JP4105855B2

JP4105855B2 - Cutting tools

Info

Publication number: JP4105855B2
Application number: JP2001195882A
Authority: JP
Inventors: 剛深野; 英明片岡; 歩鳥本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP2003011003A

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切削工具に関し、特に切刃の摩耗を検知するセンサラインを設けた切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、切削工具の熱的、機械的、電気的変化を利用して切削工具の寿命を検知する方法が検討されている。例えば、特開２０００−９４２７２号公報では、図４に示すように、母材４０表面の逃げ面４１の切刃４２部分に沿って一定幅のセンサライン（薄膜回路）４３を形成したスローアウェイチップ４４等の切削工具を作製し、該チップ４４で被削材を切削しながらセンサライン４３の電気抵抗を測定することにより、工具寿命を判定する方法が開示されている。
【０００３】
また、切削工具は、被削材、切削速度、切り込み等の使用条件によって切削による摩耗形態が異なり、例えば、被削材として鉄やステンレス等の難削材を用いると、図４に示すように、切刃（コーナー部）４７から所定距離離間した位置に一次境界摩耗や二次境界摩耗などの境界摩耗４５が広い幅にわたって発生する場合があるが、これら境界摩耗４５は一般的には被削材の面粗度や被削材寸法精度に対する影響が少なく、一般的な工具の寿命は被削材の仕上げ面を左右する切刃（コーナー部）４７の摩耗（ノーズ摩耗）４６の幅によって決定されることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図４のように、逃げ面４１の切刃４２部分に一定幅ｗのセンサライン４３を形成したスローアウェイチップ４４では、ノーズ摩耗（コーナー部の摩耗、摩耗幅Ｗ１＜ｗ）４６４に対してはるかに大きな境界摩耗４５（摩耗幅Ｗ２＞ｗ）が進行するような条件にて切削を行う場合には、チップ４４の寿命を判定すべき切刃（コーナー部）４７の摩耗（ノーズ摩耗）幅Ｗ１が限界値に達する前にセンサライン４３が断線してしまい、工具寿命に至る前に損耗センサが過敏に作動して正確な寿命判定ができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、工具寿命に与える影響が少ない境界摩耗等の異常摩耗によるセンサ機能の過敏作動を防止し、損耗センサを正確に作動することができる切削工具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】
本発明者は、上記課題に対しセンサラインの設計について検討した結果、逃げ面の切刃に沿って平行にセンサラインを形成するとともに、該センサラインの一部に幅の広い領域を設けることによって、境界摩耗等の工具寿命に影響しない摩耗によってセンサ回路が断線することを防止し、センサ回路の過敏な反応を抑制して、センサを正確に作動させることができることを知見した。
【０００７】
すなわち、本発明の切削工具は、請求項１に係る発明は、母材の一主面側にすくい面、他の主面側に着座面、および前記すくい面と交差する側面に逃げ面を形成し、前記すくい面と逃げ面との交差稜部分に切刃が形成された切削工具において、前記切刃に沿って前記逃げ面にセンサラインを形成し、該センサラインは、前記切刃の損耗を検知する第１領域と、該切刃の損耗を検知する領域よりも幅が広く境界摩耗によって断線しない第２領域とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、上記発明において、前記すくい面および前記着座面が多角形状からなり、前記逃げ面が複数形成されて、前記すくい面と隣接する２つの前記逃げ面とが交差するコーナー部が複数形成されるとともに、前記第１領域が前記コーナー部に形成されているとともに、前記第２領域が前記コーナー部の先端から所定距離を離間した位置に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の切削工具の好適例であるスローアウェイチップの一例について、その概略斜視図である図１（（ａ）手前上方からみた斜視図、（ｂ）手前下方から見た斜視図および図１の要部拡大図である図２を基に説明する。
【００１２】
図１によれば、スローアウェイチップ１は、略平板状（図１では略直方体形状）を呈する母材２の一方の主面にすくい面５、他方の主面に着座面６を、側面に逃げ面７を形成し、すくい面５と逃げ面７との交差稜部分、特に図１のような主面が多角形状の場合には、逃げ面７が複数の平面からなり、すくい面５と隣接する２つの逃げ面７とが交差するコーナー部８に切刃９が形成されている。
【００１３】
また、図１によれば、逃げ面７の切刃９近傍に該切刃９に沿って平行に導電帯からなるセンサライン１０が設けられており、センサライン１０の形成位置と幅によって、工具寿命（摩耗量）の許容摩耗幅を規定することができる。
【００１４】
さらに、センサライン１０は、スローアウェイチップ１の表面に形成された接続ライン１１の接続部１２と接続され、センサライン１０および接続ライン１１によってセンサ回路１３が形成されている。
【００１５】
そして、例えば、センサライン１０の逃げ面７の内側端部１０ａの位置を切刃９の寿命基準量（切刃９の摩耗限界幅）、例えば０．０５〜０．７ｍｍに一致させておき、該切刃９にて切削加工を行うことにより、該切刃９の近傍に形成されたセンサライン１０の少なくとも一部が摩耗等の損傷により断線した時点で、センサライン１０間、すなわちセンサ回路１３が断線され、該センサ回路１３の両端に形成された一対の接続端子１４、１４（１４’、１４’）間の抵抗値を測定することによって、切刃９の寿命を検知することができる。
【００１６】
本発明によれば、センサライン１０の一部、特にコーナー部８から所定間隔Ｌ離間した位置にライン幅の広い領域（以下広幅領域と略す。）１０Ａを設けたことが大きな特徴であり、これによって、特に鋼等の切削時において広幅領域１０Ａ部分に境界摩耗等の工具寿命に影響しない摩耗が発生するような場合においてもセンサ回路１３が断線することを防止し、センサ回路１３の過敏な反応を抑制して、切刃９部分の摩耗幅が所定幅（例えばｗ）に達した時点で損耗センサが断線するようになる結果、損耗センサを正確に作動させることができる。
【００１７】
ここで、本発明によれば、センサライン１０に被削材が溶着することによる短絡を防止する意味で、刃先付近のセンサライン１０部はなるべく細い方がよく、この点で、図２に示すように、センサライン１０の幅ｗを次第に、換言すれば連続的または段階的に広くすることによってセンサライン１０の広幅領域１０Ａを形成することが望ましい。
【００１８】
また、センサライン１０の最小幅ｗ₁と最大幅ｗ₂との比（ｗ₁／ｗ₂）が０．０５〜０．９であることが望ましい。これは、０．０５未満では、境界摩耗が大きくなってもそれを検知できないため、境界摩耗が寿命の要因となってしまう。また、０．９より大きくなると、最大幅と最小幅の差が小さくなり、境界摩耗による検知のバラツキを防止できなくなる。
【００１９】
さらに、広幅領域１０Ａの形成位置は被削材や切り込み深さ等の切削条件によって異なるが、境界摩耗の発生傾向を考慮すれば、例えば、切刃９のコーナー部８の中央Ｃの位置から切刃９の長さＬが０．１〜４ｍｍ離間した位置から接続ライン１１（図１では第１の側面ライン１５）の接続部１２にわたって広幅領域１０Ａを形成することが望ましい。また、本発明によれば、広幅領域１０Ａは必ずしも接続部１２にわたって形成されている必要はなく、接続部１２から特定長さ離間して形成されていてもよい。さらに、切削条件によっては、コーナー部８に広幅領域１０Ａを形成してもよい。
【００２０】
一方、図１によれば、一対の接続端子１４、１４（１４’、１４’）を着座面６に形成しており、これによって、センサ回路１３を着座面６と接する後述のチップホルダ２０に形成した一対の外部回路２６、２６に容易に接続できる。
【００２１】
また、図１によれば、一方の接続端子１４とセンサライン１０との間は母材２の側面（逃げ面７）に形成された第１の側面ライン１５を介して接続され、またセンサライン１０の他方端は逃げ面７に形成された折り返しライン１６と接続部１２（１２ｂ）を介して接続され、さらに折り返しライン１６と他方の接続端子１４との間は逃げ面７（側面）に形成した第２の側面ライン１８を介して接続されている。つまり、図１によれば、センサ回路１３は、第１の接続端子１４−第１の側面ライン１５−接続部１２ａ−センサライン１０−接続部１２ｂ−折り返しライン１６−第２の側面ライン１８−第２の接続端子１４と経由される。なお、センサ回路１３は母材２に対して絶縁された状態で設けられ、センサ回路１３はそれ自体が所定の電気抵抗値を有する導電体にて構成される。
【００２２】
さらに、図１によれば、一対の接続端子１４、１４を隣接して形成しており、これによって、該一対の接続領域と接続される外部端子の位置決めが容易にできる。
【００２３】
また、本発明によれば、特にスローアウェイチップ等の着脱ができる切削工具において、両主面の各コーナー部８それぞれに切刃９が形成され、かつセンサライン１０が各切刃９近傍に１つづつ配設されている。
【００２４】
つまり、図１のように、母材２の主面が多角形状（図１では四角形）からなり、逃げ面７が複数（図１では４つ）形成されるとともに、主面２と隣接する２つの逃げ面７とが交差するコーナー部８を有する場合には、各コーナー部８それぞれ（図１では８つ）にセンサライン１０を形成することが望ましく、これによって、後述する使用方法により、８つのコーナー部８を順に用いて切削加工をすることができる。
【００２５】
なお、図１によれば、逃げ面７に形成された第１の側面ライン１５および第２の側面ライン１８は、センサ回路１３の接続端子１４、１４の配置位置と、該センサ回路１３の接続端子１４、１４の反対面に他のセンサ回路１３’の接続端子１４’、１４’の配置位置とが主面上の同じ位置となるように配置し、ともに後述する図３のチップホルダ２０の同じ外部端子２６に接続できるように、センサライン１０に対して（換言すれば切刃９に対して）、直交方向ではなく、所定の傾斜角度を有するように配設されている。
【００２６】
また、本発明によれば、スローアウェイチップ１の形状としては、図１に示すように主面（すくい面５および着座面６）が正方形に限定されるものではなく、円形、楕円形、正三角形等の他の正多角形、平行四辺形、菱形等が適応可能であり、また、スローアウェイチップ１の断面形状は長方形に限定されるものではなく、台形形状であってもよい。以上説明した形状の他、溝入れチップ等にもこの発明を適用することが可能である。
【００２７】
さらに、図１によれば、母材２の中央には、母材２を貫通するクランプ孔１９が形成されており、図１のスローアウェイチップ１をチップホルダ２０に取り付けた図３の一例に示すように、スローアウェイチップ１は、クランプ孔１９にクランプねじ２４が螺合されるか、もしくは、金具（図示せず）にてすくい面５側から押さえられることによりチップホルダ２０等に装着される。
【００２８】
また、図３によれば、チップホルダ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、またチップ２１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がスローアウェイチップ１のクランプ孔１９に差し込まれて、その先端がチップ座２２の中央に形成されたねじ孔２５に螺合されることによりスローアウェイチップ１はチップホルダ２０に装着される。
【００２９】
さらに、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ー部に設けられたセンサライン１０と接続された一方の接続端子１４、１４に対向する位置に、例えば、上方へ弾力付勢され、チップ座２２から数ｍｍ突出した一対の外部端子２６、２６が突設されている。そして、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によって外部端子２６、２６は押し下げられ、外部端子２６、２６の上端はチップ座２２と面一となる。このとき外部端子２６、２６の上端はスローアウェイチップ１の着座面６に設けられた一対の接続端子１４、１４とそれぞれ電気的に接触した状態となる。
【００３０】
また、図３によれば、外部端子２６、２６には、一点鎖線で示すように、チップホルダ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に接続されており、これによりポケット２１に装着されたスローアウェイチップ１の切刃９（切削に使用するコーナー部８）に設けられたセンサライン１０の抵抗値を測定することができる。
【００３１】
なお、図３の装着状態では、例えばスローアウェイチップ１のコーナー部８Ａの切刃９が切削に用いられる。そして、コーナー部８Ａの切刃９が摩耗した場合には、クランプねじ２４や押さえ金具を緩めて、すくい面５の中央を中心にしてスローアウェイチップ１を９０°回転させて、コーナー部８Ａと隣接する別のコーナー部８を切刃９として切削に使用できる。このようにスローアウェイチップ１を９０°ずつ回転させて、チップ１の一方の主面側の４つのコーナー部を順次切削に使用することができる。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等に装着すれば、他方の主面の４つのコーナー部を順に切削に使用することができ、合計８つのコーナー部８を使用することができる。なお、他方の主面のコーナー部を使用する場合は、すくい面と着座面が逆転して機能する。
【００３２】
一方、スローアウェイチップ１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／ＣｕｂｉｃＢｏｒｏｎＮｉｔｒｉｄｅ）、ダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ／ＰｏｌｙＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＤｉａｍｏｎｄ）等が好適に使用できる。
【００３３】
他方、センサライン１０、接続ライン（一対の接続端子１４、１４、第１および第２の接続ライン１５、１８、折り返しライン１６、接続部１２）等のセンサ回路１３を形成する導電帯は、スローアウェイチップ１の母材２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１０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１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が発生しにくいこと、耐酸化性に優れ、酸化物生成によるセンサライン１０の電気抵抗値の変化がなく、スローアウェイチップ１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、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等の４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ等の鉄族金属、あるいはＡｌなどの金属材料やＴｉＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｃｒ₃Ｃ₂、Ｍｏ₂Ｃ、ＷＣ、Ｗ₂Ｃ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＮｂＮ、ＴａＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮ、ＶＣＮ、ＮｂＣＮ、ＴａＣＮ、ＣｒＣＮ等の４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎの群から選ばれる少なくとも１種、特にＴｉＮ、（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ、（Ｔｉ、Ａｌ）ＣＮの群から選ばれる少なくとも１種、さらにはＴｉＮが好適である。
【００３４】
また、センサ回路１３を形成するには、例えば所定のセラミック粉末を成形、焼成することによって作製した母材２の表面のほぼ全面に、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、めっき法等の公知の薄膜形成法によって、所定厚み、特に母材２との密着性および所定の抵抗値に制御する点で０．０５〜２０μｍの導電性膜を被着形成した後、レーザ加工、マスクを用いたブラスト加工、ドリルを用いた切削加工等によって、所定パターンのセンサ回路１３に加工する。
【００３５】
加工によりセンサ回路１６を形成する方法としては、母材２表面に被着形成された導電性薄膜に対し、ＹＡＧレーザやＣＯ₂レーザを照射走査するようなレーザ加工が、微細で精度のよいラインを形成できるとともに、多種にわたる母材や被膜に対応できる点で望ましい。例えば、波長が１．０６μｍのＹＡＧレーザを用いる場合、５〜５０ｋＨｚ、９．０〜２５．０Ａの出力で幅３０〜６０μｍ、描画スピード５０〜３００ｍｍ／ｓで照射走査することが望ましい。
【００３６】
さらに、センサ回路１３は、母材２がアルミナ質焼結体、窒化珪素質焼結体、ｃＢＮ等の絶縁体である場合には、その表面に直接形成可能であるが、母材２が超硬合金やサーメット等の導電体である場合は、母材２の表面にアルミナ等の絶縁体からなる中間層を形成することが望ましい。なお、中間層は、ＰＶＤ法やＣＶＤ法等の公知の薄膜形成法を用いて、絶縁性を確保するとともに、中間層の剥離を防止するために１〜１０μｍの厚みに形成されることが望ましい。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明の切削工具によれば、境界摩耗等の工具寿命に影響しない摩耗によってセンサ回路が断線することを防止し、センサ回路の過敏な反応を抑制して、センサを正確に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切削工具の好適例であるスローアウェイチップの一例についての（ａ）手前上方からみた斜視図、（ｂ）手前下方からみた斜視図である。
【図２】図１のスローアウェイチップの要部拡大図である。
【図３】図１のスローアウェイチップを、チップホルダへ装着する一例を説明するための分解斜視図である。
【図４】従来のスローアウェイチップを説明するための概略斜視図である。
【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
７逃げ面
８コーナー部
９切刃
１０センサライン
１０Ａ広幅領域（ライン幅の広い領域）
ｗ₁ 最小幅
ｗ₂ 最大幅
Ｌコーナー部から広幅領域までの長さ
１１接読ライン
１２（１２ａ、１２ｂ）接続部
１３センサ回路
１４接続端子
１５第１の側面ライン
１６折り返しライン
１８第２の側面ライン
１９クランプ孔
２０チップホルダ
２１ポケット
２２チップ座
２３拘束面
２４クランプねじ
２５ねじ孔
２６外部回路
２８リード線
２９検知回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting tool used for cutting, and more particularly to a cutting tool provided with a sensor line for detecting wear of a cutting edge.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, methods for detecting the life of a cutting tool by utilizing thermal, mechanical, and electrical changes of the cutting tool have been studied. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-94272, as shown in FIG. 4, a throw-away tip in which a sensor line (thin film circuit) 43 having a constant width is formed along the cutting edge 42 portion of the flank 41 on the surface of the base material 40. A method is disclosed in which a tool life is determined by producing a cutting tool such as 44 and measuring the electrical resistance of the sensor line 43 while cutting the work material with the tip 44.
[0003]
In addition, the cutting tool has different wear forms due to cutting depending on the work conditions such as the work material, cutting speed, and cutting. For example, when a hard work material such as iron or stainless steel is used as the work material, as shown in FIG. Boundary wear 45 such as primary boundary wear and secondary boundary wear may occur over a wide width at a position spaced apart from the cutting edge (corner portion) 47 by a predetermined distance. The life of a general tool is determined by the width of the wear (nose wear) 46 of the cutting edge (corner portion) 47 that affects the finished surface of the work material. It is known that
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 4 above, in the throw-away tip 44 in which the sensor line 43 having a constant width w is formed on the cutting edge 42 portion of the flank 41, nose wear (corner wear, wear width W1 <w) 464 occurs. On the other hand, when cutting is performed under such a condition that a much larger boundary wear 45 (wear width W2> w) advances, wear (nose wear) of the cutting edge (corner portion) 47 whose life of the tip 44 should be determined is determined. ) The sensor line 43 is disconnected before the width W1 reaches the limit value, and there is a problem that the wear sensor is sensitively operated before the tool life is reached and accurate life judgment cannot be performed.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a cutting tool capable of accurately operating a wear sensor by preventing over-sensitive operation of a sensor function due to abnormal wear such as boundary wear that has little influence on tool life. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of examining the design of the sensor line with respect to the above problem, the present inventor formed a sensor line in parallel along the cutting edge of the flank and provided a wide region in a part of the sensor line. It was found that the sensor circuit can be prevented from being disconnected by wear that does not affect the tool life such as boundary wear, and the sensor circuit can be operated accurately by suppressing the sensitive reaction of the sensor circuit.
[0007]
In other words, the cutting tool of the present invention, the invention according to claim 1, forming surface rake on one principal surface of the base material, the seating surface to the other main surface, and a flank on a side surface intersecting the rake face In the cutting tool in which a cutting edge is formed at a crossing ridge portion between the rake face and the flank face, a sensor line is formed on the flank face along the cutting edge , and the sensor line is worn out of the cutting edge. a first region for detecting the, characterized in that it comprises a second region which is not disconnected by the width wide rather notch wear than the region for detecting the wear of the cutting edge.
[0008]
The invention according to claim 2, in the above invention, the rake surface and the seating surface is made of polygonal shape, wherein the flank is formed with a plurality, two of the flank surface adjacent to the rake surface intersects a corner A plurality of portions are formed, the first region is formed at the corner portion, and the second region is formed at a position spaced a predetermined distance from the tip of the corner portion. .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a schematic perspective view of an example of a throw-away tip which is a preferred example of the cutting tool of the present invention ((a) a perspective view seen from the upper front side, (b) a perspective view seen from the lower front side and FIG. 1) Description will be made based on FIG.
[0012]
According to FIG. 1, the throw-away tip 1 includes a scooping surface 5 on one main surface of a base material 2 having a substantially flat plate shape (substantially rectangular parallelepiped shape in FIG. 1), a seating surface 6 on the other main surface, and a side surface. When the flank 7 is formed and the ridge portion between the rake face 5 and the flank 7, especially the main surface as shown in FIG. 1 is polygonal, the flank 7 is composed of a plurality of planes. A cutting edge 9 is formed at a corner portion 8 where two adjacent flank surfaces 7 intersect.
[0013]
In addition, according to FIG. 1, a sensor line 10 made of a conductive band is provided in the vicinity of the cutting edge 9 of the flank 7 along the cutting edge 9, and depending on the formation position and width of the sensor line 10, The allowable wear width of the life (wear amount) can be defined.
[0014]
Further, the sensor line 10 is connected to a connection portion 12 of a connection line 11 formed on the surface of the throw-away chip 1, and a sensor circuit 13 is formed by the sensor line 10 and the connection line 11.
[0015]
For example, the position of the inner end portion 10a of the flank 7 of the sensor line 10 is matched with the life reference amount of the cutting blade 9 (the wear limit width of the cutting blade 9), for example, 0.05 to 0.7 mm. When cutting is performed with the cutting edge 9, at least a part of the sensor line 10 formed in the vicinity of the cutting edge 9 is disconnected due to damage such as wear, that is, between the sensor lines 10, that is, the sensor circuit 13. Is disconnected, and the lifetime of the cutting blade 9 can be detected by measuring the resistance value between the pair of connection terminals 14 and 14 (14 ′ and 14 ′) formed at both ends of the sensor circuit 13.
[0016]
According to the present invention, a large feature is that a wide line width region (hereinafter abbreviated as a wide region) 10A is provided in a part of the sensor line 10, particularly at a position spaced apart from the corner portion 8 by a predetermined distance L. This prevents the sensor circuit 13 from being disconnected even when wear that does not affect the tool life, such as boundary wear, occurs in the wide region 10A particularly when cutting steel or the like. As a result, the wear sensor is disconnected when the wear width of the cutting blade 9 portion reaches a predetermined width (for example, w), so that the wear sensor can be operated accurately.
[0017]
Here, according to the present invention, the sensor line 10 near the cutting edge is preferably as thin as possible in order to prevent a short circuit due to welding of the work material to the sensor line 10, and in this respect, as shown in FIG. Thus, it is desirable to form the wide region 10A of the sensor line 10 by gradually increasing the width w of the sensor line 10, in other words, continuously or stepwise.
[0018]
The ratio (w ₁ / w ₂ ) between the minimum width w ₁ and the maximum width w ₂ of the sensor line 10 is preferably 0.05 to 0.9. If it is less than 0.05, even if the boundary wear becomes large, it cannot be detected, so the boundary wear becomes a factor of the life. On the other hand, if the ratio is greater than 0.9, the difference between the maximum width and the minimum width becomes small, and detection variations due to boundary wear cannot be prevented.
[0019]
Furthermore, although the formation position of the wide area 10A differs depending on the cutting conditions such as the work material and the cutting depth, considering the tendency to generate boundary wear, for example, cutting from the position of the center C of the corner portion 8 of the cutting edge 9 is possible. It is desirable to form the wide area 10A from the position where the length L of the blade 9 is 0.1 to 4 mm apart from the connection portion 12 of the connection line 11 (first side line 15 in FIG. 1). Further, according to the present invention, the wide area 10 </ b> A does not necessarily need to be formed over the connection portion 12, and may be formed apart from the connection portion 12 by a specific length. Furthermore, the wide area 10 </ b> A may be formed in the corner portion 8 depending on cutting conditions.
[0020]
On the other hand, according to FIG. 1, a pair of connection terminals 14 and 14 (14 ′ and 14 ′) are formed on the seating surface 6, whereby the sensor circuit 13 is attached to a later-described chip holder 20 in contact with the seating surface 6. It can be easily connected to the pair of external circuits 26, 26 formed.
[0021]
In addition, according to FIG. 1, one connection terminal 14 and the sensor line 10 are connected via a first side line 15 formed on the side surface (flank 7) of the base material 2, and the sensor line. The other end of 10 is connected to a fold line 16 formed on the flank 7 via a connection portion 12 (12b), and a space between the fold line 16 and the other connection terminal 14 is formed on the flank 7 (side surface). The second side line 18 is connected. That is, according to FIG. 1, the sensor circuit 13 includes a first connection terminal 14-a first side line 15-a connection part 12a-a sensor line 10-a connection part 12b-a return line 16-a second side line 18-. Via the second connection terminal 14. The sensor circuit 13 is provided in an insulated state with respect to the base material 2, and the sensor circuit 13 is formed of a conductor having a predetermined electric resistance value.
[0022]
Further, according to FIG. 1, the pair of connection terminals 14 and 14 are formed adjacent to each other, whereby the positioning of the external terminals connected to the pair of connection regions can be facilitated.
[0023]
Further, according to the present invention, particularly in a cutting tool capable of attaching and detaching a throw-away tip or the like, the cutting edge 9 is formed at each corner portion 8 of both main surfaces, and the sensor line 10 is 1 near each cutting edge 9. It is arranged one by one.
[0024]
That is, as shown in FIG. 1, the main surface of the base material 2 has a polygonal shape (quadrangle in FIG. 1), a plurality of flank surfaces 7 (four in FIG. 1) are formed, and 2 adjacent to the main surface 2. In the case of having the corner portions 8 intersecting with the two flank surfaces 7, it is desirable to form the sensor lines 10 at the respective corner portions 8 (eight in FIG. 1). Cutting can be performed using the two corner portions 8 in order.
[0025]
According to FIG. 1, the first side face line 15 and the second side face line 18 formed on the flank 7 are arranged at positions where the connection terminals 14 and 14 of the sensor circuit 13 are arranged and the connection of the sensor circuit 13. 3 is arranged on the opposite surface of the terminals 14 and 14 so that the connection positions of the connection terminals 14 ′ and 14 ′ of the other sensor circuit 13 ′ are the same position on the main surface, and both of the chip holder 20 of FIG. In order to be able to connect to the same external terminal 26, the sensor line 10 (in other words, the cutting edge 9) is arranged so as to have a predetermined inclination angle instead of an orthogonal direction.
[0026]
Further, according to the present invention, the shape of the throw-away tip 1 is not limited to a square main surface (rake surface 5 and seating surface 6) as shown in FIG. Other regular polygons such as triangles, parallelograms, rhombuses and the like are applicable, and the cross-sectional shape of the throw-away tip 1 is not limited to a rectangle, but may be a trapezoidal shape. In addition to the shape described above, the present invention can be applied to a grooving chip or the like.
[0027]
Further, according to FIG. 1, a clamp hole 19 penetrating the base material 2 is formed at the center of the base material 2, and the throw-away tip 1 of FIG. 1 is attached to the tip holder 20 as an example of FIG. 3. As shown, the throw-away tip 1 is attached to the tip holder 20 or the like by a clamp screw 24 being screwed into the clamp hole 19 or being pressed from the rake face 5 side by a metal fitting (not shown). The
[0028]
Further, according to FIG. 3, a tip mounting pocket 21 is formed at the tip of the tip holder 20. The bottom surface of the pocket 21 is a chip seat 22. Further, the side surface of the pocket 21 is in contact with the side surface of the chip and serves as a restraining surface 23 for restraining the chip. The throw-away tip 1 is stored in the pocket 21, the seating surface 6 is brought into contact with the tip seat 22, and the side surface of the tip 21 is brought into contact with the restraining surface 23. Then, the clamp screw 24 is inserted into the clamp hole 19 of the throw-away tip 1 from above, and the tip thereof is screwed into the screw hole 25 formed in the center of the tip seat 22, whereby the throw-away tip 1 is inserted into the tip holder 20. It is attached to.
[0029]
Further, the tip seat 22 is positioned at a position facing one of the connection terminals 14, 14 connected to the sensor line 10 provided at the corner portion used for cutting the attached throw-away tip 1, for example, upward. A pair of external terminals 26, 26 that are elastically biased and protrude from the chip seat 22 by several mm are provided. When the throw-away tip 1 is mounted in the pocket 21, the external terminals 26 and 26 are pushed down by the seating surface 6 of the throw-away tip 1, and the upper ends of the external terminals 26 and 26 are flush with the tip seat 22. At this time, the upper ends of the external terminals 26 and 26 are in electrical contact with the pair of connection terminals 14 and 14 provided on the seating surface 6 of the throw-away tip 1.
[0030]
Further, according to FIG. 3, the external terminals 26, 26 are connected to lead wires 28 arranged in the chip holder 20 as shown by alternate long and short dash lines. The lead wires 28 are connected to a resistance such as an ohm meter. The resistance value of the sensor line 10 provided on the cutting edge 9 (corner portion 8 used for cutting) of the throw-away tip 1 attached to the pocket 21 is measured by being connected to the value detection circuit 29. Can do.
[0031]
In the mounted state of FIG. 3, for example, the cutting edge 9 of the corner portion 8A of the throw-away tip 1 is used for cutting. When the cutting edge 9 of the corner portion 8A is worn, the clamp screw 24 and the holding fitting are loosened, and the throw-away tip 1 is rotated by 90 ° around the center of the rake face 5, and the corner portion 8A and Another adjacent corner portion 8 can be used as a cutting edge 9 for cutting. Thus, the throw-away tip 1 can be rotated by 90 °, and the four corners on one main surface side of the tip 1 can be sequentially used for cutting. Furthermore, if the throwaway tip 1 is turned upside down and mounted on a holder or the like, the four corner portions of the other main surface can be used in order for cutting, and a total of eight corner portions 8 can be used. . In addition, when using the corner part of the other main surface, a rake surface and a seating surface function in reverse.
[0032]
On the other hand, as the base material of the throw-away tip 1, alumina sintered body, silicon nitride sintered body, cermet, cemented carbide, cubic boron nitride sintered body (CBN / Cubic Boron Nitride), diamond sintered A body (PCD / Poly Crystalline Diamond) etc. can be used conveniently.
[0033]
On the other hand, the conductive band forming the sensor circuit 13 such as the sensor line 10 and the connection line (the pair of connection terminals 14 and 14, the first and second connection lines 15 and 18, the return line 16 and the connection portion 12) is slow. The joining force of the away tip 1 to the base material 2 is strong, it does not react with the work material, the electric resistance value of the sensor line 10 always shows a predetermined value, the wear degree of the throw away tip 1 and the presence or absence of the occurrence of a chipping Throw-away tip 1 that can be accurately detected, that reaction products are less likely to be generated on the work surface of the work material, has excellent oxidation resistance, does not change the electrical resistance value of sensor line 10 due to oxide generation, and 4a, 5a, 6a metals such as Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, etc. for the reason that it is possible to accurately detect the degree of wear and the occurrence of defects Co, Ni, iron group metals such as Fe or a metal material and TiC, such Al,, VC, NbC, TaC , Cr 3 C 2, Mo 2 C, WC, W 2 C, TiN, VN, NbN, TaN, CrN , TiCN, VCN, NbCN, TaCN, CrCN, etc., group 4a, 5a, 6a group metal carbide, nitride, carbonitride, (Ti, Al) at least one selected from the group of N, especially TiN, (Ti, At least one selected from the group consisting of Al) N and (Ti, Al) CN, and further TiN are preferred.
[0034]
In order to form the sensor circuit 13, for example, a PVD method such as CVD, ion plating, sputtering, or vapor deposition is performed on almost the entire surface of the base material 2 produced by molding and firing a predetermined ceramic powder. After a conductive film having a thickness of 0.05 to 20 μm is deposited and formed by a known thin film forming method such as a plating method, the thickness is controlled to a predetermined thickness, particularly adhesion to the base material 2 and a predetermined resistance value, and then laser processing is performed. Then, the sensor circuit 13 having a predetermined pattern is processed by blasting using a mask, cutting using a drill, or the like.
[0035]
As a method of forming the sensor circuit 16 by processing, laser processing such as irradiating and scanning a YAG laser or CO ₂ laser on a conductive thin film deposited on the surface of the base material 2 is a fine and accurate line. This is desirable in that it can be formed and can be applied to a wide variety of base materials and films. For example, when a YAG laser having a wavelength of 1.06 μm is used, it is desirable to perform irradiation scanning at a width of 30 to 60 μm and a drawing speed of 50 to 300 mm / s at an output of 5 to 50 kHz, 9.0 to 25.0 A.
[0036]
Further, when the base material 2 is an insulator such as an alumina sintered body, a silicon nitride sintered body, or cBN, the sensor circuit 13 can be directly formed on the surface, but the base material 2 is super In the case of a conductor such as a hard alloy or cermet, it is desirable to form an intermediate layer made of an insulator such as alumina on the surface of the base material 2. The intermediate layer is preferably formed to a thickness of 1 to 10 μm using a known thin film forming method such as a PVD method or a CVD method in order to ensure insulation and prevent peeling of the intermediate layer. .
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the cutting tool of the present invention, the sensor circuit is prevented from breaking due to wear that do not affect the tool life of such notch wear, to suppress hypersensitivity reactions of the sensor circuit, accurate sensor Can be operated.
[Brief description of the drawings]
1A is a perspective view of an example of a throw-away tip that is a preferred example of a cutting tool according to the present invention, and FIG.
2 is an enlarged view of a main part of the throw-away tip in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining an example of mounting the throw-away tip of FIG. 1 on a tip holder.
FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining a conventional throw-away tip.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Throw away tip 2 Base material 5 Rake face 6 Seating face 7 Flank 8 Corner part 9 Cutting edge 10 Sensor line 10A Wide area (area with wide line width)
w ₁ Minimum width w ₂ Maximum width L Length from the corner portion to the wide region 11 Reading line 12 (12a, 12b) Connection portion 13 Sensor circuit 14 Connection terminal 15 First side line 16 Folding line 18 Second side Line 19 Clamp hole 20 Chip holder 21 Pocket 22 Chip seat 23 Restraint surface 24 Clamp screw 25 Screw hole 26 External circuit 28 Lead wire 29 Detection circuit

Claims

A rake face is formed on one principal surface side of the base material, a seating surface on the other principal surface side, and a flank face on a side surface intersecting with the rake face, and a cutting edge is formed at a cross ridge portion between the rake face and the flank face. In the formed cutting tool,
A sensor line is formed on the flank along the cutting edge ,
The sensor line is cut, characterized in that it comprises a first region for detecting the wear of the cutting edge, and a second region not broken by width wide rather notch wear than the region for detecting the wear of the cutting edge tool.

The rake face and the seating surface are formed in a polygonal shape, a plurality of the flank faces are formed, and a plurality of corner portions where the rake face and two adjacent flank faces intersect are formed,
2. The cutting tool according to claim 1, wherein the first region is formed in the corner portion, and the second region is formed at a position spaced a predetermined distance from a tip of the corner portion.