JP4105854B2 - Method for manufacturing throw-away tip - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は切削加工に使用するスローアウェイチップとその製造方法に関し、特に切刃の摩耗を検知するセンサラインを逃げ面に形成したスローアウェイチップとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
スローアウェイチップは、通常は四角形や三角形を基本とする略平板状の母材の各コーナ部分に切刃稜が形成されている。いずれかのコーナ部分の切刃稜が摩耗すると他のコーナ部分の切刃稜を使用する。全てのコーナ部分の切刃稜が摩耗したときにスローアウェイチップが取り替えられる。
【0003】
ところで、スローアウェイチップの切刃稜がどの程度摩耗したかを調べることは容易ではない。特に、切削加工中に切削加工を中断することなく切刃稜の摩耗量を検知することは難しい。
【0004】
例えば切刃稜近傍の逃げ面にセンサラインを形成して摩耗を検知する場合、逃げ面とその隣り合う逃げ面の全部に等しいセンサラインを設ける必要がある。逃げ面にセンサラインを形成する方法として、すくい面の逃げ面との交差稜の内接円のほぼ中心の片方または両方を治具で挟み、一つの逃げ面にセンサラインをレーザ等を用いて不必要な部分を取り除くことで形成した後、隣り合う逃げ面にレーザ等が照射できる角度までスローアウェイチップを回転させて同様のセンサラインを形成する。この逃げ面を必要な数だけ回転させてレーザを照射して形成する。このとき、すくい面は略平面形状を有しているため、わずかな挟み込みの中心ずれが生じれば、このセンサラインは全てのコーナで位置ずれが生じ、各逃げ面で異なるパターンが形成されてしまう。
【0005】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、スローアウェイチップのすくい面のほぼ中心を治具で挟んでレーザ等を照射できる角度まで回転させてセンサラインを形成する際に、挟み込みの中心ずれが生じてセンサラインの位置ずれが生じることを解消したスローアウェイチップを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係るスローアウェイチップの製造方法は、略平板状の母材の一主面にすくい面を有し、他の主面に着座面を有し、側面に逃げ面を有し、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜に切刃が形成され、この切刃近傍の逃げ面に切刃の損耗を検知するセンサラインが設けられたスローアウェイチップの製造方法において、前記母材の表面に導電性膜を形成する工程と、前記母材の少なくとも一方の主面と前記逃げ面との交差稜の内接円のほぼ中心に凹部又は貫通孔を設ける工程と、前記凹部又は貫通孔に一対のプランジャーピンを接触させるとともに、前記一対のプランジャーピンにより前記すくい面および前記着座面の両方から前記母材を挟みこみ、求心効果により前記母材の中心軸と、前記一対のプランジャーピンの中心軸をほぼ一直線上に移動させる工程と、前記母材の側面にレーザ照射により前記導電性膜を除去してセンサラインのパターンを形成する工程と、前記母材を前記一対のプランジャーピンの中心軸を基準に所定角度回転させて、前記母材の他の側面にレーザ照射により前記導電性膜を除去してセンサラインのパターンを形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【0007】
すくい面の逃げ面との交差稜の内接円のほぼ中心に設けた凹部又は貫通孔を挟むことにより、この凹部又は貫通孔の求心効果によりスローウェイチップまたは治具が各頂点または底点に移動しスローアウェイチップの多少の位置ずれに対しても正確に位置が補正される。
【0008】
請求項2に係るスローアウェイチップは、前記スローアウェイチップの逃げ面との交差稜の内接円のほぼ中心に半円球状の凹部を設けることで求心効果を持たす。
【0009】
請求項3に係るスローアウェイチップは、前記スローアウェイチップの逃げ面との交差稜の内接円のほぼ中心に平面形状が多角形の凹部を設けることで求心効果を持たす。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して発明の具体的な実施形態を説明する。
【0013】
図1(a)はこの発明の一実施形態に係るスローアウェイチップ1を手前上方から見た斜視図であり、図1(b)はそのスローアウェイチップ1を手前下方から見た斜視図である。スローアウェイチップ1の母材2は、略平板状(略直方体状)を呈する。母材2は本来上下の区別はされないが、説明の便宜上、一方を上面、他方を下面として以下に説明する。
【0014】
母材2の上面にはすくい面5が形成され、母材2の下面は着座面6とされている。また、母材2の4つの側面には、それぞれ逃げ面8が形成されている。そしてすくい面5と各逃げ面8との交差稜によって切刃稜9が形成されている。さらに、すくい面5および隣接する2つの逃げ面8の交差部分は切削に使用可能なコーナ部を形成している。
【0015】
母材2の中央には、上面から下面に貫通するクランプ孔11が形成されている。スローアウェイチップ1はクランパーで押さえることによりホルダー等に装着される。装着状態では、例えば図1(a)の手前上側の切刃9が切削に用いられる。また、クランプねじを緩めてスローアウェイチップ1を90°回転させると、別のコーナ部の切刃9を切削に使用できる。このようにスローアウェイチップ1を90°ずつ回転させることにより、その上面側の4つのコーナ部を順次切削に使用することができる。
【0016】
さらに、スローアウェイチップ1の上下を反転させてホルダー等に装着することにより、図1(a)、(b)における下面側の4つのコーナ部を順に切削に使用することができる。下面側コーナ部が使用される場合は上面が着座面とされ、下面がすくい面として機能する。このようにスローアウェイチップ1は、直方体状の母材2の8つのコーナ部分がそれぞれ切削に使用可能である。
【0017】
このため、8つのコーナ部には切刃稜9に沿って延びる導電性膜のセンサライン12がそれぞれ設けられている。具体的には、コーナ部10を形成する2つの逃げ面8上に、コーナ部10を取り巻くように切刃稜線9に沿って延びている。センサライン12はその上辺が切刃稜線9に接しており、切刃稜9に沿って延びる幅Wの導電性膜のラインである。センサライン12は、母材2に対して電気的に絶縁状態で設けられる。
【0018】
センサライン12の幅Wは、コーナ部10の寿命基準量(逃げ面8の摩耗限界)に一致されている。通常、この種のスローアウェイチップ1のコーナ部10の寿命基準量は0.05〜0.7mmの範囲内であるから、センサライン12の幅Wもかかる寿命基準量と等しい値にされている。
【0019】
例えばスローアウェイチップ1の逃げ面8の摩耗が0.2mmで寿命となる場合には、センサライン12の幅Wも0.2mmとして作成される。コーナ部10によって切削加工が行われると、加工時間の増加とともに切刃稜9および逃げ面8の磨耗が進行する。逃げ面8の摩耗が進行すると、それに応じてセンサライン12も摩耗する。そして逃げ面8の摩耗幅が寿命基準量以上に達すると、この寿命基準量に一致された幅Wを有するセンサライン12は摩耗により断線する。
【0020】
センサライン12の両端の抵抗値は後述するように外部回路により測定されているから、センサライン12の抵抗値が無限大になった時点をもってコーナ部10の切刃稜9が寿命に達したと判定することができる。
【0021】
図1(b)に示すように、着座面6には対をなす2つの接触領域13、14が設けられている。2つの接触領域13、14は導電性膜により形成されており、母材2に対して絶縁状態で設けられている。接触領域13、14は例えばホルダの外部に備えられる抵抗値の検知回路と電気的に接続可能な領域である。後述するようにスローアウェイチップ1がホルダに装着されたとき、ホルダのチップ座に設けられた検知回路のプローブがこの接触領域13、14に電気的に接続される。接触領域13、14は検知回路のプローブ等が接触し易いよう、できる限り大きな領域とするのが好ましい。
【0022】
母材2の逃げ面8から着座面6にわたって接続ライン15、16が母材2と絶縁状態で導電性膜によって設けられている。接続ライン15はセンサライン12の一端121と一方の接触領域13とを電気的に接続するものであり、接続ライン16はセンサライン12の他端122と他方の接触領域14とを電気的に接続するものである。接続ライン15、16はセンサライン12の幅Wに比べて十分に太いラインとされ、接続ライン15、16の電気抵抗値がセンサライン12の電気抵抗値に比べて十分大きくされている。よって、センサラインの電気抵抗値の変化の検出には接続ライン15、16は影響を及ぼさない。
【0023】
センサライン12の他端122に接続された接続ライン16はその一部に折り返しライン17を有している。折り返しライン17は折り返し部18でセンサライン12の他端122とつながっている。折り返しライン17はセンサライン12と所定間隔D隔ててセンサライン12と平行に延びている。接続ライン16の−部を折り返しライン17とすることにより、接続ライン15と接続ライン16とを所定の間隔で平行に逃げ面8上に設けることができ、接続ライン15、16を面積効率良く配置できるという利点がある。
【0024】
センサライン12と折り返しライン17との間隔Dは0.05mm以上の幅にされている。好ましくは幅Dは許容される範囲内で広い方が良い。というのは、コーナ部10で切削を行う際、そこに含まれる切刃稜9により被加工物が削られる。削られた切り屑はすくい面5から逃げ面8方向へと、例えばカールしながら発生する。発生した切り屑はセンサライン12と折り返しライン17との間に付着して両ライン間を電気的に短絡し得る可能性がある。
【0025】
そこで、センサライン12と折り返しライン17の間隔Dを広くしておくことによって、両ライン15、16の間が切り屑等の付着によって電気的に短絡することを防止することができる。逃げ面8に形成された2本の接続ライン15、16はセンサライン12に対して(換言すれば切刃稜9に対して)直交方向ではなく、所定の傾斜角度で交差する方向に延びる傾斜ラインとされている。この理由は、下面である着座面6に設けられた接触領域13、14の配置位置と、上面に設けられた接触領域13、14の配置位置とを全く同じ配置にするためである。
【0026】
より具体的に説明すると、図1(a)の上面側に位置する4つのコーナ部10は、スローアウェイチップ1を90°ずつ回転させることにより、順次切削に使用することができる。スローアウェイチップ1を90°ずつ回転させると、図1(b)に示す4対の接触領域13、14も順に90°ずつ回転する。そして切削に使用されるコーナ部10のセンサライン12に接続された接触領域13、14が外部回路のプローブに接続される。このため、着座面6に設けられた4対の接触領域13、14は着座面6の中心に対して90°の回転対象の位置関係になっている。
【0027】
また、スローアウェイチップ1は上下逆にして使用することができるから、図1(a)に示す上面に設けられた4対の接触領域13、14も上面の中心に対して90°の回転対象の位置関係になっている。このように上面に設けられた接触領域13、14と下面に設けられた接触領域13、14とを全く同じ配置にするために、接続ライン15、16を逃げ面8に斜めに設ける必要がある。
【0028】
なお、いわゆるポジタイプと呼ばれる片面(例えば上面)のコーナ部だけを切削に使用するスローアウェイチップの場合等は、接続ライン15、16を逃げ面8に斜めに設けなくてもよいこともある。
【0029】
図2は、スローアウェイチップ1の着座面6に設けられた4対の接触領域13、14の変形例を示す平面図である。着座面6には4対の接触領域13、14が設けられていて、対応するコーナ部がそれぞれ切削に使用される際に外部回路のプローブに接触される。
【0030】
ところで、接触領域13、14が外部回路と接続されてセンサライン12の電気抵抗値が測定される際には、一方の接触領域13には外部回路から所定の電圧が印加され、他方の接触領域14は外部回路のアース電位に接続される。つまり、いずれの対の接触領域13、14が使用される場合であっても、一方の接触領域はアース電位に接続されるわけである。従って、例えば接触領域14をアース電位として用いることにし、4対の接触領域の各一方の接触領域14を電気的に共通に接続した構成にしてもよい。かかる構成例が図2に示されている。
【0031】
このような接続領域の形状は、着座面6全体に導電性膜が形成されていて、その膜をレーザで加工して接触領域13、14や接続ライン15、16等を形成する際に、レーザ加工時間を短縮できるという利点がある。レーザ加工により除去すべき導電性膜の面積が少なくて済むからである。
【0032】
図3は、センサラインの他の実施形態を示す斜視図である。図1で説明したセンサライン12は、その上辺が切刃稜9に接しており、コーナ部10を取り囲むように幅Wで切刃稜9に平行に延びていた。これに対し、図3のセンサライン123は、幅がX(W>X)で、センサライン12よりも幅の細いラインになっている。センサライン123もセンサライン12と同様に導電性膜で母材2に絶縁状態で形成されている。このセンサライン123は、その下辺、すなわち切刃稜9から遠い側の側辺124が切刃稜9から距離Wになるように切刃稜9に平行に延びている。
【0033】
この距離Wは、図1で説明したセンサライン12の幅Wと同様に逃げ面8の寿命基準量に一致されている。従って、切刃稜9の使用時間の増加に伴い、逃げ面8の摩耗が切刃稜9側から進行し、やがては摩耗がセンサライン123およびその下辺124まで達する。するとセンサライン123が断線状態となる。このようにセンサライン123は、切刃稜9から遠い側の側辺(下辺)124が切刃稜9から所定距離W離れた構成であってもよい。
【0034】
図1、図3では、切刃稜9からセンサラインの下辺までの距離Wがいずれもコーナ部10の寿命基準量(逃げ面8の摩耗限界)に一致されている場合を説明した。
【0035】
しかし、この寸法Wは逃げ面8の摩耗限界とせず、逃げ面8の摩耗に関連する寸法であってもよい。例えば予備切削(粗削り)や標準切削の場合には逃げ面8の摩耗限界が比較的大きいが、仕上げ切削では逃げ面8がある程度摩耗したときにスローアウェイチップを交換する必要がある。このような状況に則して、上記寸法Wをスローアウェイチップとしては使用できるが、仕上げ切削には使用できない程度の摩耗を検知できる寸法としてもよい。
【0036】
図4は、図1(a)、1(b)に示すスローアウェイチップ1をホルダに装着する様子を示す図解的な斜視図である。
【0037】
ホルダ20の先端にはチップ装着用のポケット21が形成されている。ポケット21の底面はチップ座22となっている。またポケット21の側面はチップの側面に当接し、チップを拘束するための拘束面23となっている。スローアウェイチップ1はこのポケット21に納められ、着座面6がチップ座22に当接される。またその側面が拘束面23に当接される。そして上方からクランプねじ24がクランパー11に差し込まれて、その先端がホルダ20に形成されたねじ孔25に螺合される。これによりスローアウェイチップ1はホルダ20に装着される。
【0038】
チップ座22には、装着されたスローアウェイチップ1の切削に使用するコーナ部10に設けられたセンサライン12と接続された接触領域13、14に対向する位置に一対のプローブ26、27が突設されている。プローブ26、27は上方へ弾力付勢されていて、チップ座22から例えば数mm突出している。
【0039】
スローアウェイチップ1がポケット21に装着されると、スローアウェイチップ1の着座面6によってプローブ26、27は押し下げられ、その上端はチップ座22と面一となる。このときプローブ26、27の上端はスローアウェイチップ1の着座面6に設けられた接触領域13、14とそれぞれ電気的に接触した状態となる。
【0040】
プローブ26、27には、一点鎖線で示すように、ホルダ20内に配設されたリード線28がつながれていて、このリード線28はオーム計等の抵抗値の検知回路29に接続されている。
【0041】
よって、検知回路29により、ポケット21に装着されたスローアウェイチップ1の切削に使用するコーナ部10に設けられたセンサライン12の抵抗値を測定することができる。
【0042】
スローアウェイチップ1がポケット21に装着された状態では、スローアウェイチップ1の着座面6はそのほぼ全面がチップ座22に密着している。このため、切削時にホルダ20の先端部に対して切削液(水や油)がかけられたり、スローアウェイチップ1で削られた切り屑がスローアウェイチップ1の周囲に飛散しても、それら切削液や切り屑は密着したチップ座22と着座面6との間に進入することがない。つまりスローアウェイチップ1の着座面6およびチップ座22は切削液や切り屑から保護された状態である。よって、チップ座22に設けられたプローブ26、27と着座面6に設けられた接触領域13、14とは切削中も良好に電気的接続が維持された状態となる。
【0043】
さらに、プローブ26、27およびそれに接続されたリード線28をホルダ20内に設けることができる。
【0044】
図4に示すホルダ20は一例を示しただけであり、この実施形態にかかるスローアウェイチップ1が装着可能なホルダとしては、例えば本願出願人の先願(特願平11−277548号)を用いてもよい。
【0045】
図5(a)は、略平板状のすくい面5および着座面6と逃げ面8との交差稜の内接円のほぼ中心に球面の凹部30を設けているスローアウェイチップとそれをスローアウェイチップのすくい面5および着座面5の両方向から挟み込むためのプランジャーピン33a、33bを設けている。すくい面5の球面状の凹部30に接触するように、プランジャーピンの33a、33bの先端形状は球面状の凸形状になっている。
【0046】
図5(a)では、チップ1のすくい面5の球面状凹部30の中心軸31とプランジャーピン33a、33bの中心軸34がずれているが、図5(b)のように、プランジャーピンの先端32a、32bがチップ1のすくい面5の球面状の凹部30が接触することでお互いの中心軸31、34が求心効果によりほぼ一直線上の中心軸に移動する。お互いの位置関係が一致すれば、レーザ照射35およびセンサライン12は隣り合う逃げ面8に正確に描くことが可能になる。
【0047】
一方のプランジャーピン33aの先端形状が球面形状をなしていれば、もう一方が平面形状でも上記効果は十分ある。また、プランジャーピン33a、33bの先端形状は円錐形状または多角形でも効果はある。
【0048】
図6は、すくい面5および着座面6と逃げ面8との交差稜の内接円のほぼ中心に凹部30を設けているスローアウェイチップの応用例である。
ほぼ交差稜の内接円のほぼ中心に設けた凹部30を挟むことにより、スローアウェイチップの多少の位置ずれに対してもこの凹部30の求心効果により正確に位置が補正される。
凹部30の形状は図6(a)(b)に示すような球面状に限らず、図6(c)〜(p)に示すように三角形または多角形でもよい。
また、母材2の平面形状は図6(a)〜(h)に示すような四角形や図6(i)〜(p)に示すような三角形に限らず、円形や楕円形のスローアウェイチップ等にもこの発明を適用することが可能である。
【0049】
次に、この発明にかかるスローアウェイチップの母材、センサライン、接続領域、および側面ライン等の材質や製造方法につき説明をする。
【0050】
スローアウェイチップの母材としては、アルミナ質焼結体、窒化珪素質焼結体、サーメット、超硬合金、立方晶窒化ホウ素質焼結体(CBN/cubic Boron Nitride)、ダイヤモンド焼結体(PCD/Polycrystalline Diamond)等が使用できる。
【0051】
スローアウェイチップの切刃部分に形成されるセンサライン12は、それ自体が所定の電気抵抗値を有する。この電気抵抗値の変化をオーム計で測定することによって、スローアウェイチップの摩耗度合い、欠損の発生の有無が検出できる。
TiNはスローアウェイチップの母材に対する接合力が強いこと、被削材と反応せず、センサライン12の電気抵抗値が常に所定値を示し、スローアウェイチップの摩耗度合い、欠損の発生の有無を正確に検出することができること、被削材の加工表面に反応生成物による傷が形成されるのを有効に防止できること、耐酸化性に優れ、酸化物生成によるセンサライン12の電気抵抗値の変化がなく、スローアウェイチップの摩耗度合い、欠損の発生の有無を正確に検出することができること等の理由から好適に使用し得る。
【0052】
このセンサライン12は、次のように作られる。まず、CVD法やイオンプレーティング、スパッタリング、蒸着等のPVD法、めっき法等を採用することによってスローアウェイチップの母材のほぼ全面に所定厚みに導電性膜が被着される。その後、レーザ加工によって、導電性膜が所定パターンに加工される。
【0053】
導電性膜は、その厚みが0.05μm未満の薄いものでは、母材表面への接合が弱くなるとともにセンサライン12の電気抵抗値が高くなり、スローアウェイチップの摩耗度合いや欠損を正確に検出するのが困難となってしまう危険性がある。また20μmを超える導電性膜を形成しようとすると、形成時に導電性膜の内部に大きな応力が発生して残留し、該残留応力によって導電性膜の母材表面への接合が弱いものとなってしまう危険性がある。
【0054】
スローアウェイチップの母材表面に被着されたTiNや(Ti、Al)N、(Ti、Al)CN等の導電性膜は、レーザ加工等によって、センサライン12、接続領域13、14、接続ライン15、16、17等の所定パターンに加工される。レーザ加工により所定パターンに加工する場合には、母材表面に被着されたTiN等に対し、波長が1.06μmのYAGレーザを35kHz、10Aの出力で幅50μm、描画スピード100〜300mm/sで照射走査することによって、あるいはCO2レーザを20Wの出力で照射面積径0.3mm、描画スピード0.3m/minで照射走査することによって行われる。逃げ面に形成されるセンサライン12、接続ライン15、16、17は母材の両主面をプランジャーで挟んで固定した状態でレーザ描写し、次に所定角度回転させて他の逃げ面をレーザに対峙させてその逃げ面にレーザ描写し、さらに所定角度回転させて、次の逃げ面にレーザ描写する。
【0055】
この場合、すくい面のほぼ中心に設ける凹部30に代わって貫通孔を設けてもよい。この場合、貫通孔の径をプランジャーの径より小さいものにすれば、この貫通孔が上述した凹部30と同様の作用をする。また、貫通孔であれば、スローアウェイチップをクランプ螺子で固定するためのクランプ孔として用いることもできる。
【0056】
センサライン12等は、スローアウェイチップの母材がアルミナ質焼結体、窒化珪素質焼結体、cBN等の絶縁物で形成されている場合には、その表面に直接形成される。また、母材が超硬合金やサーメット等の導電物で形成されている場合は、アルミナ等の絶縁物からなる中間層を間に挟んで形成される。
【0057】
前記アルミナ等の絶縁物からなる中間層は、センサライン等を電気的に独立させる作用をなす。中間層は、CVD法等の方法を採用することによって、母材表面とセンサライン等(導電性膜)との間に所定の厚みに形成される。中間層は、その厚みが1μm未満では、母材とセンサライン等との間に電気的な短絡が発生して、センサラインによりスローアウェイチップの摩耗度合いや欠損の検出を正確に行うことができなくなる危険性がある。また10μmを超える中間層を形成しようとすると、形成の際に中間層内部に応力が発生して残留し、該残留応力によって中間層の母材に対する接合強度が弱いものとなり、小さな外力印加によっても中間層が母材表面より容易に剥離してしまう危険性がある。従って、中間層は、その厚みを1μmないし10μmの範囲としておくことが好ましい。
【0058】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に係るスローアウェイチップによれば、この凹部または貫通孔の求心効果によりスローウェイチップまたは治具が各頂点または底点に移動し多少のスローアウェイチップの位置ずれに対しても正確に位置が補正される。もって、スローアウェイチップのすくい面のほぼ中心を治具で挟んでレーザ等を照射できる角度まで回転させてセンサラインを形成する際に、挟み込みの中心ずれが生じることなく、センサラインを正確な位置に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るスローアウェイチップの一実施形態を示す図であり、(a)は手前上方から見た斜視図であり、(b)は手前下方から見た斜視図である。
【図2】この発明に係るスローアウェイチップの他の実施形態を示す図であり、スローアウェイチップを上方から見た図である。
【図3】この発明に係るスローアウェイチップの切刃部分を拡大して示す図である。
【図4】この発明に係るスローアウェイチップをホルダに装着する様子を示す図である。
【図5】この発明に係るスローアウェイチップの製造方法を示す図であり、(a)はスローアウェイチップとプランジャーピンの中心軸がずれている状態を示し、(b)はプランジャーピンの中心軸が合っている状態を示す。
【図6】この発明に係るスローアウェイチップの凹部または凸部と母材の形状の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1:スローアウェイチップ、2:母材、5:すくい面、6:着座面、8:逃げ面、9:切刃稜、10:コーナー部、12:センサライン、13、14:接続領域、15、16:接続ライン、33:プランジャーピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a throw-away tip used for cutting and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a throw-away tip in which a sensor line for detecting wear of a cutting edge is formed on a flank and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
In the throw-away tip, a cutting edge is usually formed at each corner portion of a substantially flat base material based on a quadrangle or a triangle. If the cutting edge ridge of any corner portion wears, the cutting edge ridge of the other corner portion is used. The throw-away tip is replaced when the cutting edge of all corners is worn.
[0003]
By the way, it is not easy to examine how much the cutting edge of the throw-away tip is worn. In particular, it is difficult to detect the wear amount of the cutting edge ridge without interrupting the cutting process during the cutting process.
[0004]
For example, when a sensor line is formed on the flank in the vicinity of the edge of the cutting edge to detect wear, it is necessary to provide a sensor line equal to all of the flank and the adjacent flank. As a method of forming a sensor line on the flank, one or both of the inscribed circles at the intersection of the rake face and the flank are sandwiched with a jig, and the sensor line is placed on one flank using a laser or the like. After forming by removing unnecessary portions, a similar sensor line is formed by rotating the throw-away tip to an angle at which a laser or the like can be irradiated to the adjacent flank. The flank is formed by irradiating a laser with the necessary number of rotations. At this time, since the rake face has a substantially planar shape, if a slight center misalignment occurs, the sensor line is misaligned at all corners, and a different pattern is formed at each flank. End up.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and forms a sensor line by rotating the rake face of the throw-away tip to an angle at which a laser or the like can be irradiated with a jig interposed therebetween. In this case, an object of the present invention is to provide a throw-away tip that eliminates the occurrence of misalignment of the sensor line due to the center misalignment of pinching.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the throw-away tip according to
[0007]
A recess provided in the approximate center of the inscribed circle at the intersection of the rake face and the flank Through hole By pinching this recess or Through hole Due to the centripetal effect, the throwway tip or jig moves to each apex or bottom point, and the position is accurately corrected even if the throwaway tip is slightly displaced.
[0008]
The throw-away tip according to
[0009]
The throw-away tip according to claim 3 is a concave portion having a polygonal planar shape at the substantially center of the inscribed circle at the intersection ridge with the flank of the throw-away tip. The It has a centripetal effect.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1A is a perspective view of a throw-
[0014]
A
[0015]
In the center of the
[0016]
Furthermore, by turning the throw-away
[0017]
For this reason, the
[0018]
The width W of the
[0019]
For example, when the wear of the
[0020]
Since the resistance values at both ends of the
[0021]
As shown in FIG. 1B, the
[0022]
[0023]
The
[0024]
The distance D between the
[0025]
Therefore, by increasing the distance D between the
[0026]
More specifically, the four
[0027]
Since the throw-
[0028]
In addition, in the case of a throw-away tip that uses only one side (for example, the upper surface) corner portion called a so-called positive type for cutting, the connection lines 15 and 16 may not be provided obliquely on the
[0029]
FIG. 2 is a plan view showing a modified example of the four pairs of
[0030]
By the way, when the
[0031]
The shape of such a connection region is such that when a conductive film is formed on the
[0032]
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the sensor line. The
[0033]
This distance W is equal to the life reference amount of the
[0034]
1 and 3, the case has been described in which the distance W from the
[0035]
However, this dimension W is not the wear limit of the
[0036]
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state in which the throw-
[0037]
A
[0038]
A pair of
[0039]
When the throw-
[0040]
The
[0041]
Therefore, the
[0042]
In the state where the throw-
[0043]
Furthermore, the
[0044]
The
[0045]
FIG. 5 (a) shows a throw-away tip provided with a
[0046]
In FIG. 5A, the
[0047]
If the tip of one
[0048]
FIG. 6 shows a concave shape in the center of the inscribed circle of the
Concave provided at the approximate center of the inscribed circle at the
Concave Part The shape of 30 is not limited to the spherical shape as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), and may be a triangle or a polygon as shown in FIGS. 6 (c) to 6 (p).
Further, the planar shape of the
[0049]
Next, materials and manufacturing methods for the base material, sensor line, connection region, side line and the like of the throw-away chip according to the present invention will be described.
[0050]
As the base material of throw-away tip, alumina sintered body, silicon nitride sintered body, cermet, cemented carbide, cubic boron nitride sintered body (CBN / cubic Boron Nitride), diamond sintered body (PCD) / Polycrystalline Diamond) can be used.
[0051]
The
TiN has a strong bonding force to the base material of the throw-away tip, does not react with the work material, the electric resistance value of the
[0052]
The
[0053]
If the conductive film is thin with a thickness of less than 0.05 μm, the bonding to the surface of the base material becomes weak and the electrical resistance value of the
[0054]
Conductive films such as TiN, (Ti, Al) N, and (Ti, Al) CN deposited on the base material surface of the throw-away chip are connected to the
[0055]
In this case, the concave provided at the center of the rake face Part Instead of 30, a through hole may be provided. In this case, if the diameter of the through hole is smaller than the diameter of the plunger, the through hole functions in the same manner as the
[0056]
When the base material of the throw-away chip is formed of an insulator such as an alumina sintered body, a silicon nitride sintered body, or cBN, the
[0057]
The intermediate layer made of an insulator such as alumina functions to make the sensor line and the like electrically independent. The intermediate layer is formed with a predetermined thickness between the surface of the base material and the sensor line or the like (conductive film) by employing a method such as a CVD method. If the thickness of the intermediate layer is less than 1 μm, an electrical short circuit occurs between the base material and the sensor line, and the sensor line can accurately detect the wear degree of the throw-away tip and the chipping. There is a risk of disappearing. Further, if an intermediate layer exceeding 10 μm is formed, stress is generated and remains in the intermediate layer during the formation, and the residual stress weakens the bonding strength of the intermediate layer to the base material, and even when a small external force is applied. There is a risk that the intermediate layer is easily peeled off from the surface of the base material. Therefore, the intermediate layer preferably has a thickness in the range of 1 μm to 10 μm.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the throw-away tip according to
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views showing an embodiment of a throw-away tip according to the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view seen from the upper front side, and FIG. 1B is a perspective view seen from the lower front side;
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the throw-away tip according to the present invention, and is a view of the throw-away tip as viewed from above.
FIG. 3 is an enlarged view showing a cutting edge portion of the throw-away tip according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a state in which the throw-away tip according to the present invention is mounted on a holder.
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a method for manufacturing a throw-away tip according to the present invention, in which FIG. 5A shows a state in which the central axes of the throw-away tip and the plunger pin are shifted, and FIG. The center axis is in alignment.
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the shape of the concave portion or convex portion of the throw-away tip and the base material according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: throwaway tip, 2: base material, 5: rake face, 6: seating face, 8: flank face, 9: cutting edge, 10: corner portion, 12: sensor line, 13, 14: connection area, 15 , 16: connection line, 33: plunger pin
Claims (3)
前記母材の表面に導電性膜を形成する工程と、
前記母材の少なくとも一方の主面と前記逃げ面との交差稜の内接円のほぼ中心に凹部又は貫通孔を設ける工程と、
前記凹部又は貫通孔に一対のプランジャーピンを接触させるとともに、前記一対のプランジャーピンにより前記すくい面および前記着座面の両方から前記母材を挟みこみ、求心効果により前記母材の中心軸と、前記一対のプランジャーピンの中心軸をほぼ一直線上に移動させる工程と、
前記母材の側面にレーザ照射により前記導電性膜を除去してセンサラインのパターンを形成する工程と、
前記母材を前記一対のプランジャーピンの中心軸を基準に所定角度回転させて、前記母材の他の側面にレーザ照射により前記導電性膜を除去してセンサラインのパターンを形成する工程と、を備えることを特徴とするスローアウェイチップの製造方法。It has a rake face on one main surface of the substantially flat base material, a seating surface on the other main surface, a flank surface on the side surface, and a cutting edge at the intersection ridge of the rake surface and the flank surface In the manufacturing method of the throw-away tip provided with a sensor line for detecting wear of the cutting edge on the flank near the cutting edge,
Forming a conductive film on the surface of the base material;
A step of Ru a recess or through-hole approximately at the center of the inscribed circle of the cross edges of the at least one main face and the flank of the base material,
A pair of plunger pins are brought into contact with the recess or the through hole, and the base material is sandwiched from both the scoop surface and the seating surface by the pair of plunger pins, and a center axis of the base material is obtained by a centripetal effect. , Moving the central axes of the pair of plunger pins substantially in a straight line;
Removing the conductive film on the side surface of the base material by laser irradiation to form a sensor line pattern; and
Rotating the base material by a predetermined angle with respect to the central axis of the pair of plunger pins, removing the conductive film by laser irradiation on the other side surface of the base material, and forming a sensor line pattern; A method for manufacturing a throw-away tip.
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