平行移動させて格子状または千鳥状に第１群の圧粉体群を形成し、次いで上記回転機構により焼結板を所定角回転させて位置決めした上で、同様に第２群の圧粉体群を形成し、このような操作を圧粉体群の数だけ繰り返すことで、上記複数の圧粉体群よりなる格子状または千鳥状の配列パターンに圧粉体を整列させることが可能となる。さらに、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圧粉体を上述のように整列させて焼結板上に載置するようにプログラムしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、上述の金型プレス法によって成形された圧粉体を焼結板に同心円状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、本発明の製造方法の第１の実施形態について説明する。図１および図２は、本実施形態において圧粉体Ｑをプレス成形する際に用いられる金型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。
【００１４】
しかして、本実施形態では、こうしてプレス成形される圧粉体Ｑが、図３に示すように焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓが所定の方向Ｒに向けて小さくなるような寸法形状に成形されている。ここで、本実施形態では、この方向Ｒが、上述のように略正方形平板状に焼結されるスローアウェイチップＴの上面が平面視になす正方形の１辺（図３における下側の辺）から垂直に、この１辺に対向する他の１辺（図３における上側の辺）に向かう方向とされており、従って圧粉体Ｑは、焼結後のスローアウェイチップＴが平面視になす正方形を、焼結時の収縮率を等方的に考慮して拡大したような平面視正方形状ではなく、方向Ｒ側の上記他の１辺がこれとは反対の上記１辺よりも短くなるようにされた平面視概略等脚台形の平板状に形成されることとなる。ただし、上述したように焼結板上での圧粉体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３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、上記金型１のキャビティー４の平面視の形状自体を図１に示すように上述のような等脚台形状をなすように形成すればよい。
【００１５】
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内に充填されて、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の上面と面一となるように擦り切られ、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。しかして、本実施形態では、この原料給粉箱７による擦り切りの方向と反対向きの方向が上記所定の方向Ｒとされており、従ってキャビティー４は平面視に図１に示すようにこの擦り切り方向とは逆方向側の１辺が、これとは反対側の他の１辺よりも短くされた等脚台形状に形成されている。
【００１６】
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、このとき当該圧粉体Ｑを焼結板上での向きによる収縮率の相違が生じないように等方的かつ均一に焼結したとすると、そうして得られるスローアウェイチップＴは、該圧粉体Ｑは全体的に均等な収縮率で収縮するために該圧粉体Ｑがなす等脚台形平板と相似の等脚台形平板状に焼結されることとなり、従って焼結後のスローアウェイチップＴに与えられるべき所望の寸法形状すなわち平面視正方形状に対しては、図３に破線で示すように上記所定の方向Ｒに向けて、収縮方向Ｍへの変形量Ｎが大きくなるように変形することとなる。ただし、この変形量Ｎは、圧粉体Ｑを焼結した際の圧粉体Ｑからスローアウェイチップへの収縮方向Ｍ、すなわち該圧粉体ＱやスローアウェイチップＴの外周側から内周中心に向かう方向を正方向（＋）とするものであって、図３の上記方向Ｒ側（図３において上側）では、等方的かつ均一に焼結したスローアウェイチップＴ（破線部分）が、上記所望の寸法形状のスローアウェイチップＴ（実線部分）を基準（０）として、これよりも収縮方向Ｍ側（内周中心側）にあるので変形量Ｍは正であり、逆に上記方向Ｒの反対側（図３において下側）では、等方的かつ均一に焼結したスローアウェイチップＴ（破線部分）が上記所望の寸法形状のスローアウェイチップＴ（実線部分）よりも収縮方向Ｍの反対側（外周側）にあるので、所望の寸法形状のスローアウェイチップＴを基準とする収縮方向Ｍへの変形量Ｎは負（−）となり、従って収縮方向Ｍへの変形量Ｎが所定の方向Ｒに向けて大きくされている。なお、このように圧粉体Ｑを全体的に均等な収縮率で収縮するように等方的かつ均一に焼結してみるには、例えば圧粉体Ｑに焼結板上での内外周の向きの相違が生じないように、圧粉体Ｑが平面視になす上記等脚台形の中心を焼結板の中心と一致させて、圧粉体Ｑの外周が全周に亙って焼結板の外周から略等距離となって全ての辺が焼結板外周側を向くように該圧粉体Ｑを焼結板上に載置して焼結してみればよい。
【００１７】
しかして、このように成形された圧粉体Ｑは、本実施形態の製造方法では図４に示すように上記方向Ｒが平面視に焼結板８の外周側を向くようにして焼結板８上に載置される。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４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、図４において焼結板８の外周側に幾つかの圧粉体Ｑについて拡大して示したように、平面視においてその上面がなす等脚台形の上記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、本実施形態の製造方法では、このように成形された圧粉体Ｑを、図５に概略を示す本発明の一実施形態の整列装置により、このプレス成形された圧粉体Ｑにおける所定の方向が平面視に焼結板８の外周側を向くように該圧粉体Ｑを載置するようにしている。すなわち、この整列装置は、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を通る垂直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５におけるＸ，Ｙ方向）および垂直方向（図５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。そして、本実施形態の整列装置では、焼結板８の外周側に向けられる圧粉体Ｑの所定の方向が、上記実施形態の製造方法におけるプレス成形された圧粉体Ｑにおける上記所定の方向Ｒと一致させられている。
【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が焼結板８の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つの円周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４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Ｔが製造される。しかして、このとき本実施形態の製造方法においては、上述のように等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップＴに与えられるべき寸法形状に対して収縮方向Ｍへの変形量Ｎが所定の方向Ｒに向けて大きくなるように成形された圧粉体Ｑが、平面視にこの方向Ｒを焼結板８の外周側に向けて該焼結板８に載置されて焼結されるので、この焼結時には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Ｔ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自体は逆にこの方向Ｒに向けて収縮方向Ｍへの変形量Ｎが大きく変形することとなって、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】
また、本実施形態においては、このように圧粉体Ｑが等方的かつ均一に焼結されたときには焼結後のスローアウェイチップＴに与えられるべき寸法形状に対して収縮方向Ｍへの変形量Ｎが所定の方向Ｒに向けて大きくなるように成形するのに、この圧粉体Ｑを、上記焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差Ｓがこの所定の方向Ｒに向けて小さくなるような寸法形状に成形するようにしている。従って、例えばこのような寸法形状に圧粉体Ｑをプレス成形する金型１を備えておけば、従来の金型プレス法と同様の工程によって上述のような圧粉体Ｑを成形することが可能となって、プレス成型後の圧粉体に後工程を施すなどの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。ただし、このようにプレス成型後の圧粉体に後加工を施すことによって上述のような寸法形状の圧粉体Ｑを成形しても、勿論構わない。
【００２２】
さらに、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、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、図４に示したようにこの方向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自体の上記方向Ｒに向けた寸法形状によって一層確実に打ち消すことができ、より高精度に所望の寸法形状のスローアウェイチップＴ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】
さらにまた、本実施形態の製造方法では、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に向けて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に成形された圧粉体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上記実施形態の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。ここで、本実施形態の整列装置は、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、よ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５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、本発明の製造方法の上記第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も概略正方形平板状（厳密には上述のように等脚台形平板状）となるため、図４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、上記実施形態の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６に示す第２の実施形態や図７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、このように第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のスローアウェイチップＴに焼結させられる圧粉体Ｑ…が、この焼結後のスローアウェイチップＴの上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において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】
ここで、この第２の実施形態においては、上記圧粉体Ｑにおける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が、第１の実施形態のように圧粉体Ｑの上面の１辺から垂直に反対側の他の１辺に向かう方向ではなく、図６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すように、圧粉体Ｑの上面の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他の１のコーナ部に向かう方向とされている。従って、この第２の実施形態における圧粉体Ｑは、その平面視において上記方向Ｒ側のコーナ部が、正方形の直角なコーナ部よりも偏平させられて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、かつ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ることとなる。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、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…のこの方向Ｒがいずれも平行となるようにされている。
【００２９】
なお、このように上下面の対角線の方向Ｒに向けて寸法形状が小さくなるような圧粉体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の平面視における上記対角線が原料給粉箱７の往復移動方向に沿うように、かつこの対角線上の１のコーナ部が鈍角とされるとともに反対側の他の１のコーナ部が鋭角とされて該対角線に関して対称とされた偏四角形状に形成し、この対角線に沿って上記１のコーナ部に向かう方向を所定の方向Ｒとして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。
【００３０】
また、図７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、やはり焼結後に略正方形平板状のスローアウェイチップＴとなるように製造される複数の圧粉体Ｑ…が、平面視においてこの焼結後のスローアウェイチップＴの上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となるようにして、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７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略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略等脚台形平板状に成形されて、その平面視における等脚台形の長辺とされた１辺から垂直に該１辺に相対する反対側の短辺とされた他の１辺に向かう方向が上記所定の方向Ｒとされており、このような圧粉体Ｑが、図７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。
【００３１】
従って、このように構成された第２、第３の実施形態においても、圧粉体Ｑは、これらを焼結板８，１２上における向きによる収縮率の部分的な相違が生じないように、例えばその中心を焼結板８，１２の中心Ｏと一致させて載置したりして、等方的かつ均一に焼結した場合には、該圧粉体Ｑの平面視形状を維持したまま相似形に収縮するため、第２の実施形態では焼結後にスローアウェイチップＴに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向Ｍの変形量Ｎが上記方向Ｒ側に向けて大きくなるような偏四角形の平板状となり、第３の実施形態でも同様の等脚台形平板状を呈することとなる。そして、このような圧粉体Ｑを、上述のように上記方向Ｒが焼結板８，１２の略外周側を向くように圧粉体群Ａ〜Ｄごとに平行にして焼結板８，１２上に格子状に載置して焼結することにより、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。
【００３２】
しかして、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、１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。
【００３３】
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、第１の実施形態において用いた図５に示す本発明の整列装置の一実施形態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。
【００３４】
なお、本発明は、上述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。
【００３５】
【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、まず上記第１の実施形態に基づいて、直径４００mmの円板状の焼結板８に、ＪＩＳ Ｂ ４１２０−１９９８におけるＳＥＭＴ１３Ｔ３相当の寸法形状の正方形平板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を上記方向Ｒに向けて焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法差が小さくなるように等脚台形平板状にプレス成形した圧粉体Ｑを、図４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複数載置して焼結炉に収容し、焼結を行った。これを実施例１とする。また、比較のために、この実施例１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６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と同じ条件で焼結を行った。これを比較例１とする。
【００３６】
さらに、実施例２として、上記第３の実施形態に基づき、実施例１と同様の正方形平板状のスローアウェイチップＴに焼結されるべきＩＳＯ使用分類Ｐ３０種のサーメットの原料粉末Ｐを等脚台形平板状にプレス成形した圧粉体Ｑを、３００mm×４００mmの長方形平板状の焼結板１２上に、図７に示したようにその上記方向Ｒが互いに平行かつ焼結板１２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して格子状に複数載置し、焼結した。また、これに対する比較例２として、比較例１と同じ正方形平板状にＩＳＯ使用分類Ｐ３０種のサーメットの原料粉末Ｐをプレス成形した圧粉体Ｑを、実施例２と同じ焼結板１２上に、該焼結板１２を回転させずに同一方向から格子状に同数載置し、焼結を行った。
【００３７】
しかるに、こうして実施例１、２と比較例１、２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８におけるａ−ｂ）の最大値として測定したところ、圧粉体Ｑを正方形平板状に成形した比較例１、２では変形量の上記最大値はそれぞれ０．０７５mm、０．０８６mmとＭ級程度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０．０２０mmと、上述のＧ級の精度を得ることができ、また方向Ｒが略外周側を向くように載置した実施例２でも０．０３３mmの精度を得ることができた。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスローアウェイチップの製造方法によれば、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。また、本発明の圧粉体の整列装置によれば、特にこのような製造方法において圧粉体を効率的に焼結板上に載置することができ、その製造効率の向上を図ることができる。
【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圧粉体Ｑおよび該圧粉体Ｑを均一に焼結した場合と焼結後のスローアウェイチップＴとの寸法形状とを示す平面図である。
【図４】 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の方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図５】 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６】 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の方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図７】 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の方向Ｒを示す拡大平面図である。
【図８】 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
Ｍ 収縮方向
Ｎ 変形量
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 (13)
- 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、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きく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該焼結板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。
- 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向けて小さくなるような寸法形状に成形することにより、等方的かつ均一に焼結したときに焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量がこの所定の方向に向けて大きくなるように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。
- 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または請求項２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、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きく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。
- 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向けて小さくなるような寸法形状に成形することにより、等方的かつ均一に焼結したときに焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量がこの所定の方向に向けて大きくなるようにすることを特徴とする請求項４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、等方的かつ均一に焼結したときには焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量が所定の方向に向けて大きく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。
- 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向けて小さくなるような寸法形状に成形することにより、等方的かつ均一に焼結したときに焼結後のスローアウェイチップに与えられるべき寸法形状に対する収縮方向への変形量がこの所定の方向に向けて大きくなるようにすることを特徴とする請求項６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４または請求項５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４または請求項５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６または請求項７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６または請求項７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。
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