JP5206018B2 - 超高圧焼結体工具 - Google Patents

Description

本発明は、超高圧焼結体チップをチップ基台に接合した超高圧焼結体工具に関する。

超高圧焼結体を刃先とする従来の切削工具は、超硬合金製台金に設けた切り欠き部に、超硬合金で裏打ちされた超高圧焼結体をろう付けしてなる。裏打ちの超硬合金と超高圧焼結体は、一体焼結により作製され、放電加工（ワイヤ放電加工）や、レーザー加工により切断加工し、二層超高圧焼結体を切り出す。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−５０３６５号公報（段落番号０００２および０００３参照）

特許文献１に記載された切削工具において、二層超高圧焼結体は、切り欠き部とほぼ同じ輪郭形状に切り出される。この切り出しは、図３に図示するように上記輪郭形状に沿って１周切断することによって行われるが、実際には、完全に１周する直前に二層超高圧焼結体が脱落してしまうので、切断開始（又は切断終了）位置付近には、ばりのように外側に突出した切り残しが発生する。このような切り残し部がある二層超高圧焼結体は、超硬合金製台金の切り欠き部にろう付けする際、切り残し部を切り欠き部の側壁面側に配すると、ろう付け強度が小さくなり剥がれやすくなるという問題があった。一方、切り残し部を超硬合金製台金の周面側に配すると、切刃部の機能に支障をきたすため、研削加工等により完全に除去しなければならないため、製造コストの増加を招くという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、超高圧焼結体のろう付け強度不足による剥がれを防止し、製造コストの増加を防止した超高圧焼結体工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、超高圧焼結体チップと、該超高圧焼結体を載置するための取付座を有するチップ基台と、を備え、その超高圧焼結体チップの側面には超高圧焼結体チップの厚み方向に延びる切り残し部が形成され、チップ基台に形成された取付座の側壁面のうち切り残し部が形成された超高圧焼結体チップの側面と当接する側壁面には、その切り残し部を収容するためのぬすみ部が形成された超高圧焼結体工具である。

請求項１に係る発明によれば、超高圧焼結体チップの周面から外側に突出する切り残し部を収容可能とするぬすみ部を、上記周面を支持拘束する取付座の側壁面に形成したので、切り残し部を研削加工により除去しなくても、超高圧焼結体チップの周面は、取付座の側壁面にしっかりとろう付けされる。よって、超高圧焼結体チップのろう付け強度不足による剥がれが防止され、製造コストの増加が防止される。

本発明によれば、超高圧焼結体のろう付け強度不足による剥がれを防止し、製造コストの増加を防止した超高圧焼結体工具を提供することができる。

以下に、本発明を適用した一実施形態に係る超高圧焼結体工具について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る超高圧焼結体工具の要部斜視図である。図２は、ブランクスから超高圧焼結体チップを切り出す状況を模式的に示す図である。図３は、ブランクスから超高圧焼結体チップを切り出す状況を詳細に模式的に示す図である。図４は、従来の超高圧焼結体工具を示す図である。

図１は全体を図示しないが、本実施形態に係る超高圧焼結体工具（以下、工具という）は、略三角形板状をなすチップ基台２０の、少なくとも一方の主面２５のコーナ部に切欠き形成した段部より構成される取付座２１に、超高圧焼結体チップ（以下、チップという）１０をろう付け等の溶接により接合してなる。チップ１０は、超硬合金１４で裏打ちされた二層構造となっており、超高圧焼結体１３として単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド等のダイヤモンド、又は多結晶立方晶窒化硼素等から製作されている。チップ基台２０は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス等の硬質材料からなる。チップ１０は、上記二層構造のものに限らず、超硬合金の裏打ちがない超高圧焼結体のみで構成されたものでもよい。

チップ基台２０において、一方または両方の主面２５の少なくとも一つのコーナ部を切り欠いた段部からなる取付座２１は、チップ基台２０をプレス焼結すると同時に形成されるか、あるいはプレス焼結後のチップ基台２０に研削加工することによって形成される。取付座２１は、図１の（ａ）からわかるように底壁面２２と、この底壁面２２に対して略直角に立ち上がる側壁面２３とを備える。さらに、側壁面２３と主面２５とが交差する稜線には、上記主面２５に対向する方向からみて、該側壁面２３から内方へＶ字形に凹んだぬすみ部２４が形成されている。このぬすみ部２４は、側壁面２３の立ち上がり方向では、該側壁面２３の全高にわたって形成されている。また、ぬすみ部２４の形状は、後述するチップの切り残し部１１の全体が収容可能であれば、特に限定されない。しかし、ぬすみ部２４は、切り残し部１１の大きさに対して不要に大きくすると、チップ基台２０および取付座２１の強度を大きく低下させるおそれがあるので、このような強度不足を生じない範囲で適宜決められる。

図２に例示するようにチップ１０は、例えば略円形板状をなす超高圧焼結体のブランクス５０からチップ基台の取付座２１形状に対応した略三角形板状に切り出される。チップ１０は、放電加工（ワイヤ放電加工）、レーザー加工、プラズマ加工、ウォータージェット加工等の加工方法により、該チップ１０の主面１２の周囲をほぼひと回り切断されて切り出される。上記の加工方法においては、図３に模式的に示すように切り出されるチップ１０の周囲が溶融して除去される。除去量は、加工条件、被加工物の材質等により変動するが、一定以上の容積が除去されることになる。そのため、チップ１０は、その周囲が完全に切断される直前に自重によってブランクス５０から脱落するため、切断される予定の薄肉部が除去されずバリのような切り残し部１１となる。この切り残し部１１は、上述したチップ基台の取付座２１にチップ１０を接合したとき、上記取付座の側壁面２３に設けたぬすみ部２４と対応する位置に発生させなければならない。切り残し部１１が発生する位置は、図３の（ａ）に図示するようにチップ１０の主面１２の周囲をほぼ一周するように切断する場合、切断開始位置を目安に設定すればよい。あるいは、チップの切り残し部１１の位置が先に決まっていたら、この切り残し部１１と対応する位置に、ぬすみ部２４を形成すればよい。

図１の（ａ）からわかるようにチップ１０は、その底面が取付座の底壁面２２に着座し、その周面が側壁面２３に対面するように、取付座２１内に載置される。このとき、チップの切り残し部１１の全体が取付座のぬすみ部２４内に収容されるので、チップ１０の周面が取付座の側壁面２３に密着可能となる。そして、チップ１０は、その底面と上記底壁面２２に密着するとともに、該チップ１０の周面が上記側壁面２３に密着した状態でろう付け等の溶接により接合される。上記の密着した状態とは、チップ１０の底面と上記底壁面２２、チップの周面と上記側壁面２３といった接合面同士が、均一な厚みの接着剤（ろう材等）を介して密着している状態をあらわす。

以上に説明した工具によれば、チップの切り残し部１１の全体が取付座のぬすみ部２４内に収容されることによって、チップ１０の周面と取付座の側壁面２３とが密着した状態でろう付けされるので、チップ１０を接合する強度が低下せず、切削時の負荷によるチップ１０の剥がれを防止することができる。さらに、切り残し部を研削加工等により除去してチップをろう付けする従来工具（図４の（ａ）参照）、あるいは、切刃となる部分に切り残し部を配置してチップを接合した後、上記切り残し部を研削加工して切刃を形成する従来工具（図４の（ｂ）参照）にくらべ、製造コストの増加を防止することもできる。

図１の（ｂ）に示した工具は、実施形態の変形例であり、Ｖ字形をなす一対の側壁面２３の交差部にぬすみ部２４を形成したものである。図３の（ｂ）に図示するように切り残し部１１は、切刃として機能する一方のコーナ部の対角となる他方のコーナ部に発生させてある。このように、ブランクス５０からチップ１０を切り出す際、切り残し部１１の発生位置は、チップ１０の辺稜部に限らず、コーナ部になってもよい。この場合、チップ１０は、チップ基台２０の主面２５に対向する方向からみて、一対の側壁面２３に連なる円形状、長円形状、楕円形状等に形成されたぬすみ部２４に、切り残し部１１の全体が収容されるように取付座２０に載置されるので、該チップの切り残し部１１から延びる一対の周面が上記一対の側壁面２３に密着して接合される。

また、チップ基台の取付座２１は、段部に限らず、図１の（ｃ）に例示するようにチップ基台２０の厚さ全体にわたって切り欠かれてもよい。チップ基台２０の厚みとほぼ等しい厚みに形成されたチップ１０は、その一つの周面とこれに対面する取付座の側壁面２３とがろう付けにより接合される。この場合においても、上記周面に発生した切り残し部１１の全体が上記側壁面２３に設けたぬすみ部２４に収容されるので、上記周面と側壁面２３とが密着した状態で、強力に接合される。この場合、チップ全体を超高圧焼結体で構成すれば、あるいは、厚み方向で超硬合金の上下を超高圧焼結体層で挟み込んだ構成とすれば、工具の主面および裏面の双方に超高圧焼結体製の切刃が形成できるので、使用回数が増加する。

本発明を適用した実施形態に係る超高圧焼結体工具の要部斜視図である。 ブランクスから超高圧焼結体チップを切り出す状況の模式図である。 ブランクスから超高圧焼結体チップを切り出す状況の詳細な模式図である。 従来の超高圧焼結体工具を示す図である。

符号の説明

１０ チップ
１１ 切り残し部
２０ チップ基台
２１ 取付座
２２ 底壁面
２３ 側壁面
２４ ぬすみ部

Claims (2)

1. 超高圧焼結体チップと、該超高圧焼結体チップを載置するための取付座を有するチップ基台と、を備え、
   前記超高圧焼結体チップの側面には該超高圧焼結体チップの厚み方向に延びる切り残し部が形成され、
   前記取付座の側壁面のうち前記切り残し部が形成された超高圧焼結体チップの側面と当接する側壁面には、該切り残し部を収容するためのぬすみ部が形成されることを特徴とする超高圧焼結体工具。
2. 前記ぬすみ部がV字形状であることを特徴とする請求項１記載の超高圧焼結体工具。

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