JP4303452B2 - DLC coating method for cutting tools - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面硬度180Hv(ビッカース硬度)以下の軟質金属を切削する切削工具へのDLCコーティング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
表面硬度が180Hv以下の軟質金属としては、アルミニウム/アルミニウム合金や銅/銅合金や黄銅等を挙げることができる。このような軟質金属を削るにあたっては、コーティングや表面改質をせずに、そのまま状態で切削加工を施していた。例えば、図3(B)のような形状にするには、(A)の状態の母材を準備し、破線部分を切削加工していた。
このように、軟質金属をそのままで切削加工をした場合、材質が柔らかい(例えば、アルミニウムはビッカース硬度が20〜100Hv)ので、図3(B)のように切削方向の刃が抜ける側と切削面20の側壁部26にバリ24が発生してしまっていた。即ち、材質が柔らかく、延び易いため、延性破壊を起こし易く、バリ24が発生していた。
そこで、本発明者は、切削面20と直角をなす軟質金属の表面に軟質金属母材より硬質の表面処理12を施した後に切削加工し、表面を硬質にし、被研削物の刃物による削り取り時のモードを、従来の延性破壊ではなく、脆性破壊になるようにすることで、バリ24が発生しなくなるのではないかと考えた。すると、図4のように、切削工具30の刃先32部分が抜ける部分のバリ24は、予想通り完全に抑えることができた。
しかしながら、切削工具30の側面34部分が抜ける部分のバリ24は、従来に比べ小さくなってはいるが、予想に反し抑えることが出来なかった。これは、図5のように切削工具30の側面34部分に凝着した軟質金属10が、既切削溝内壁の軟質金属10と凝着し、工具の回転により、表面の堅い表面処理部分12を乗り越えて軟質金属10の素材(柔らかい部分)から引き出されているからである。
その為、本発明者は、軟質金属10の切削にあたっては、切削面20と直角をなす該軟質金属10の表面に該軟質金属10母材より硬質の表面処理12を施し、切削工具30の側面部分に表面が非常に滑らかで、耐磨耗性、耐凝着性、低摩擦係数、離形性などの面で非常に優れたDLCコーティング36を施して、切削加工すればよいのではないかと考えた。すると、図6のように、全てのバリ発生を抑制することができた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、軟質金属の切削にあたっては、切削面20と直角をなす該軟質金属10の表面に該軟質金属10母材より硬質の表面処理12を施し、切削工具にDLCコーティング36を施して、切削加工すれば、全てのバリ発生を抑制することができることは解った。
従来から切削工具(例えば、ドリルやエンドミル)の刃先部分にDLCコーティングを施して、刃先が構成刃先になるのを防ぐことは行われているが、溝フライスやすりわりフライスやメタルソーと言った切削工具の側面部分にDLCコーティングを施すことは行われていなかった。
切削工具の側面部分に、DLCコーティングを施すにあたっては、刃先部分の電流密度が大きくなると言ったエッジ効果によりDLCコーティングが、刃先部分の側面にうまく付かないと言った課題があった。
切削工具の刃先部分の側面に、DLCコーティングが付かないと軟質金属を削った際にバリ発生を抑制することが出来なくなってしまう。
【0004】
本発明は、軟質金属10に切削加工をしても、バリ24が発生しないように、切削工具の刃先部分の側面に容易にDLCコーティングを施すことが出来る方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、メタルソー、溝フライス又はすりわりフライスの切削工具30へのDLCコーティング方法において、前記切削工具30の全ての刃先32部分を、前記切削工具30の厚みより0.2〜10mm大きい幅の金属板38で接するように覆うことにより前記金属板38の外周部付近にエッジ効果を持たせて、前記切削工具30にDLCコーティングを施すことにより達成できる。
前記DLCコーティング36とは、ダイヤモンドライクカーボンの略で、主に炭素と水素から構成されるアモルファス(非晶質)状のカーボン膜の事で、硬度はダイヤモンドに近い。
【0006】
【発明の実施の形態】
図に基づいて、本発明の切削工具30へのDLCコーティング方法について説明する。
図1(A)は切削工具の刃先部分を金属板等で覆った状態の部分的な斜視図であり、(B)は切削工具を金属板等で覆った状態の側面図であり、(C)は(B)の中央で切断した断面図である。図2は、図1のように金属板等で覆う具体例の説明図である。
本発明は、前記切削工具30側にDLCコーティング36を施す方法に関するものであり、前記切削工具30には、メタルソーやそれに類似する溝フライスやすりわりフライス等が考えられる。即ち、刃先32部分の側面34に刃でない部分を有するものである。
切削工具30にDLCコーティング36を施す目的は、切削時に軟質金属10の素材が前記切削工具30に凝着をすることを防ぐためである。また、DLCコーティング36は、ダイヤモンドと異なりアモルファス状をしているため、表面は非常に滑らかで、耐磨耗性、耐凝着性、低摩擦係数、離形性などの面で非常に優れている。
【0007】
前記切削工具そのままの状態で、DLCコーティング36を前記切削工具30の側面34に施そうとすると、課題で説明したように刃先32部分にDLCコーティング36がうまく付かない。そこで、本発明者は前記切削工具30の刃先32部分をエッジにしない方法はないかと考え、前記刃先32部分を図1のように金属板38等で覆うことを考えた。即ち、全ての刃先32部分が金属板38等に接するように覆うことで、図1(C)のように刃先32部分がエッジでは無くなり、エッジ効果が金属板38の外周部等に移ることになる。
金属板38等の大きさは、切削工具30の刃先32部分のエッジが無くなり、エッジが金属板38に移れば如何なる大きさでもよく、切削工具30の厚みより0.2〜10mm程度大きくし、覆った際に切削工具30の両側に幾分突出していれば十分である。逆にあまり突出量が大きいと刃先32先端部分の側面34にDLCが付き難くなってしまう。
図2に基づいて、図1の具体例について説明する。図2(B)のように金属板38の一端側に突起40を設け、もう一端側に(A)のように引き止め孔42を設ける。突起40を設けた一端側で、突起40が突出した側と反対側にはテーフ゜等を貼っておく。
前記切削工具30の1つの刃先32を前記突起40に引っ掛け、全ての刃先32を金属板38で覆うように引き止め孔42を設けた側を引っ張り、テープで仮止めする。その後、溶接やカシメによって、金属板38が切削工具30から外れないように固定した後に、DLCコーティング36を行う装置内の所定の位置に、引き止め孔42にボルトを入れ、金属板38で覆われた切削工具30が倒れないように固定する。切削工具30の側面34がDLC36の吹き付け口に対して直角になるように固定し、固定した台を回転させれば切削工具30の両側面34を1度にDLCコーティング36することも可能である。
【0008】
少なくとも前記切削工具30の刃先32の両側面34部分にだけ施す場合や少なくとも前記切削工具30の刃先32の両側面34部分の刃先32先端から3mmの範囲に施す場合には、DLCコーティングを施さない部分にマスキングを施しておく。
【0009】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る切削工具30へのDLCコーティング方法によると、次のような優れた効果が得られる。
(1)切削工具30の全ての刃先32部分を覆った後に、前記切削工具30にDLCコーティング36を施しているので、刃先32部分にエッジ効果が起こることがなく、確実に刃先32部分の側面34にDLCコーティング36を施すことが出来た。
(2)図2のような金属板38を用いることで、容易に切削工具30の全ての刃先32部分を覆うことができ、確実に切削工具30の側面34にDLCコーティング36を施すことができる。
(3)軟質金属10を切削する際に、切削面20と直角をなす軟質金属10の表面に硬質の表面処理12を施し、かつ、切削工具30にDLCコーティング36を施して切削加工しているので、刃先32が抜ける面側と切削面20の側壁部26にバリ24が発生することが無くなった。
(4)切削工具30にDLCコーティング36を施しているので、切削する際に、切削工具30に軟質金属10素材が凝着することが無くなりバリ24発生を抑止出来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)切削工具の刃先部分を金属板等で覆った状態の部分的な斜視図である。
(B)切削工具を金属板等で覆った状態の側面図である。
(C)(B)の中央で切断した断面図である。
【図2】図1のように金属板等で覆う具体例の説明図である。
【図3】(A)切削加工前の軟質金属母材の斜視図である。
(B)切削加工後のバリの発生状態の説明図である。
【図4】切削物に表面処理を施して、切削した後の切削物の状態図である。
【図5】図4の状態での課題説明図である。
【図6】切削加工後の軟質金属の斜視図である。
【符号の説明】
10 軟質金属
12 表面処理層
14 A面
20 切削面
24 バリ
26 側壁部
30 切削工具
32 刃先
34 側面
36 DLCコーティング
38 金属板
40 突起
42 引き止め孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a DLC coating method for a cutting tool for cutting a soft metal having a surface hardness of 180 Hv (Vickers hardness) or less.
[0002]
[Prior art]
Examples of the soft metal having a surface hardness of 180 Hv or less include aluminum / aluminum alloy, copper / copper alloy, and brass. When cutting such a soft metal, cutting was performed as it was without coating or surface modification. For example, in order to obtain the shape as shown in FIG. 3B, the base material in the state of (A) was prepared, and the broken line portion was cut.
In this way, when the soft metal is cut as it is, the material is soft (for example, aluminum has a Vickers hardness of 20 to 100 Hv). The
Therefore, the present inventor applied the surface of the soft metal perpendicular to the
However, the
Therefore, when cutting the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when cutting a soft metal, the surface of the
Conventionally, DLC coating has been applied to the cutting edge of cutting tools (for example, drills and end mills) to prevent the cutting edge from becoming a built-up cutting edge. The DLC coating was not applied to the side surface portion.
When the DLC coating is applied to the side surface portion of the cutting tool, there is a problem that the DLC coating does not adhere well to the side surface of the blade edge portion due to the edge effect that the current density of the blade edge portion increases.
If the DLC coating is not attached to the side surface of the cutting edge portion of the cutting tool, the generation of burrs cannot be suppressed when the soft metal is cut.
[0004]
An object of the present invention is to provide a method in which a DLC coating can be easily applied to the side surface of a cutting edge portion of a cutting tool so that a
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention, a metal saw, in DLC coating process to slotting cutter or slotted
The
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Based on the drawings, a DLC coating method for the
FIG. 1A is a partial perspective view of a cutting tool with a cutting edge covered with a metal plate or the like, and FIG. 1B is a side view of a cutting tool covered with a metal plate or the like. ) Is a cross-sectional view cut at the center of (B). FIG. 2 is an explanatory view of a specific example covered with a metal plate or the like as shown in FIG.
The present invention relates to a method of applying the
The purpose of applying the
[0007]
If the
The size of the
A specific example of FIG. 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2B, a
One
[0008]
If at least the applied to the range from the
[0009]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the DLC coating method for the
(1) after covering all of the
(2) By using the
(3) When the
(4) Since the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a partial perspective view of a state in which a cutting edge portion of a cutting tool is covered with a metal plate or the like.
(B) It is a side view of the state which covered the cutting tool with the metal plate etc.
(C) It is sectional drawing cut | disconnected in the center of (B).
FIG. 2 is an explanatory diagram of a specific example covered with a metal plate or the like as in FIG.
FIG. 3A is a perspective view of a soft metal base material before cutting.
(B) It is explanatory drawing of the generation | occurrence | production state of the burr | flash after a cutting process.
FIG. 4 is a state diagram of the cut object after the surface treatment is performed on the cut object and cut.
FIG. 5 is an explanatory diagram of problems in the state of FIG. 4;
FIG. 6 is a perspective view of a soft metal after cutting.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記切削工具の全ての刃先部分を、前記切削工具の厚みより0.2〜10mm大きい幅の金属板で接するように覆うことにより前記金属板の外周部付近にエッジ効果を持たせて、前記切削工具にDLCコーティングを施したことを特徴とする切削工具へのDLCコーティング方法。 In a DLC coating method on a metal saw, groove milling or sliding milling cutting tool,
Wherein all of the cutting edge portion of the cutting tool, made to have an outer peripheral edge effects in the vicinity of the cutting tool the metal plate by more 0.2~10mm cover in contact with a metal plate having a width greater thickness, the cutting A DLC coating method for a cutting tool, wherein the tool is subjected to DLC coating.
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