JP5031500B2 - Manufacturing method of diamond cutting member - Google Patents

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本発明はダイヤモンド切削部材に係り、特に、人工ダイヤモンドを利用したダイヤモンド切削部材の構成刃先による寿命低下を抑制するとともに、そのようなダイヤモンド切削部材を簡単且つ安価に製造する技術に関するものである。   The present invention relates to a diamond cutting member, and more particularly, to a technique for suppressing a decrease in life due to a constituent cutting edge of a diamond cutting member using artificial diamond and manufacturing such a diamond cutting member easily and inexpensively.

単結晶のダイヤモンドを素材として切れ刃およびすくい面が設けられ、台金やシャンク等の所定の保持具に一体的に固設されて切削加工に用いられるダイヤモンド切削部材が提案されている。特許文献1、2に記載のダイヤモンドバイトやダイヤモンドチップはその一例で、アルミニウムや銅合金等の軟質の非鉄金属材料の鏡面切削加工などに好適に用いられる。そして、このようなダイヤモンドとして、人工ダイヤモンドを使用することが提案されている(特許文献3、4参照)。人工ダイヤモンドの場合、一般に天然ダイヤモンドに比べて耐摩耗性は劣るものの、個々のばらつきが小さく、安定した品質(耐摩耗性能)が得られる。   There has been proposed a diamond cutting member which is provided with a cutting edge and a rake face using single crystal diamond as a raw material and is integrally fixed to a predetermined holder such as a base metal or a shank and used for cutting. Diamond tools and diamond chips described in Patent Documents 1 and 2 are examples thereof, and are suitably used for mirror cutting of soft non-ferrous metal materials such as aluminum and copper alloys. And it is proposed to use an artificial diamond as such a diamond (refer patent documents 3 and 4). In the case of an artificial diamond, although the wear resistance is generally inferior to that of natural diamond, individual variations are small and stable quality (wear resistance) can be obtained.

人工ダイヤモンドは、基本的に6つの{100}面を備える六面体形状、すなわち隣接する面が互いに直角な立方体や直方体である。図9の(a) 、(b) はその一例で、(a) の人工ダイヤモンド10は単純な直方体形状を成しており、{100}で表される6つの平面12を備えている一方、(b) の人工ダイヤモンド14は、(a) の人工ダイヤモンド10の角部に面取り状平面16を有する形状を成している。この面取り状平面16は、人工ダイヤモンド14の製造条件等によって生じるものであるが、本明細書では、このような面取り状平面16を有する人工ダイヤモンド14を含めて人工ダイヤモンド10と称して説明する。なお、上記『{・・・}』はミラー指数で、原子が一定の配列で配置されている結晶面を表しており、ダイヤモンドの場合、図12に示すように上記{100}面の他に{111}面、{110}面が一般に知られている。天然ダイヤモンドは、基本形状が八面体或いは十二面体形状を成している場合が多く、八面体の場合は総ての面が{111}面にて構成されており、十二面体の場合は総ての面が{110}面にて構成されている。図12の(a) 〜(c) において、左側の図は何れも結晶面を説明する立体模型で、右側の図は各結晶面における原子の配列を示す図である。   An artificial diamond is basically a hexahedral shape having six {100} faces, that is, a cube or a rectangular parallelepiped in which adjacent faces are perpendicular to each other. 9 (a) and 9 (b) are examples thereof, and the artificial diamond 10 of FIG. 9 (a) has a simple rectangular parallelepiped shape and includes six planes 12 represented by {100}. The artificial diamond 14 in (b) has a shape having a chamfered flat surface 16 at the corner of the artificial diamond 10 in (a). The chamfered flat surface 16 is generated depending on the manufacturing conditions of the artificial diamond 14 and the like. In the present specification, the artificial diamond 14 including the chamfered flat surface 16 is referred to as the artificial diamond 10 and described. Note that “{...}” Is a Miller index and represents a crystal plane in which atoms are arranged in a fixed arrangement. In the case of diamond, in addition to the {100} plane as shown in FIG. The {111} plane and the {110} plane are generally known. Natural diamonds often have octahedral or dodecahedron basic shapes. In the case of octahedrons, all faces are composed of {111} faces. All the surfaces are constituted by {110} surfaces. In (a) to (c) of FIG. 12, the left diagram is a three-dimensional model for explaining the crystal plane, and the right diagram is a diagram showing the arrangement of atoms in each crystal plane.

そして、上記人工ダイヤモンド10を切削部材として用いる場合、加工が困難なことから、例えば図10の(a) に示すように{100}面の一つをそのまますくい面20として使用し、先端面を前逃げ面22、その前逃げ面22とすくい面20とが交差する稜線を切れ刃24として、例えば図10の(b) に示すように円柱形状の被削材30を軸心まわりに回転させながら切れ刃24を外周面に押し当てるとともに、両者を被削材30の軸方向へ相対移動させて外周面に切削加工を行う旋削加工等に使用される。このような人工ダイヤモンド10は、図示しないシャンクの先端に取り付けられてバイトとして使用され、図10の(b) では、そのバイトが白抜き矢印で示すように被削材30に対して軸方向へ送り移動させられる。なお、前逃げ面22の両側には、必要に応じて横逃げ面26が設けられる。また、前逃げ面22は、所定の逃げ角を有するように斜めに研磨除去することが望ましい。
特開平2−145201号公報 特開2000−107912号公報 特開昭60−16306号公報 特開2002−254212号公報
When the artificial diamond 10 is used as a cutting member, since it is difficult to process, for example, one of the {100} faces is used as the rake face 20 as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 10 (b), a cylindrical work material 30 is rotated around the axis center by using the front flank 22 and a ridge line where the front flank 22 and the rake face 20 intersect as a cutting edge 24. The cutting edge 24 is pressed against the outer peripheral surface while being moved relative to each other in the axial direction of the work material 30 and used for turning or the like for cutting the outer peripheral surface. Such an artificial diamond 10 is attached to the tip of a shank (not shown) and used as a cutting tool. In FIG. 10B, the cutting tool 30 is arranged in the axial direction with respect to the work material 30 as indicated by a white arrow. It can be moved. Note that lateral relief surfaces 26 are provided on both sides of the front relief surface 22 as necessary. The front flank 22 is desirably polished and removed obliquely so as to have a predetermined clearance angle.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-145201 JP 2000-107912 A Japanese Patent Laid-Open No. 60-16306 JP 2002-254212 A

ところで、前記{100}面は原子が比較的密であるため、すくい面20および前逃げ面22については優れた耐摩耗性が得られる。切れ刃24は、単結晶の人工ダイヤモンド10の稜線にて構成されており、その稜線は図9の(a) に斜線で示す面、すなわち{110}面を究極的に小さくしたもので、実質的に{110}面と同様の耐摩耗性能を有し、その稜線すなわち切れ刃24を{110}面と見做すことができる。したがって、切れ刃24に対して直角方向の背分力や主分力(図10の(b) 参照)に対しては優れた耐摩耗性が得られるが、切れ刃24と平行な方向、すなわち送り分力の方向の荷重に対しては弱く、図10の(b) に示すように被削材30の軸方向へ送り移動して旋削加工を行う場合には、十分な耐摩耗性が得られない。   By the way, since the {100} plane is relatively dense, excellent wear resistance is obtained for the rake face 20 and the front flank face 22. The cutting edge 24 is constituted by a ridge line of the single crystal artificial diamond 10, and the ridge line is the one shown in FIG. Thus, it has wear resistance similar to that of the {110} plane, and the ridge line, that is, the cutting edge 24 can be regarded as the {110} plane. Therefore, excellent wear resistance can be obtained with respect to the back component force and the main component force (see FIG. 10B) perpendicular to the cutting edge 24, but in the direction parallel to the cutting edge 24, that is, It is weak against the load in the direction of the feed component force, and as shown in FIG. 10 (b), sufficient wear resistance can be obtained when turning the workpiece by moving it in the axial direction of the work material 30. I can't.

一方、上記のように人工ダイヤモンド10の稜線部分は研磨除去することが比較的容易であることから、図11に示すように、人工ダイヤモンド10の対角位置の一対の稜線部分32、34をスカイフ(skive)盤等のダイヤモンド研磨盤により研磨除去することにより、一方をすくい面36とし、他方を接着面38としてシャンク等の保持具40に一体的に接着し、すくい面36の先端を切れ刃42として前記図10の(b) に示す旋削加工に使用することが考えられる。この場合には、最も耐摩耗性能が低い{110}面がすくい面36となり、切れ刃42が{110}面から所定角度傾斜した面となるため、図10のようにすくい面20が{100}面で切れ刃24が{110}面の場合に比較して耐久性が向上する。   On the other hand, as described above, it is relatively easy to polish and remove the ridge line portion of the artificial diamond 10, so as shown in FIG. By polishing and removing with a diamond polishing machine such as a (skive) machine, one side is used as a rake face 36 and the other is used as an adhesive face 38 so as to be integrally bonded to a holder 40 such as a shank. 42 may be used for the turning process shown in FIG. In this case, the {110} surface having the lowest wear resistance is the rake face 36, and the cutting edge 42 is a face inclined by a predetermined angle from the {110} face, so that the rake face 20 is {100} as shown in FIG. } The durability is improved compared to the case where the cutting edge 24 is {110} face.

しかしながら、すくい面36を構成している{110}面は、図12から明らかなように比較的大きな穴ぼこを有する蜂の巣構造を成しているため、アルミニウム等の被削材30の切り屑がその穴ぼこ内に侵入し、その切り屑に起因して構成刃先が生じ易くなり、工具寿命が損なわれる。切り屑は、人工ダイヤモンド10の内部まで侵入するため、再研磨後も早期に構成刃先が発生して十分な工具寿命が得られない。   However, since the {110} plane constituting the rake face 36 has a honeycomb structure having a relatively large hole as is apparent from FIG. 12, chips of the work material 30 such as aluminum are cut. Penetrates into the hole, and the cutting edge is likely to be generated due to the chips, and the tool life is deteriorated. Since the chips penetrate into the artificial diamond 10, the constituent cutting edges are generated early even after re-polishing, and a sufficient tool life cannot be obtained.

一方、人工ダイヤモンド10を保持具40に直接接着する方法として、活性金属ロウによる接着技術が知られているが、活性金属ロウにより十分な接着強度を得るためには十分な接着面積が必要で、前記接着面38を十分に大きくしなければならないため、その接着面38の研磨加工が面倒で時間が掛かり、製造コストが高くなるという別の問題もある。また、接着面38が平坦面であるため、保持具40に対する位置決めが困難で十分な位置精度を確保することが難しく、結果として保持具40に対する切れ刃42やすくい面36の位置精度が損なわれる可能性があり、位置決め用の段差等を設ける必要がある。なお、上記活性金属ロウによる接着は、脱酸素雰囲気中で人工ダイヤモンド10を加熱することによりチタン(Ti)やクロム(Cr)等の活性金属の膜を表面に生じさせ(メタライズ)、銀および銅を含む銀ロウでその人工ダイヤモンド10を超硬合金等の保持具40に対して直接接着するものである。   On the other hand, as a method of directly bonding the artificial diamond 10 to the holder 40, an adhesion technique using an active metal brazing is known, but a sufficient bonding area is necessary to obtain a sufficient bonding strength by the active metal brazing, Since the bonding surface 38 must be made sufficiently large, there is another problem that the polishing process of the bonding surface 38 is troublesome and takes time, and the manufacturing cost increases. Further, since the bonding surface 38 is a flat surface, it is difficult to position the holder 40 and it is difficult to ensure sufficient positional accuracy. As a result, the position accuracy of the surface 36 that is easy to cut with respect to the holder 40 is impaired. There is a possibility, and it is necessary to provide a step or the like for positioning. In addition, the adhesion by the above active metal brazing produces a film of an active metal such as titanium (Ti) or chromium (Cr) on the surface by heating the artificial diamond 10 in a deoxygenated atmosphere (metallized), and silver and copper. The artificial diamond 10 is directly bonded to the holder 40 such as a cemented carbide alloy.

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、安定した品質が得られる人工ダイヤモンドを素材として切れ刃およびすくい面を形成したダイヤモンド切削部材において、{110}面をすくい面とする場合に比較して構成刃先の発生が抑制され、耐摩耗性と合わせて優れた工具寿命が得られるようにする一方、そのようなダイヤモンド切削部材を簡単且つ安価に製造できるようにすることにある。   The present invention has been made in the background of the above circumstances, and the object of the present invention is a {110} face in a diamond cutting member in which a cutting edge and a rake face are formed using an artificial diamond capable of obtaining stable quality. As compared with the case of using a rake face, the generation of a cutting edge is suppressed, and an excellent tool life is obtained in combination with wear resistance, while such a diamond cutting member can be easily and inexpensively manufactured. Is to make it.

第1発明は、基本的に6つの{100}面を備える六面体形状の単結晶の人工ダイヤモンドを素材として切れ刃およびすくい面が設けられ、所定の保持具に一体的に固設されて切削加工に用いられるダイヤモンド切削部材の製造方法であって、(a) 直角断面のV字溝が設けられた保持具を用意する保持具製作工程と、(b) 前記V字溝に前記六面体形状の人工ダイヤモンドの第1稜線部分を嵌め入れ、その第1稜線に隣接する一対の側面がそのV字溝の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めして一体的に固設する固設工程と、(c) 前記V字溝に嵌め入れられた前記第1稜線に対して対角位置の第2稜線部分を研磨除去してすくい面を形成する研磨工程と、を有し、且つ、(d) 前記すくい面は、前記第2稜線の長手方向の一端に設けられる切れ刃側へ向かうに従って{110}面から{111}面側へ5°〜30°の範囲内の所定の傾斜角度θで傾斜させられており、(e) 前記V字溝は、一対の壁面がそれぞれ45°で傾斜する対称断面形状を成すように前記保持具の平坦な取付面に設けられているとともに、長手方向においてその取付面に対して前記傾斜角度θと同じ角度で溝深さが変化するように傾斜させられており、(f) 前記研磨工程では、前記保持具の取付面と平行に前記第2稜線部分を研磨除去することにより前記すくい面を形成することを特徴とする。 The first invention is basic to the blade and rake face cutting a single crystal of artificial diamond hexahedral shape with six {100} plane as a material is provided, it is integrally fixed to a predetermined holder cutting A method of manufacturing a diamond cutting member used for processing, comprising: (a) a holder manufacturing step in which a holder having a V-shaped groove having a right-angle cross section is prepared; and (b) the hexahedral shape of the V-shaped groove. A fixing step of fitting and integrally fixing the first ridge line portion of the artificial diamond, positioning the pair of side surfaces adjacent to the first ridge line so as to be in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove, respectively; (c) the by second ridges partial polishing removal of diagonal positions relative fitted into was the first ridge line in a V-groove possess a polishing step of forming a rake face, a, and, (d) The rake face is a cut provided at one end in the longitudinal direction of the second ridge line. As it goes to the blade side, it is inclined from the {110} plane to the {111} plane side at a predetermined inclination angle θ within a range of 5 ° to 30 °. (E) The V-shaped groove has a pair of wall surfaces. It is provided on the flat mounting surface of the holder so as to have a symmetrical cross section inclined at 45 °, and the groove depth changes at the same angle as the inclined angle θ with respect to the mounting surface in the longitudinal direction. (F) In the polishing step, the rake face is formed by polishing and removing the second ridge line portion in parallel with the mounting surface of the holder .

第2発明は、第1発明のダイヤモンド切削部材の製造方法において、前記固設工程では、活性金属ロウにより前記人工ダイヤモンドを前記保持具のV字溝に対して一体的に接着することを特徴とする。   A second invention is characterized in that, in the diamond cutting member manufacturing method of the first invention, in the fixing step, the artificial diamond is integrally bonded to the V-shaped groove of the holder by an active metal braze. To do.

発明は、第1発明または第2発明のダイヤモンド切削部材の製造方法において、(a) 前記保持具はシャンクで、(b) 前記ダイヤモンド切削部材は、前記シャンクの先端部に前記人工ダイヤモンドが一体的に固設されたダイヤモンドバイトであることを特徴とする。 A third invention is the method of manufacturing a diamond cutting member according to the first or second invention, wherein (a) the holder is a shank, and (b) the diamond cutting member has the artificial diamond at the tip of the shank. It is a diamond tool fixed integrally.

第1発明のダイヤモンド切削部材の製造方法においては、保持具に設けられた直角断面のV字溝に六面体形状の人工ダイヤモンドの第1稜線部分を嵌め入れ、その第1稜線に隣接する一対の側面がそのV字溝の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めして一体的に固設し、第1稜線に対して対角位置の第2稜線部分を研磨除去してすくい面を形成するため、保持具に対して人工ダイヤモンドが高い精度で一定の姿勢に安定して保持され、すくい面を高い精度で研磨加工することができるとともに、第1稜線部分を研磨除去する必要がないため製造時間や製造コストが節減される。したがって、このような製造方法によれば、稜線の長手方向において{110}面から{111}面側へ5°〜30°の範囲内の所定の傾斜角度θで傾斜する傾斜面がすくい面として設けられるダイヤモンド切削部材を、簡単且つ安価に高い精度で製造できるようになる。 In the method for manufacturing a diamond cutting member according to the first aspect of the present invention, the first ridge line portion of the hexahedral hexagonal diamond is fitted into a V-shaped groove having a right cross section provided in the holder, and a pair of side surfaces adjacent to the first ridge line. Are positioned so as to be in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove, and are integrally fixed, and the second ridge line portion at a diagonal position with respect to the first ridge line is polished and removed to form a rake face. Since the artificial diamond is stably held in a fixed posture with high accuracy with respect to the holder, the rake face can be polished with high accuracy, and it is not necessary to polish and remove the first ridge line portion. And manufacturing costs are reduced. Therefore, according to this manufacturing method, the inclined surfaces rake surface inclined at a predetermined inclination angle θ in a range in the longitudinal direction from the {110} plane of 5 ° to 30 ° to the {111} plane side of the edge line The diamond cutting member provided as can be easily and inexpensively manufactured with high accuracy.

また、このようにして製造されるダイヤモンド切削部材は、六面体形状の人工ダイヤモンドの対角線方向にすくい面が設けられるため、すくい面等を再研磨して継続使用できる回数が多くなり、人工ダイヤモンドを有効的に利用できるとともに工具寿命が一層向上する。
また、すくい面が第2稜線の長手方向の一端に設けられる切れ刃側へ向かうに従って{110}面から{111}面側へ5°〜30°の範囲内の所定の傾斜角度θで傾斜させられているため、{110}面に対して垂直な穴ぼこが傾斜角度θに応じて切れ刃と反対方向へ傾斜させられ、切れ刃によって形成された切り屑が穴ぼこに侵入し難くなる。特に、傾斜角度θは5°以上であるため、穴ぼこへの切り屑の侵入が効果的に抑制され、構成刃先の発生による工具寿命の低下が良好に防止されるとともに、優れた耐摩耗性と相まって工具寿命が格段に向上する。また、傾斜角度θが30°以下であるため、{111}面に達する前であり、すくい面の研磨加工が可能であるとともに、スクラッチ状の疵が発生するなどして切れ刃の形状精度が損なわれることが抑制される。すなわち、{111}面の近傍では機械的研磨が殆ど不可能になるため、シャープな切れ刃を形成したり円弧等の所定形状の切れ刃を形成したりすることは難しいのである。因みに、傾斜角度θ≒35°36′の場合に{111}面となる。
更に、V字溝の一対の壁面がそれぞれ45°で傾斜する対称断面形状を成しているとともに、長手方向において取付面に対して上記傾斜角度θと同じ角度で溝深さが変化するように傾斜させられているため、研磨工程では保持具の取付面と平行に第2稜線部分を研磨除去すれば良く、すくい面を一層高い精度で簡単に研磨することができる。
In addition, since the diamond cutting member manufactured in this way is provided with a rake face in the diagonal direction of hexagonal artificial diamond, the number of times that the rake face and the like can be continuously polished is increased, and the artificial diamond is effectively used. The tool life is further improved.
Further, the rake face is inclined at a predetermined inclination angle θ within a range of 5 ° to 30 ° from the {110} plane to the {111} plane side as it goes toward the cutting edge provided at one end in the longitudinal direction of the second ridge line. Therefore, the hole hole perpendicular to the {110} plane is inclined in the direction opposite to the cutting edge in accordance with the inclination angle θ, and the chips formed by the cutting edge do not easily enter the hole hole. Become. In particular, since the inclination angle θ is 5 ° or more, the intrusion of chips into the hole is effectively suppressed, the deterioration of the tool life due to the generation of the constituent cutting edge is well prevented, and the wear resistance is excellent. The tool life is significantly improved in combination with the characteristics. Further, since the inclination angle θ is 30 ° or less, it is before the {111} plane is reached, the rake surface can be polished, and the shape accuracy of the cutting edge can be improved by generating scratch-like wrinkles. Damage is suppressed. That is, since mechanical polishing is almost impossible in the vicinity of the {111} plane, it is difficult to form a sharp cutting edge or a cutting edge having a predetermined shape such as an arc. Incidentally, the {111} plane is obtained when the inclination angle θ≈35 ° 36 ′.
Further, the pair of wall surfaces of the V-shaped groove have a symmetric cross-sectional shape inclined at 45 °, and the groove depth changes at the same angle as the inclination angle θ with respect to the mounting surface in the longitudinal direction. Since it is inclined, it is only necessary to polish and remove the second ridge line portion in parallel with the mounting surface of the holder in the polishing process, and the rake face can be easily polished with higher accuracy.

第2発明〜第発明は第1発明に従属しているため、第1発明と同様の作用効果が得られる。加えて、第2発明では、活性金属ロウにより人工ダイヤモンドが保持具のV字溝に一体的に接着されるが、単一の平坦面に比較して大きな接着面積が得られるため、優れた接着強度で接着できるとともに、比較的小さな取付部に対しても人工ダイヤモンドを十分な接着強度で取り付けることが可能で、取付部を十分に確保できない小さなダイヤモンド切削部材であっても好適に製造できる。 Since the 2nd invention-the 3rd invention are subordinate to the 1st invention, the same operation effect as the 1st invention is obtained. In addition, in the second invention, the artificial diamond is integrally bonded to the V-shaped groove of the holder by the active metal brazing, but since a large bonding area is obtained compared to a single flat surface, excellent bonding is achieved. together can be bonded with strength, can be attached to the artificial diamond even for relatively small mounting portion with sufficient bonding strength, even small diamond cutting member can not be sufficient attachment portion Ru can be preferably manufactured.

ダイヤモンド切削部材は、人工ダイヤモンドをシャンクに直接接着したダイヤモンドバイトや、所定の台金に接着されてバイトやその他の切削工具に取り付けて使用されるダイヤモンドチップなどである。人工ダイヤモンドは、前記図9の(a) に示すように立方体或いは直方体のものだけでなく、図9の(b) に示すようにそれ等の立方体や直方体の角部に面取り状の平面を有するものでも良い。   The diamond cutting member is a diamond cutting tool in which an artificial diamond is directly bonded to a shank, or a diamond tip that is bonded to a predetermined base metal and attached to a cutting tool or other cutting tool. Artificial diamonds are not only cubes or cuboids as shown in FIG. 9 (a), but also have chamfered planes at the corners of those cubes and cuboids as shown in FIG. 9 (b). Things can be used.

人工ダイヤモンドの稜線部分を研磨除去することによって設けられるすくい面は、その稜線の長手方向の一端に設けられる切れ刃側へ向かうに従って{110}面から{111}面側へ5°〜30°の範囲内の所定の傾斜角度θで傾斜させられているが、鏡面加工等の優れた加工精度が得られるようにする上では、傾斜角度θを5°〜20°の範囲内とすることが望ましい。また、加工精度よりも耐摩耗性を重視する場合には、より{111}面に近くなるように傾斜角度θを15°〜30°の範囲内とすることが望ましい。すくい面の研磨には、スカイフ盤等のダイヤモンド研磨技術が好適に用いられる。本明細書では、{110}面から{111}面側へ傾斜角度θで傾斜させられている面を、『{110}+θ』と表現する。   The rake face provided by polishing and removing the ridge line portion of the artificial diamond is 5 ° to 30 ° from the {110} face to the {111} face side toward the cutting edge side provided at one end in the longitudinal direction of the ridge line. Although it is inclined at a predetermined inclination angle θ within the range, it is desirable that the inclination angle θ be in the range of 5 ° to 20 ° in order to obtain excellent processing accuracy such as mirror finishing. . When the wear resistance is more important than the processing accuracy, it is desirable that the inclination angle θ be in the range of 15 ° to 30 ° so as to be closer to the {111} plane. For polishing the rake face, a diamond polishing technique such as a Skyf disk is suitably used. In this specification, a surface that is inclined from the {110} plane to the {111} plane side at an inclination angle θ is expressed as “{110} + θ”.

上記傾斜角度θは、人工ダイヤモンドの稜線とすくい面との間の角度で、具体的には稜線の両側の面からそれぞれ45°の方向、すなわち両側の面によって形成される角の二等分線の方向へすくい面まで下ろした角度であり、すくい面が稜線に対して対称的に稜線の両側へ広がるように設けられた場合には、そのすくい面の中心線と稜線との間の角度である。したがって、その場合には元の稜線とすくい面の中心線とを結ぶ中心面に対して垂直にすくい面が形成されるが、中心面に対して垂直な方向から多少傾斜(例えば±5°程度以下)するように、言い換えれば稜線に対してやや非対称にすくい面が設けられても良い。V字溝も、必ずしも厳密に断面が対称形状である必要はなく、±5°程度の範囲内で断面形状が傾斜していても差し支えない。 The inclination angle θ is an angle between the ridge line of the artificial diamond and the rake face, specifically, a bisector of the angle formed by the direction of 45 ° from each side face of the ridge line, that is, an angle formed by both side faces. If the rake face is provided so as to spread to both sides of the ridge line symmetrically with respect to the ridge line, the angle between the center line of the rake face and the ridge line is is there. Therefore, in this case, a rake face is formed perpendicular to the center plane connecting the original ridge line and the center line of the rake face, but is slightly inclined from the direction perpendicular to the center plane (for example, about ± 5 °). In other words, a rake face may be provided that is slightly asymmetric with respect to the ridgeline . The V- shaped groove does not necessarily have a strictly symmetrical cross section, and the cross sectional shape may be inclined within a range of about ± 5 °.

保持具の材質としては超硬合金が好適に用いられるが、モリブデン等の他の金属材料を採用することもできる。活性金属ロウで接着する場合、接着後の温度変化で剥離することが無いように、熱膨張係数が人工ダイヤモンドと略同じか小さいものを採用する必要がある。超硬合金製の保持具の場合、V字溝を有する状態で成形、焼結することもできるが、研削加工等により後からV字溝を設けることも可能である。V字溝の底と人工ダイヤモンドの稜線との干渉を回避するために、V字溝の底に矩形断面或いは円弧断面等の逃げ溝を設けたり、人工ダイヤモンドの稜線部分を砥石等により研磨除去することが望ましい。この場合の研磨は、稜線部分を除去するだけで良く、精度は要求されないため、ダイヤモンド砥石等によって簡単に除去できる。   A cemented carbide is preferably used as the material of the holder, but other metal materials such as molybdenum may be employed. When adhering with an active metal braze, it is necessary to adopt one having a thermal expansion coefficient substantially the same as or smaller than that of artificial diamond so that it does not peel off due to a temperature change after adhesion. In the case of a cemented carbide holder, it can be molded and sintered with a V-shaped groove, but it can also be provided later by grinding or the like. In order to avoid interference between the bottom of the V-shaped groove and the ridgeline of the artificial diamond, a clearance groove having a rectangular cross section or an arc cross section is provided on the bottom of the V-shaped groove, or the ridgeline portion of the artificial diamond is polished and removed with a grindstone or the like. It is desirable. The polishing in this case only needs to remove the ridge line portion, and since accuracy is not required, it can be easily removed with a diamond grindstone or the like.

保持具に人工ダイヤモンドを固設する手段としては、活性金属ロウを用いて人工ダイヤモンドを保持具に対して直接接着することが望ましいが、第1発明の実施に際しては、他の接着技術や機械的な固設手段を採用することも可能である。 As a means for fixedly artificial diamond holder, it is desirable to bond directly the synthetic diamond against retainer using an active metal brazing, when the first shot Ming implementation, other bonding techniques and machines It is also possible to adopt a typical fixing means.

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例であるダイヤモンドバイト50を示す3面図で、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は(b) の左側面図すなわちダイヤモンドバイト50を先端側から見た図である。このダイヤモンドバイト50は、前記直方体形状の人工ダイヤモンド10を素材として所定形状に研磨した人工ダイヤモンド(研磨品)52が、超硬合金製のシャンク54の先端部に一体的に固設されたものである。シャンク54は、図2に単独で示すように、直方体形状の本体部56と、その本体部56の先端側に一体に設けられているとともに(b) の平面視において略三角形状を成している取付部58とを備えており、本体部56には旋盤等の刃物台にボルトを用いて固定するための2個のボルト穴60が設けられている。また、取付部58の平坦な上面(取付面)の中央には、シャンク54の前後方向(図2(a) 、(b) の左右方向)と平行にV字溝62が設けられ、図3に示すように研磨加工が施される前の人工ダイヤモンド10(以下、ダイヤモンド素材10という)が固設されるようになっている。本実施例では、断面が正方形の正四角柱形状(立方体でも可)のダイヤモンド素材10が用いられており、そのダイヤモンド素材10がシャンク54に一体的に固設された状態で研磨加工が施されることにより、すくい面70等を有する人工ダイヤモンド52とされる。図2および図3の(a) 〜(c) は、それぞれ図1の(a) 〜(c) に対応する図で、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は(b) の左側面図である。なお、ダイヤモンドバイト50はダイヤモンド切削部材で、シャンク54は保持具に相当する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a three-side view showing a diamond cutting tool 50 according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a front view, (b) is a plan view, and (c) is a left side view of (b). It is the figure which looked at 50 from the front end side. The diamond cutting tool 50 is an artificial diamond (polished product) 52 polished to a predetermined shape using the rectangular parallelepiped artificial diamond 10 as a raw material, and is integrally fixed to the tip of a cemented carbide shank 54. is there. As shown in FIG. 2, the shank 54 is provided integrally with a rectangular parallelepiped main body portion 56 and the front end side of the main body portion 56, and has a substantially triangular shape in a plan view of (b). The main body 56 is provided with two bolt holes 60 for fixing to a tool post such as a lathe using bolts. Further, a V-shaped groove 62 is provided at the center of the flat upper surface (mounting surface) of the mounting portion 58 in parallel with the front-rear direction of the shank 54 (the left-right direction in FIGS. 2A and 2B). As shown in FIG. 1, an artificial diamond 10 (hereinafter referred to as diamond material 10) before being polished is fixed. In the present embodiment, a diamond material 10 having a square cross section (or a cube) having a square cross section is used, and polishing is performed in a state where the diamond material 10 is integrally fixed to the shank 54. Thus, the artificial diamond 52 having the rake face 70 or the like is obtained. (A) to (c) in FIGS. 2 and 3 correspond to (a) to (c) in FIG. 1, respectively, (a) is a front view, (b) is a plan view, and (c) is a plan view. It is a left view of (b). The diamond tool 50 is a diamond cutting member, and the shank 54 is equivalent to a holder.

上記V字溝62は、一対の壁面64、66がシャンク54の上面に対してそれぞれ約45°で傾斜する対称直角断面形状を成すように設けられているとともに、そのV字溝62の長手方向すなわちシャンク54の前後方向において、後部側(図2(a) 、(b) における右方向)へ向かうに従って溝深さが深くなるように、シャンク54の上面に対して所定の傾斜角度θで傾斜させられている。そして、ダイヤモンド素材10は、図3に示すように正四角柱形状の長手方向の第1稜線13a部分がV字溝62内に嵌め入れられ、その第1稜線13aに隣接する一対の側面12a、12bがV字溝62の一対の壁面64、66にそれぞれ密着させられるとともに、後端面12cがV字溝62の背面68に当接するように位置決めされた状態で、シャンク54の取付部58に一体的に固設されている。V字溝62は、超硬合金製のシャンク54を成形する段階で設けることもできるが、焼結後に研削加工等により形成することも可能である。一対の壁面64、66が所定の面精度を有するように仕上げ研削等を行うようにしても良い。このようなV字溝62を有するシャンク54を用意する工程が保持具製作工程である。   The V-shaped groove 62 is provided so that the pair of wall surfaces 64 and 66 have a symmetrical right-angle cross-sectional shape inclined at about 45 ° with respect to the upper surface of the shank 54, and the longitudinal direction of the V-shaped groove 62 That is, in the front-rear direction of the shank 54, it is inclined at a predetermined inclination angle θ with respect to the upper surface of the shank 54 so that the groove depth increases toward the rear side (the right direction in FIGS. 2A and 2B). It has been made. As shown in FIG. 3, the diamond material 10 has a regular quadrangular prism-shaped first ridge line 13a portion fitted in the V-shaped groove 62, and a pair of side surfaces 12a, 12b adjacent to the first ridge line 13a. Are in close contact with the pair of wall surfaces 64 and 66 of the V-shaped groove 62, and the rear end surface 12 c is positioned so as to contact the back surface 68 of the V-shaped groove 62 and is integrated with the mounting portion 58 of the shank 54. Is fixed. The V-shaped groove 62 can be provided at the stage of molding the cemented carbide shank 54, but can also be formed by grinding after sintering. You may make it perform finish grinding etc. so that a pair of wall surfaces 64 and 66 may have predetermined surface precision. The process of preparing the shank 54 having such a V-shaped groove 62 is a holder manufacturing process.

ここで、上記V字溝62の底とダイヤモンド素材10の第1稜線13aとの干渉を避けるため、図3の(d-1) に示すようにその稜線13a部分を砥石等により研磨除去するか、(d-2) のようにV字溝62の底に矩形断面等の逃げ溝62sが設けられる。この場合の第1稜線13aの研磨は、稜線部分を除去するだけで良く、精度は要求されないため、ダイヤモンド砥石等によって簡単に除去できる。逃げ溝62sについても、荒加工等によって形成すれば良い。これにより、ダイヤモンド素材10の一対の側面12a、12bがV字溝62の一対の壁面64、66に対してそれぞれ確実に密着させられるようになり、シャンク54に対してダイヤモンド素材10が高い精度で一定の姿勢に位置決めされる。   Here, in order to avoid interference between the bottom of the V-shaped groove 62 and the first ridge line 13a of the diamond material 10, the ridge line 13a is removed by grinding with a grindstone or the like as shown in FIG. 3 (d-1). (D-2), a relief groove 62s having a rectangular cross section or the like is provided at the bottom of the V-shaped groove 62. The polishing of the first ridge line 13a in this case only needs to remove the ridge line portion, and since accuracy is not required, it can be easily removed with a diamond grindstone or the like. The escape groove 62s may be formed by roughing or the like. As a result, the pair of side surfaces 12 a and 12 b of the diamond material 10 can be reliably brought into close contact with the pair of wall surfaces 64 and 66 of the V-shaped groove 62, and the diamond material 10 can be highly accurately attached to the shank 54. Positioned in a fixed posture.

ダイヤモンド素材10は、活性金属ロウにより一対の側面12a、12bがV字溝62の一対の壁面64、66に一体的に接着されることにより、シャンク54の取付部58に対して一体的に固設される。活性金属ロウは、例えばチタン(Ti)やクロム(Cr)等の活性金属を2〜4%程度の割合で含んでいる銀ロウで、脱酸素雰囲気中でダイヤモンド素材10を800℃〜1000℃程度まで加熱することにより、チタン或いはクロム等の活性金属の膜を側面12a、12bの表面に生じさせ(メタライズ)、銀および銅を含む銀ロウによりその側面12a、12bをV字溝62の壁面64、66に直接接着する。その場合に、前記図3の(d-1) のように第1稜線13aが砥石等により研磨除去されるか、図3の(d-2) のようにV字溝62の底に逃げ溝62sが設けられることにより、側面12a、12bと壁面64、66とがそれぞれ確実に密着させられるようになっているため、接着面積が十分に確保されて高い接着強度が得られる。このように活性金属ロウによりダイヤモンド素材10をV字溝62に一体的に接着する工程が固設工程である。   The diamond material 10 is integrally fixed to the mounting portion 58 of the shank 54 by integrally bonding the pair of side surfaces 12a and 12b to the pair of wall surfaces 64 and 66 of the V-shaped groove 62 by active metal brazing. Established. The active metal brazing is a silver brazing containing an active metal such as titanium (Ti) or chromium (Cr) at a ratio of about 2 to 4%, and the diamond material 10 is about 800 to 1000 ° C. in a deoxygenated atmosphere. By heating up to a thickness, an active metal film such as titanium or chromium is formed on the surfaces of the side surfaces 12 a and 12 b (metallized), and the side surfaces 12 a and 12 b are made of silver brazing containing silver and copper into the wall surfaces 64 of the V-shaped grooves 62. , 66 directly. In that case, the first ridge 13a is removed by grinding with a grindstone or the like as shown in FIG. 3 (d-1), or the relief groove is formed at the bottom of the V-shaped groove 62 as shown in FIG. 3 (d-2). Since 62s is provided, the side surfaces 12a and 12b and the wall surfaces 64 and 66 are reliably brought into close contact with each other, so that a sufficient bonding area is secured and high bonding strength is obtained. Thus, the process of integrally bonding the diamond material 10 to the V-shaped groove 62 by the active metal brazing is a fixing process.

そして、このようにダイヤモンド素材10が所定の姿勢でシャンク54に一体的に固設された状態で、スカイフ盤等のダイヤモンド研磨技術によりそのダイヤモンド素材10に対して研磨処理が行われることにより、すくい面70等を有する人工ダイヤモンド52とされる。すなわち、例えば図4に示すように中心線Oまわりに回転駆動されるダイヤモンド研磨盤80の略水平な研磨面82と平行であって上下反対向きにシャンク54を保持し、ダイヤモンド素材10の前記第1稜線13aに対して対角位置の第2稜線13bをその研磨面82に押し当てることにより、その第2稜線13bがシャンク54の上面と平行に研磨除去され、元の第2稜線13bに対して前記傾斜角度θで傾斜するすくい面70が形成される。本実施例では第2稜線13bの一部が残っているが、ダイヤモンド素材10の長さ寸法や太さによっては、第2稜線13bが完全に無くなるまで研磨してすくい面70を設けるようにしても良い。ダイヤモンド素材10は、第2稜線13bを効率的に研磨除去できるように、図4の(a) における上方から見た平面視において、研磨面82の回転方向(接線方向)と第2稜線13bとが略平行となり、且つその先端側から研磨される姿勢で研磨面80に押圧される。本実施例のダイヤモンド素材10は断面が正方形の四角柱であるため、第2稜線13bは第1稜線13aの真上(図4(a) の研磨状態では真下)に位置しており、その第2稜線13bを研磨面82に押し付けて研磨する際の姿勢が安定する。図4の(a) は、シャンク54を上下反対向きに保持して研磨加工を行っている状態を示す図で、(b) および(c) は、その研磨加工によってすくい面70が形成された状態の平面図および左側面図である。   Then, with the diamond material 10 integrally fixed to the shank 54 in a predetermined posture as described above, the diamond material 10 is subjected to a polishing process by a diamond polishing technique such as a Skyf disk, thereby scooping. The artificial diamond 52 having the surface 70 and the like is used. That is, for example, as shown in FIG. 4, the shank 54 is held parallel to the substantially horizontal polishing surface 82 of the diamond polishing disk 80 that is rotationally driven around the center line O and in the opposite direction. By pressing the second ridge line 13b diagonally against the ridge line 13a against the polishing surface 82, the second ridge line 13b is removed by polishing parallel to the upper surface of the shank 54, and the original second ridge line 13b is removed. Thus, a rake face 70 inclined at the inclination angle θ is formed. In the present embodiment, a part of the second ridge line 13b remains, but depending on the length dimension and thickness of the diamond material 10, a rake face 70 may be provided by polishing until the second ridge line 13b is completely eliminated. Also good. The diamond material 10 has a rotational direction (tangential direction) of the polishing surface 82 and the second ridge line 13b in a plan view seen from above in FIG. 4A so that the second ridge line 13b can be efficiently polished and removed. Are pressed against the polishing surface 80 in a posture of being substantially parallel and polished from the tip side. Since the diamond material 10 of the present embodiment is a quadrangular prism with a square cross section, the second ridge line 13b is located immediately above the first ridge line 13a (just below in the polished state in FIG. 4A). The posture at the time of polishing by pressing the two ridge lines 13b against the polishing surface 82 is stabilized. 4A is a view showing a state where the shank 54 is held in the upside down direction and polishing is performed, and in FIG. 4B and FIG. 4C, the rake face 70 is formed by the polishing process. It is the top view and left view of a state.

図5は、ダイヤモンド素材10を単独で示す図で、(a) は研磨加工が行われる前の状態であり、その第2稜線13bが(b) に示すように傾斜角度θで斜めに研磨除去されることにより、(c) に示すすくい面70が形成される。その場合に、ダイヤモンド素材10の総ての稜線は{110}面で表されることから、すくい面70は、その{110}面から{111}面方向へ傾斜角度θと同じ角度だけ傾斜させられた面、すなわち{110}+θで表され、本実施例では傾斜角度θ=5°〜30°の範囲内の所定値に設定されている。言い換えれば、このすくい面70の{110}面からの傾斜角度θに合わせて前記V字溝62の傾斜角度θが定められているのである。   FIG. 5 is a diagram showing the diamond material 10 alone. (A) is a state before the polishing process is performed, and the second ridge line 13b is removed by polishing at an inclination angle θ as shown in (b). As a result, a rake face 70 shown in (c) is formed. In that case, since all the ridgelines of the diamond material 10 are represented by {110} planes, the rake face 70 is inclined from the {110} plane by the same angle as the inclination angle θ from the {111} plane direction. In this embodiment, the inclination angle θ is set to a predetermined value within the range of 5 ° to 30 °. In other words, the inclination angle θ of the V-shaped groove 62 is determined in accordance with the inclination angle θ of the rake face 70 from the {110} plane.

ダイヤモンド素材10にはまた、図1に示されるように、その前端面12d(図3参照)に対して所定の傾斜角度φで傾斜する前逃げ面72が設けられるとともに、その前逃げ面72の両側に一対の横逃げ面74、76が設けられ、すくい面70の傾斜方向の先端であって前逃げ面72と交差する部分に切れ刃78が設けられている。前逃げ面72の傾斜角度φは、逃げ角が大きくなる方向がマイナス(−)で、すくい面70のすくい角をa°、前逃げ面72の逃げ角をb°とした場合、前記傾斜角度θにそのすくい角a°と逃げ角b°とを加算したマイナスの角度に設定され、例えば−(θ+5°〜10°)程度に定められる。この前逃げ面72は、前端面12dが{100}面であることから、{100}−φで表される。一対の横逃げ面74、76は先端側において略交差させられており、その稜線によって前逃げ面72が構成されているとともに、切れ刃78はすくい面70と一対の横逃げ面74、76とが交差する頂点によって構成されている。このように、すくい面70や前逃げ面72、横逃げ面74、76を研磨加工する工程が研磨工程であり、これにより図1に示すように所定形状の人工ダイヤモンド52を備えたダイヤモンドバイト50が得られる。   As shown in FIG. 1, the diamond material 10 is also provided with a front flank 72 inclined at a predetermined inclination angle φ with respect to the front end face 12 d (see FIG. 3). A pair of lateral flank surfaces 74 and 76 are provided on both sides, and a cutting edge 78 is provided at the tip of the rake face 70 in the inclined direction and intersects the front flank surface 72. The inclination angle φ of the front flank 72 is minus (−) in the direction in which the flank increases, the rake angle of the rake face 70 is a °, and the rake angle of the front flank 72 is b °. It is set to a negative angle obtained by adding the rake angle a ° and the relief angle b ° to θ, and is set to about − (θ + 5 ° to 10 °), for example. The front flank 72 is represented by {100} −φ because the front end face 12d is a {100} plane. The pair of lateral flank surfaces 74 and 76 are substantially intersected at the front end side, and the ridge line forms a front flank surface 72, and the cutting edge 78 includes a rake surface 70 and a pair of lateral flank surfaces 74 and 76. Are made up of vertices that intersect. In this way, the process of polishing the rake face 70, the front flank 72, and the side flank 74, 76 is a polishing process. As a result, the diamond cutting tool 50 including the artificial diamond 52 having a predetermined shape as shown in FIG. Is obtained.

このように、本実施例ではシャンク54に設けられた直角断面のV字溝62に四角柱形状のダイヤモンド素材10の第1稜線13a部分を嵌め入れ、その第1稜線13aに隣接する一対の側面12a、12bがそのV字溝62の一対の壁面64、66にそれぞれ密着するように位置決めして一体的に固設し、第1稜線13aに対して対角位置の第2稜線13b部分を研磨除去してすくい面70を形成するため、シャンク54に対してダイヤモンド素材10が高い精度で一定の姿勢に安定して保持され、すくい面70を高い精度で研磨加工することができる。また、第1稜線13a部分を研磨除去する必要がないため、製造時間や製造コストが節減される。これにより、第2稜線13の長手方向において{110}面から{111}面側へ所定の傾斜角度θで傾斜する傾斜面がすくい面70として設けられるダイヤモンドバイト50を、簡単且つ安価に高い精度で製造することができる。 Thus, in this embodiment, the first ridge line 13a portion of the square columnar diamond material 10 is inserted into the V-shaped groove 62 provided in the shank 54 and having a right-angle cross section, and a pair of side surfaces adjacent to the first ridge line 13a. 12a and 12b are positioned and fixed integrally so as to be in close contact with the pair of wall surfaces 64 and 66 of the V-shaped groove 62, and the second ridge line 13b at a diagonal position with respect to the first ridge line 13a is polished. Since the rake face 70 is formed by removal, the diamond material 10 is stably held in a fixed posture with high accuracy with respect to the shank 54, and the rake face 70 can be polished with high accuracy. Moreover, since it is not necessary to polish and remove the first ridge line 13a, manufacturing time and manufacturing cost are reduced. Thus, the diamond tool 50 which is provided inclined surface inclined at a {110} a predetermined inclination angle to the {111} plane side from the surface θ in the longitudinal direction of the second ridgeline 13 b as a rake face 70, simply and inexpensively high It can be manufactured with accuracy.

また、このようにして製造されるダイヤモンドバイト50は、正四角柱形状のダイヤモンド素材10の対角線方向にすくい面70が設けられるため、すくい面70等を再研磨して継続使用できる回数が多くなり、人工ダイヤモンド52を有効的に活用できるとともに工具寿命が一層向上する。   Further, since the diamond cutting tool 50 manufactured in this way is provided with the rake face 70 in the diagonal direction of the square prismatic diamond material 10, the number of times that the rake face 70 and the like can be continuously used after being repolished increases. The artificial diamond 52 can be effectively used and the tool life is further improved.

また、本実施例では、活性金属ロウによりダイヤモンド素材10がシャンク54のV字溝62に一体的に接着されるが、単一の平坦面に比較して大きな接着面積が得られるため、優れた接着強度で接着できるとともに、比較的小さな取付部58に対してもダイヤモンド素材10を十分な接着強度で取り付けることが可能で、取付部58を十分に確保できない場合にも好適に適用される。   Further, in this embodiment, the diamond material 10 is integrally bonded to the V-shaped groove 62 of the shank 54 by the active metal brazing, but it is excellent because a large bonding area is obtained as compared with a single flat surface. In addition to being able to bond with adhesive strength, the diamond material 10 can be attached to a relatively small attachment portion 58 with sufficient adhesion strength, and the present invention is also suitably applied when the attachment portion 58 cannot be secured sufficiently.

また、本実施例では、すくい面70が第2稜線13bの長手方向の一端に設けられる切れ刃78側へ向かうに従って{110}面から{111}面側へ5°〜30°の範囲内の所定の傾斜角度θで傾斜させられているため、{110}面に対して垂直な穴ぼこが傾斜角度θに応じて切れ刃78と反対方向へ傾斜させられ、切れ刃78によって形成された切り屑が穴ぼこに侵入し難くなる。特に、傾斜角度θは5°以上であるため、穴ぼこへの切り屑の侵入が効果的に抑制され、構成刃先の発生による工具寿命の低下が良好に防止されるとともに、優れた耐摩耗性と相まって工具寿命が格段に向上する。また、傾斜角度θが30°以下であるため、{111}面よりも5°以上手前であり、すくい面70の研磨加工が可能であるとともに、スクラッチ状の疵が発生するなどして切れ刃78の形状精度が損なわれることが抑制される。   Further, in the present embodiment, the rake face 70 is in the range of 5 ° to 30 ° from the {110} plane to the {111} plane as it goes toward the cutting edge 78 provided at one end in the longitudinal direction of the second ridge line 13b. Since the hole is inclined at a predetermined inclination angle θ, a hole that is perpendicular to the {110} plane is inclined in a direction opposite to the cutting edge 78 according to the inclination angle θ, and is formed by the cutting edge 78. Chips are less likely to enter the hole. In particular, since the inclination angle θ is 5 ° or more, the intrusion of chips into the hole is effectively suppressed, the deterioration of the tool life due to the generation of the constituent cutting edge is well prevented, and the wear resistance is excellent. The tool life is significantly improved in combination with the characteristics. Further, since the inclination angle θ is 30 ° or less, the cutting edge is 5 ° or more before the {111} plane, the rake face 70 can be polished, and scratches are generated. It is suppressed that the shape accuracy of 78 is impaired.

ここで、本実施例では傾斜角度θが5°〜30°の範囲内の所定値に設定されるが、鏡面加工等の優れた加工精度が要求される場合には、シャープで高精度の切れ刃形状を得るために傾斜角度θを5°〜20°の範囲内、更には5°〜15°の範囲で設定することが望ましい。また、加工精度よりも耐摩耗性が要求される場合には、より{111}面に近くなって硬度が高くなるように傾斜角度θを15°〜30°の範囲内、更には20°〜30°の範囲内で設定することが望ましい。   Here, in this embodiment, the inclination angle θ is set to a predetermined value within a range of 5 ° to 30 °. However, when excellent machining accuracy such as mirror surface machining is required, sharp and high-precision cutting is performed. In order to obtain the blade shape, it is desirable to set the inclination angle θ within the range of 5 ° to 20 °, and further within the range of 5 ° to 15 °. In addition, when wear resistance is required rather than processing accuracy, the inclination angle θ is in the range of 15 ° to 30 °, and further 20 ° to be closer to the {111} plane and increase the hardness. It is desirable to set within a range of 30 °.

また、本実施例では、V字溝62の一対の壁面64、66がそれぞれ45°で傾斜する対称断面形状を成しているとともに、長手方向において傾斜角度θで溝深さが変化するように傾斜させられているため、研磨工程では図4の(a) に示すようにシャンク54を研磨面82と平行に保持して第2稜線13b部分を研磨除去すれば良く、すくい面70を一層高い精度で簡単に研磨することができる。   Further, in this embodiment, the pair of wall surfaces 64 and 66 of the V-shaped groove 62 have a symmetric cross-sectional shape that is inclined at 45 °, and the groove depth changes at an inclination angle θ in the longitudinal direction. In the polishing step, the shank 54 may be held in parallel with the polishing surface 82 and the second ridge 13b portion may be removed by polishing as shown in FIG. It can be easily polished with precision.

一方、前記傾斜角度θ=20°、傾斜角度φ=−25°ですくい面70を{110}+20°、前逃げ面72を{100}−25°とした本実施例のダイヤモンドバイト50と、前記図10のようにダイヤモンド素材10の{100}面をそのまますくい面20とし、前逃げ面22を{100}−5°とした従来のダイヤモンドバイトとを用意し、以下の加工条件で図6に示すように軸心まわりに回転駆動されるアルミニウム合金の端面に切削加工を行い、初期摩耗までの切削距離を調べたところ、図7に示す結果が得られた。
《加工条件》
被削材:アルミニウム合金(JIS−A5056)
切削形態:端面切削
切削速度:300m/min
フィード(径方向の送り):0.01mm/rev
On the other hand, the diamond cutting tool 50 of this example in which the rake face 70 is {110} + 20 ° and the front flank 72 is {100} −25 ° at the inclination angle θ = 20 °, the inclination angle φ = −25 °, As shown in FIG. 10, a conventional diamond cutting tool in which the {100} face of the diamond material 10 is used as the rake face 20 and the front flank 22 is {100} −5 ° is prepared. As shown in Fig. 7, the end face of the aluminum alloy that is rotationally driven around the axis was cut and the cutting distance until the initial wear was examined. The result shown in Fig. 7 was obtained.
"Processing conditions"
Work material: Aluminum alloy (JIS-A5056)
Cutting form: End face cutting Cutting speed: 300 m / min
Feed (radial feed): 0.01 mm / rev

図7に示す結果から明らかなように、本発明品によれば25km以上の切削加工が必要で、従来品に比べて工具寿命が格段に向上する。すなわち、初期摩耗は、切れ刃78に所定の微小摩耗が発生し、鏡面加工が可能となる状態で、再研磨が必要となる再研磨寿命とは異なるものであるが、初期摩耗までの切削距離は再研磨寿命に達するまでの切削距離に略比例するため、初期摩耗までの切削距離により再研磨寿命、更には再研磨による継続使用を含めた工具寿命を比較、判断することができるのであり、従来品に比べて2.5倍以上の工具寿命が得られるものと考えられる。   As is apparent from the results shown in FIG. 7, according to the product of the present invention, cutting of 25 km or more is required, and the tool life is significantly improved as compared with the conventional product. That is, the initial wear is different from the re-polishing life that requires re-polishing in a state in which predetermined fine wear occurs on the cutting edge 78 and mirror surface machining is possible, but the cutting distance to the initial wear is different. Is roughly proportional to the cutting distance until the re-polishing life is reached, so it is possible to compare and judge the re-polishing life based on the cutting distance until the initial wear, and further the tool life including continuous use by re-polishing, It is considered that the tool life is 2.5 times longer than that of conventional products.

また、図8は、前記傾斜角度θ=3°、すなわちすくい面70を{110}+3°としたダイヤモンドバイト50を用いて、アルミニウム合金および超硬合金に対して切削加工を行った場合に、構成刃先により再研磨寿命に達してすくい面70等を再研磨した後、電子顕微鏡により人工ダイヤモンド50の成分分析を行った結果を示す図で、本来のダイヤモンドバイト50には存在しないはずのアルミニウム(Al)やタングステン(W)が再研磨に拘らず多量に残留していることが認められる。したがって、再研磨後においても、これ等のアルミニウムやタングステンに起因して構成刃先が早期に発生し、工具寿命が著しく阻害されるものと考えられる。なお、傾斜角度θ=5°の場合には、このようなアルミニウムやタングステン等の切り屑の侵入は殆ど認められず、構成刃先も殆ど発生しない。   Further, FIG. 8 shows the case where the tilt angle θ = 3 °, that is, when cutting is performed on an aluminum alloy and a cemented carbide using a diamond tool 50 having a rake face 70 of {110} + 3 °. The figure shows the result of the component analysis of the artificial diamond 50 after re-polishing the rake face 70 and the like after reaching the re-polishing life with the component cutting edge, and the aluminum (which should not exist in the original diamond bite 50) It can be seen that a large amount of Al) or tungsten (W) remains regardless of repolishing. Therefore, even after re-polishing, it is considered that the constituent cutting edges are generated early due to these aluminum and tungsten, and the tool life is significantly hindered. Note that when the inclination angle θ is 5 °, almost no entry of chips such as aluminum or tungsten is observed, and almost no component cutting edge is generated.

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, these are one embodiment to the last, and this invention is implemented in the aspect which added the various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. be able to.

本発明の一実施例であるダイヤモンドバイトを示す図で、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は(b) の左側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the diamond bite which is one Example of this invention, (a) is a front view, (b) is a top view, (c) is a left view of (b). 図1のダイヤモンドバイトのシャンクを単独で示す図で、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は(b) の左側面図である。FIG. 2 is a diagram showing the shank of the diamond tool of FIG. 1 alone, where (a) is a front view, (b) is a plan view, and (c) is a left side view of (b). 図2のシャンクに人工ダイヤモンドの素材が一体的に固設された状態を示す図で、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は(b) の左側面図、(d-1) 、(d-2) はダイヤモンド素材がV字溝に嵌め入れられた部分の断面図である。FIG. 3 is a diagram showing a state in which an artificial diamond material is integrally fixed to the shank of FIG. 2, (a) is a front view, (b) is a plan view, (c) is a left side view of (b), ( d-1) and (d-2) are cross-sectional views of a portion where a diamond material is fitted into a V-shaped groove. 図3のダイヤモンド素材に研磨加工を施してすくい面を形成する研磨工程を説明する図で、(a) は研磨加工時の正面図、(b) はすくい面が設けられた状態の平面図、(c) は(b) の左側面図である。FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining a polishing process for forming a rake face by subjecting the diamond material of FIG. 3 to polishing, wherein FIG. 3A is a front view at the time of polishing, and FIG. (c) is a left side view of (b). 図4の研磨加工でダイヤモンド素材にすくい面が形成される過程を単独で示す斜視図である。It is a perspective view which shows independently the process in which the rake face is formed in a diamond raw material by the grinding | polishing process of FIG. 本発明品および従来品を用いて工具寿命を調べる際の端面切削加工を説明する概略斜視図である。It is a schematic perspective view explaining the end surface cutting process at the time of investigating a tool life using this invention product and a conventional product. 図6の試験結果を、本発明品と従来品とを比較して示す図である。It is a figure which compares the test result of FIG. 6 with this invention product and a conventional product. すくい面を{110}+3°としたダイヤモンドバイトで所定の切削加工を行うとともに再研磨した後、電子顕微鏡により人工ダイヤモンドの成分分析を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the component of the artificial diamond with the electron microscope, after performing predetermined | prescribed cutting with the diamond bit which made the rake face {110} +3 degrees, and re-polishing. 人工ダイヤモンドの基本形状を説明する図で、(a) は直方体形状の場合の斜視図、(b) は(a) の直方体の角部に面取り状の平面を有する場合の斜視図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a basic shape of an artificial diamond, where (a) is a perspective view in the case of a rectangular parallelepiped shape, and (b) is a perspective view in the case of having a chamfered plane at a corner of the rectangular parallelepiped in (a). 図9の人工ダイヤモンドの{100}面の一つをそのまますくい面として用いて切削加工を行う場合の使用態様を説明する図で、(a) は所定の研磨加工が施された人工ダイヤモンドの斜視図、(b) は旋削加工に用いられた場合の一例を示す斜視図である。It is a figure explaining the usage condition in the case of cutting using one of the {100} faces of the artificial diamond of FIG. 9 as a rake face as it is, (a) is a perspective view of the artificial diamond subjected to a predetermined polishing process. FIG. 2B is a perspective view showing an example when used for turning. 図9の人工ダイヤモンドの一つの稜線を研磨加工し、その研磨加工で得られた{110}面をすくい面として用いて切削加工を行う場合の使用態様を説明する図で、(a) はすくい面を加工する前の人工ダイヤモンドの斜視図、(b) はすくい面および接着面を形成するために研磨除去される部分を点線で示す斜視図、(c) は(b) の点線部分が除去された状態の人工ダイヤモンドの斜視図、(d) は(c) の人工ダイヤモンドが接着面を介してシャンク等の保持具に取り付けられた状態の斜視図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a usage mode when one ridge line of the artificial diamond of FIG. 9 is polished and cutting is performed using the {110} plane obtained by the polishing as a rake face; (a) rake A perspective view of the artificial diamond before processing the surface, (b) is a perspective view showing a portion to be polished and removed to form a rake surface and an adhesive surface, and (c) is a perspective view where the dotted line portion of (b) is removed (D) is a perspective view of the artificial diamond of (c) attached to a holder such as a shank through an adhesive surface. ダイヤモンドの3つの結晶面{111}、{110}、{100}を説明する図で、左側の図は結晶面の位置を示す立体模型、右側の図は各結晶面における原子の配列を示す図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining three crystal planes {111}, {110}, and {100} of diamond, the left diagram shows a three-dimensional model showing the position of the crystal plane, and the right diagram shows the arrangement of atoms in each crystal plane. It is.

符号の説明Explanation of symbols

10:人工ダイヤモンド(素材) 12a、12b:側面 13a:第1稜線 13b:第2稜線 50:ダイヤモンドバイト(ダイヤモンド切削部材) 52:人工ダイヤモンド(研磨加工後) 54:シャンク(保持具) 62:V字溝 64、66:壁面 70:すくい面 78:切れ刃 θ:傾斜角度   10: Artificial diamond (material) 12a, 12b: Side surface 13a: First ridge line 13b: Second ridge line 50: Diamond tool (diamond cutting member) 52: Artificial diamond (after polishing) 54: Shank (holding tool) 62: V Gutter 64, 66: Wall surface 70: Rake face 78: Cutting edge θ: Inclination angle

Claims (3)

基本的に6つの{100}面を備える六面体形状の単結晶の人工ダイヤモンドを素材として切れ刃およびすくい面が設けられ、所定の保持具に一体的に固設されて切削加工に用いられるダイヤモンド切削部材の製造方法であって、
直角断面のV字溝が設けられた保持具を用意する保持具製作工程と、
前記V字溝に前記六面体形状の人工ダイヤモンドの第1稜線部分を嵌め入れ、該第1稜線に隣接する一対の側面が該V字溝の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めして一体的に固設する固設工程と、
前記V字溝に嵌め入れられた前記第1稜線に対して対角位置の第2稜線部分を研磨除去してすくい面を形成する研磨工程と、
を有し、且つ、
前記すくい面は、前記第2稜線の長手方向の一端に設けられる切れ刃側へ向かうに従って{110}面から{111}面側へ5°〜30°の範囲内の所定の傾斜角度θで傾斜させられており、
前記V字溝は、一対の壁面がそれぞれ45°で傾斜する対称断面形状を成すように前記保持具の平坦な取付面に設けられているとともに、長手方向において該取付面に対して前記傾斜角度θと同じ角度で溝深さが変化するように傾斜させられており、
前記研磨工程では、前記保持具の取付面と平行に前記第2稜線部分を研磨除去することにより前記すくい面を形成する
ことを特徴とするダイヤモンド切削部材の製造方法。
Cutting diamond and rake face are basically made of hexagonal single crystal artificial diamond having six {100} faces, and diamond cutting is used for cutting by being integrally fixed to a predetermined holder. A method for manufacturing a member, comprising:
A holder manufacturing process for preparing a holder provided with a V-shaped groove having a right-angle cross section;
The hexagonal-shaped artificial diamond first ridge line portion is fitted into the V-shaped groove, and the pair of side surfaces adjacent to the first ridge line are positioned so as to be in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove, respectively. A fixing process to fix to
A polishing step of polishing and removing a second ridge line portion at a diagonal position with respect to the first ridge line fitted in the V-shaped groove to form a rake face;
It has a, and,
The rake face is inclined at a predetermined inclination angle θ within a range of 5 ° to 30 ° from the {110} plane to the {111} plane side toward the cutting edge provided at one end in the longitudinal direction of the second ridge line. Have been
The V-shaped groove is provided on a flat mounting surface of the holder so that a pair of wall surfaces each have a symmetrical cross-sectional shape inclined at 45 °, and the inclination angle with respect to the mounting surface in the longitudinal direction. It is inclined so that the groove depth changes at the same angle as θ,
In the polishing step, the rake face is formed by polishing and removing the second ridge line portion in parallel with the mounting surface of the holder .
請求項1において、
前記固設工程では、活性金属ロウにより前記人工ダイヤモンドを前記保持具のV字溝に対して一体的に接着する
ことを特徴とするダイヤモンド切削部材の製造方法。
In claim 1,
In the fixing step, the artificial diamond is integrally bonded to the V-shaped groove of the holder by an active metal braze.
請求項1または2において、
前記保持具はシャンクで、
前記ダイヤモンド切削部材は、前記シャンクの先端部に前記人工ダイヤモンドが一体的に固設されたダイヤモンドバイトである
ことを特徴とするダイヤモンド切削部材の製造方法。
In claim 1 or 2 ,
The holder is a shank,
The method for producing a diamond cutting member, wherein the diamond cutting member is a diamond cutting tool in which the artificial diamond is integrally fixed to a tip portion of the shank.
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