JP7112584B2 - Diamond cutting tools for hard brittle and difficult-to-cut materials - Google Patents
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Description
本発明は、精密加工工具の技術分野に関するものであり、特に、硬脆性難削材加工用ダイヤモンド切削工具に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the technical field of precision machining tools, and more particularly to a diamond cutting tool for machining hard, brittle, and difficult-to-cut materials.
現在、ガラス、セラミック、またはサファイア等の硬脆性材料の加工分野では、ガラス、セラミック、またはサファイア等を加工しなければならない。それに応じて、異なる種類の切削工具を使用する必要がある。 Currently, in the field of processing hard and brittle materials such as glass, ceramics, or sapphire, glass, ceramics, or sapphire must be processed. Different types of cutting tools must be used accordingly.
伝統的な切削工具は、一般的に、高速度鋼または超硬合金材料を用いて製造される。PCD(Polycrystalline diamond, 多結晶ダイヤモンド)は、一種の人工ダイヤモンドであり、硬度が高く、圧縮強度が高く、熱伝導率と耐摩耗性に優れるといった特性を有するため、加工業に望まれている。PCD材料の普及に伴い、PCD切削工具が登場し、伝統的な切削工具の限界を突破した。 Traditional cutting tools are generally manufactured using high speed steel or cemented carbide materials. PCD (Polycrystalline diamond) is a kind of man-made diamond, and is desired in the processing industry because of its properties such as high hardness, high compressive strength, excellent thermal conductivity and wear resistance. With the popularization of PCD materials, PCD cutting tools have emerged, breaking through the limits of traditional cutting tools.
現有のPCD切削工具は、PCDを薄片にカットした後、超硬合金の切削体に溶接して切削ブレードを作るが、切削体の外径および溶接技術が制限されることにより、スナップイン式PCD切削工具は、通常、せいぜい極少数のPCD薄片(例えば、3枚の切削工具または4枚の切削工具等)しか溶接することができず、多数のブレードの切削工具を製造することができないため、切削工具の切削効果が制限される。 The existing PCD cutting tool cuts PCD into thin pieces and then welds it to a cemented carbide cutting body to make a cutting blade. A cutting tool can usually weld at most only a few pieces of PCD (e.g., 3 cutting tools or 4 cutting tools, etc.), and cannot produce cutting tools with a large number of blades. The cutting effect of the cutting tool is limited.
本発明の目的は、現有技術および構造の不足を克服することであり、切削工具、その切れ刃部、および前記切削工具を含む超音波工具アセンブリを提供し、スナップイン式PCD切削工具に対して、同じ外径の多結晶ダイヤモンド切削体の上にさらに多くの切れ刃を設置することができ、切削刃の形式および構造の設計がより多様化されることにより、切削効果を上げることができる。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the deficiencies of the existing technology and construction, and to provide a cutting tool, its cutting edge, and an ultrasonic tool assembly comprising said cutting tool, to provide a snap-in PCD cutting tool. , More cutting edges can be installed on the same outer diameter polycrystalline diamond cutting body, and the design of the cutting edge type and structure is more diversified, so that the cutting effect can be improved.
上述した目的を実現するため、本発明の第1方面は、切削工具に用いる切れ刃部を提供し、前記切れ刃部の材質は、多結晶ダイヤモンドであり、前記切れ刃部は、一体成型された切削体およびいくつかの切れ刃を含み、前記切れ刃は、螺旋状であり、各前記切れ刃は、前記切削体の中心軸円周方向に沿って前記切削体の外表面に設置され、互いに隣接する2つの前記切れ刃の間に、第1切屑排出溝が設置される。前記切れ刃の第1端部は、前記切削体の前端面に設置され、且つ前記切れ刃が順番に前記切削体の前端面および前記切削体の側面に沿って延伸するため、前記切れ刃の第2端部は、前記切削体の側面に設置される。 In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention provides a cutting edge used in a cutting tool, the material of the cutting edge is polycrystalline diamond, and the cutting edge is integrally molded. a cutting body and a number of cutting edges, said cutting edges being helical, each said cutting edge being installed on the outer surface of said cutting body along a central axis circumferential direction of said cutting body; A first chip discharge groove is installed between two said cutting edges adjacent to each other. The first end of the cutting edge is located on the front end surface of the cutting body, and the cutting edge extends along the front end surface of the cutting body and the side surface of the cutting body in turn, so that the cutting edge is The second end is located on the side of the cutting body.
好ましい方案として、前記切れ刃部は、さらに、前記切削体の上に一体成形されたワイパー刃を含み、前記ワイパー刃は、前記切れ刃の第1端部に設置され、且つ前記切れ刃と平滑に遷移する。 Preferably, the cutting edge part further includes a wiper edge integrally formed on the cutting body, the wiper edge is installed at the first end of the cutting edge and is flush with the cutting edge. transition to
好ましい方案として、前記切削体は、1つの端面を介して固定接続された切削体端部および接続部を含み、前記切れ刃の第1端部は、前記切削体端部の前端面に設置され、且つ前記切れ刃が順番に前記切削体端部の前端面および前記切削体端部の側面に沿って延伸するため、前記切れ刃の第2端部は、前記切削体端部の側面に設置され、且つ前記切れ刃の第2端部は、前記切削体端部と前記接続部の接続部分に位置する。 Preferably, the cutting body includes a cutting body end and a connecting part fixedly connected through one end face, and the first end of the cutting edge is installed on the front end face of the cutting body end. and the second end of the cutting edge is located on the side of the cutting body end, so that the cutting edge extends along the front end surface of the cutting body end and the side surface of the cutting body end in turn. and the second end of the cutting edge is located at the connecting portion of the cutting body end and the connecting portion.
好ましい方案として、前記切削体端部は、同軸で、且つ固定接続されるとともに、階段状に形成された第1切削部および第2切削部を含み、前記第1切削部の外径は、前記第2切削部の外径よりも小さく、前記第2切削部と前記接続部は、固定接続される。 Preferably, the end portion of the cutting body includes a first cutting portion and a second cutting portion which are coaxially and fixedly connected and formed in a stepped shape, and the outer diameter of the first cutting portion is equal to the The outer diameter of the second cutting portion is smaller than that of the second cutting portion, and the second cutting portion and the connecting portion are fixedly connected.
好ましい方案として、前記第1切削部の前端面とその側面の間、前記第1切削部と前記第2切削部の間、前記第2切削部の前端面とその側面の間は、いずれも円弧遷移接続を採用する。 Preferably, between the front end surface of the first cutting portion and its side surface, between the first cutting portion and the second cutting portion, and between the front end surface of the second cutting portion and its side surface are all arcs. Adopt transitional connections.
好ましい方案として、前記切削体の前端面の中心部分に、冷却溝が設置され、前記切れ刃の第1端部は、前記冷却溝の外辺縁に設置される。 Preferably, a cooling groove is installed in the central portion of the front end face of the cutting body, and the first end of the cutting edge is installed in the outer edge of the cooling groove.
好ましい方案として、前記切れ刃の螺旋方向は、左旋であっても、右旋であってもよく、前記切れ刃の螺旋角は、15~60°である。 Preferably, the helical direction of the cutting edge may be left-handed or right-handed, and the helical angle of the cutting edge is 15-60°.
好ましい方案として、前記切削体の外径は、0.5mm~135mmであり、前記切れ刃の刃数は、前記切れ刃の刃幅によって決定され、前記切れ刃の刃幅は、0.01mm~0.2mmであり、前記切れ刃の刃長は、0.1mm~15mmである。 Preferably, the outer diameter of the cutting body is 0.5 mm to 135 mm, the number of cutting edges is determined by the width of the cutting edge, and the width of the cutting edge is 0.01 mm to 0.01 mm. 0.2 mm, and the blade length of the cutting edge is 0.1 mm to 15 mm.
好ましい方案として、前記第1切屑排出溝の溝深さは、0.05mm~0.3mmである。 Preferably, the groove depth of the first chip discharge groove is 0.05mm to 0.3mm.
好ましい方案として、前記ワイパー刃の刃長は、0.01mm~3mmである。 Preferably, the wiper blade has a blade length of 0.01 mm to 3 mm.
好ましい方案として、前記切削体の上に、いくつかの前記切れ刃方向とは反対の螺旋形の第2切屑排出溝が設置され、前記第2切屑排出溝は、前記切削体の前端面からその側面に延伸し、各前記第2切屑排出溝は、前記切削体の中心軸円周方向に沿って設置される。前記第2切屑排出溝は、各前記切れ刃をいくつかの段に分割する。 Preferably, the cutting body is provided with a number of spiral second chip discharge grooves opposite to the direction of the cutting edge, and the second chip discharge grooves extend from the front end face of the cutting body to the Each of the second chip discharge grooves extends laterally and is installed along the circumferential direction of the central axis of the cutting body. The second chip flute divides each cutting edge into several stages.
好ましい方案として、前記第2切屑排出溝の螺旋角は、20°~40°である。 Preferably, the spiral angle of the second chip discharge groove is 20° to 40°.
好ましい方案として、互いに隣接する2つの前記第2切屑排出溝の間の間隔は、0.25mm~0.75mmであり、前記第2切屑排出溝の溝深さは、0.05mm~0.15mmである。 Preferably, the distance between two adjacent second chip discharge grooves is 0.25mm~0.75mm, and the groove depth of the second chip discharge grooves is 0.05mm~0.15mm. is.
好ましい方案として、前記切れ刃部は、さらに、基部を含み、前記基部は、前記切削体の後端面に固定接続され、前記基部の材質は、炭化タングステン基超硬合金である。 Preferably, the cutting edge further includes a base, the base is fixedly connected to the rear end surface of the cutting body, and the material of the base is tungsten carbide-based cemented carbide.
同様の目的で、本発明の第2方面は、工具シャンクおよび前記工具シャンク前端に取り付けられた上記に記載の前記切れ刃部を含む切削工具を提供し、前記工具シャンクは、前記切削体の後端面に接続される。 For a similar purpose, a second aspect of the present invention provides a cutting tool comprising a tool shank and said cutting edge portion as described above attached to a front end of said tool shank, said tool shank being positioned behind said cutting body. connected to the end face.
好ましい方案として、前記工具シャンクの材質は、炭化タングステン基超硬合金であり、前記切れ刃部は、さらに、基部を含み、前記基部は、前記切削体の後端面に固定接続され、前記基部の材質は、炭化タングステン基超硬合金であり、前記工具シャンクは、前記基部の後端面に真空溶接される。 Preferably, the material of the tool shank is tungsten carbide-based cemented carbide, the cutting edge further includes a base, the base is fixedly connected to the rear end surface of the cutting body, and the base is The material is tungsten carbide-based cemented carbide, and the tool shank is vacuum-welded to the rear end face of the base.
同様に、本発明の第3方面は、さらに、上記に記載の前記切削工具を含む超音波工具アセンブリを提出する。 Similarly, a third aspect of the invention further provides an ultrasonic tool assembly comprising said cutting tool as described above.
本発明は、切削工具、切削工具の切れ刃部、および切削工具を含む超音波工具アセンブリを提供し、現有技術に対して、以下の有益な効果を有する。 The present invention provides a cutting tool, a cutting tool cutting edge, and an ultrasonic tool assembly including the cutting tool, and has the following beneficial effects over the existing art.
多結晶ダイヤモンド材料を用いて切れ刃部を製造することにより、切れ刃の硬度および強度を有効に上げ、加工精度および加工効率を上げることができる。また、切れ刃部の切れ刃を一体成形により切削体の表面に設置することにより、スナップイン式PCD切削工具に対して、同じ外径の多結晶ダイヤモンド切削体の上にさらに多くの切れ刃を成形することができ、切れ刃の形式および構造の設計がさらに多様化される。また、いくつかの切れ刃を切削体の中心軸円周方向に沿って分布させることにより、複数の切れ刃が比較的大きな切削力を共同で耐えられるようになり、強度が保証される。また、切れ刃を螺旋状にすることにより、各切れ刃の削力を弱めることができ、比較的高い切削速度および比較的大きな供給量に適応させて、加工効率を上げることができる。 By manufacturing the cutting edge portion using a polycrystalline diamond material, the hardness and strength of the cutting edge can be effectively increased, and processing accuracy and processing efficiency can be increased. In addition, by installing the cutting edge of the cutting edge part on the surface of the cutting body by integral molding, more cutting edges can be provided on the polycrystalline diamond cutting body with the same outer diameter than the snap-in type PCD cutting tool. It can be molded, further diversifying the design of the cutting edge type and structure. Also, by distributing several cutting edges along the central axis of the cutting body in the circumferential direction, the plurality of cutting edges can jointly withstand a relatively large cutting force, ensuring strength. In addition, by making the cutting edges helical, the cutting force of each cutting edge can be weakened, and the machining efficiency can be improved by adapting to a relatively high cutting speed and a relatively large supply amount.
添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。 The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the principles of the invention, and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
以下、図面と実施形態を組み合わせて、本発明の具体的な実施方式についてさらに詳しく説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するためのものであって、本発明の範囲を限定するためのものではない。 Hereinafter, a specific implementation method of the present invention will be described in more detail by combining the drawings and embodiments. The following embodiments are intended to illustrate the invention, not to limit the scope of the invention.
本発明の説明において、理解すべきこととして、「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」等の用語が示す方位または位置関係は、添付図面に基づく方位または位置関係であり、単に本発明を説明しやすくし、簡単にするためのものであって、ここで示す装置または部品が必ずしも特定の方位を有し、特定の方位で構造・操作されることを示す、または示唆するものではないため、本発明を限定するものと理解すべきではない。理解すべきこととして、本発明において、「第1」、「第2」等の用語を使用して各情報を説明しているが、これらの情報は、これらの用語に限定されるべきではなく、これらの用語は、単に同じ種類の情報を互いに区別するために用いるだけのものである。例えば、本発明の範囲から逸脱しない状況において、「第1」情報を「第2」情報と称してもよく、同様に、「第2」情報を「第1」情報と称してもよい。 In the description of the present invention, it should be understood that the orientations or positional relationships indicated by terms such as "top", "bottom", "left", "right", "top", "bottom" are based on the accompanying drawings. orientation or positional relationship, merely for the purpose of facilitating and simplifying the description of the invention, devices or components shown herein necessarily have a particular orientation and are constructed and operated in a particular orientation It should not be understood as limiting the invention as it is not intended to indicate or suggest. It should be understood that although the present invention uses terms such as "first", "second", etc. to describe each piece of information, these pieces of information should not be limited to these terms. , these terms are merely used to distinguish the same type of information from each other. For example, "first" information may be referred to as "second" information, and, similarly, "second" information may be referred to as "first" information, without departing from the scope of the present invention.
また、説明すべきこととして、本発明の説明において、「前端」および「後端」の用語は、切削工具の使用過程において、加工部品の一端に近い部分が「前端」を指し、加工部品の一端から離れた部分が「後端」を指す。 It should also be noted that in the description of the present invention, the terms "front end" and "rear end" refer to the "front end" of the part near one end of the work piece in the course of use of the cutting tool. The portion away from one end refers to the "rear end".
図1~図5を参照すると、本発明の好ましい実施形態の第1方面は、切削工具に用いる切れ刃部1を提出し、前記切れ刃部1の材質は、多結晶ダイヤモンドであり、前記切れ刃部1は、一体成形された切削体11およびいくつかの切れ刃12を含み、前記切れ刃12は、螺旋状であり、各前記切れ刃12は、前記切削体11の中心軸円周方向に沿って前記切削体11の外表面に設置され、互いに隣接する2つの前記切れ刃12の間に、第1切屑排出溝13が設置される。前記切れ刃12の第1端部は、前記切削体11の前端面に設置され、且つ前記切れ刃12が順番に前記切削体11の前端面および前記切削体11の側面に沿って延伸するため、前記切れ刃12の第2端部は、前記切削体の側面に設置される。
Referring to FIGS. 1 to 5, the first aspect of the preferred embodiment of the present invention provides a
加工過程において、切れ刃部1が各切れ刃12の回転に連動して回転し、加工部品に対して材料の切除を行って、切削過程において発生した切屑を第1切屑排出溝13から排出することにより、切屑が加工過程において不利な影響を与えないようにすることができる。
In the machining process, the
上述した技術方案に基づき、本実施形態において、切削工具に用いる切れ刃部1を提供し、切れ刃部1は、多結晶ダイヤモンドで製造され、且つ切削体11と切れ刃12が一体成形を採用することにより、現有のスナップイン式PCD切削工具に対して、同じ外径の切削体11の上にさらに多くの切れ刃12を成形することができ、切れ刃12の形式および構造の設計がさらに多様化される。同時に、PCD薄片を切削体の上に溶接して強度不足の問題を回避することができるため、多結晶ダイヤモンド材料の特性を十分に利用して、切れ刃部1の切削強度を上げることができ、それにより、切削精度および切削作業効率を有効に向上させるとともに、切削工具の使用寿命を延長することができる。本実施形態は、輪郭形状が螺旋形状の切れ刃12を設計することにより、より高い切削速度および供給量に適応させることができ、それにより、加工効率をさらに上げることができる。
Based on the above technical solution, this embodiment provides a
例を挙げて説明すると、本実施形態において、切削体11と切れ刃12の一体成形方法は、主に2種類あり、第1の種類は、例えば、鋳造、付加製造等の累積材料成形であり、もう1つの種類は、例えば、フライス削り、放電切断、レーザー切断、化学腐食等の切削体11の素材において材料を除去した後に切れ刃12を加工して形成する方法である。
To give an example, in this embodiment, there are mainly two types of methods for integrally forming the cutting
選択可能な実施方式として、前記切れ刃部1は、具体的に、加工対象に対してフライス削りを行って必要な輪郭を成形するために使用することができるフライスであり、具体的に、加工対象は、主に、ガラス製品、セラミック製品、またはサファイア製品等である。
As an alternative implementation, said
具体的に、図3を参照すると、切れ刃部1は、さらに、前記切削体11の上に一体成形されたワイパー刃17を含み、前記ワイパー刃17は、前記切れ刃12の第1端部に設置され、且つ前記切れ刃12と平滑に遷移し、ワイパー刃17を切れ刃部1の前端面に設置することにより、加工部品上の加工傷を除去して、表面の平滑度を上げることができ、好ましくは、ワイパー刃17と切れ刃12が接触し、且つワイパー刃17を水平に設置する。再度図5を参照すると、ワイパー刃17の一端に逃がしを設け、且つ図中のαの角度を鈍角にすることにより、応力が集中するのを防止し、ワイパー刃17の他端と切れ刃12を接触させて設置することができる。
Specifically, referring to FIG. 3 , the
具体的な実施形態において、前記切削体11は、1つの端面を介して固定接続された切削体端部111および接続部112を含み、前記切れ刃12の第1端部は、前記切削体端部111の前端面に設置され、且つ前記切れ刃12が順番に前記切削体端部111の前端面および前記切削体端部111の側面に沿って延伸するため、前記切れ刃12の第2端部は、前記切削体端部111の側面に設置され、且つ前記切れ刃12の第2端部は、前記切削体端部111と前記接続部112の接続部分に位置する。切れ刃12が切削体端部111の外表面を覆うだけで、切削要求を満たし、且つ切れ刃12の加工を簡易化することができる。
In a specific embodiment, said cutting
さらに、再度図1および図4を参照するとわかるように、前記切削体端部111は、同軸で、且つ固定接続されるとともに、階段状に形成された第1切削部1111および第2切削部1112を含み、前記第1切削部1111の外径は、前記第2切削部1112の外径よりも小さく、前記第2切削部1112と前記接続部112は、固定接続され、前記切れ刃12の第1端部は、前記切削体端部111の前端面に設置され、且つ前記切れ刃12は、順番に、前記第1切削部1111の前端面、前記第1切削部1111の側面、前記第2切削部1112の前端面の突出部分、および前記第2切削部1112の側面に沿って延伸するため、前記切れ刃12の第2端部は、前記第2切削部1112の側面に設置される。切れ刃12の輪郭線をさらに複雑にすることにより、加工精度の要求に対するさらに厳しい状況を満足させ、切削能力を高めることができる。
Further, referring again to FIGS. 1 and 4, the cutting
加工過程中に加工部品がかけるのを防ぐため、前記第1切削部1111の前端面と側面の間、前記第1切削部1111と前記第2切削部1112の間、前記第2切削部1112の前端面と側面の間は、いずれも円弧遷移接続を採用する。具体的に図3を参照するとわかるように、切削体11の縦断面の図において、側面の輪郭線が複数段の円弧と直線で接続された曲線状を含むことにより、切削体11の表面に成形された切れ刃12が複数段の円弧と直線で接続されたスプライン曲線になり、切れ刃12の形状をさらに複雑にし、加工材料の脆い部品に適用することができる。
Between the front end surface and the side surface of the first cutting portion 1111 , between the first cutting portion 1111 and the second cutting portion 1112 , and between the second cutting portion 1112 , in order to prevent the workpiece from slipping during the machining process. A circular transition connection is adopted between the front end surface and the side surface. As can be seen by referring specifically to FIG. The formed
好ましくは、本実施形態において、前記切削体11の前端面の中心部分に、冷却溝14が設置され、前記切れ刃12の第1端部は、前記冷却溝14の外辺縁に設置される。冷却溝14は、切れ刃12を冷却して、切れ刃12の熱損傷を有効に減らすことができ、且つ冷却溝14を切削体11の前端面の中心部分に設置することにより、冷却溝14の冷却をさらに均一にして、理想的な冷却効果を得ることができる。
Preferably, in the present embodiment, a cooling
さらに、本実施形態における切れ刃12の螺旋方向は、左旋であっても、右旋であってもよい。
Furthermore, the spiral direction of the
好ましくは、本実施形態において、前記切れ刃12の螺旋角は、15°~60°であり、螺旋角を適切に増やすことにより、工具の加工過程における切削力を減らし、工具の対衝撃性を強め、切れ刃振れを防止することができるとともに、さらに優れた表面加工品質を保証し、切削工具の使用寿命を延ばすことができる。上述した螺旋角度に基づき、切れ刃12の強度、鋭利程度、切削力の大きさ、および切屑の排出速度をいずれも十分理想的にすることができる。
Preferably, in the present embodiment, the helical angle of the
さらに、好ましい実施形態として、前記切削切れ刃部1の切削体11の外径は、0.5mm~135mmであり、前記切れ刃12の個数は、前記切れ刃12の刃幅により決定され、切削体11の外径が確定された後、切れ刃12の刃幅が小さくなれば小さくなるほど、切れ刃12の個数が大きくなる。前記切れ刃12の刃幅は、0.01mm~0.2mmであり、前記切れ刃12の刃長は、0.1mm~15mmであり、以上の切削体11の外径および切れ刃2の刃幅の限定に基づき、切れ刃部1の上に3~150個の、さらには、より多くの切れ刃12を設置してもよい。具体的に、本実施形態において、切れ刃12の刃幅は、前記切れ刃12の両側面の間の距離を指し、例えば、図2に示したaが切れ刃の刃幅であり、切れ刃12の刃長は、前記切れ刃12の前記切削体11の側面にある一端から前記切削体11の前端面の間の距離を指し、例えば、図4および図5に示したLが切れ刃12の刃長である。切れ刃12の個数を適切に増やすことにより、切削力を各切れ刃12に均一に分配することができるため、切削工具は、さらに大きな切削力に耐えることができ、さらに高い切削速度および供給量に適応させることができるとともに、刃幅を縮小して加工精度を上げることができ、刃長により切れ刃12の有効作用範囲を決定し、上記の適合する切れ刃12の個数、刃幅、および刃長を利用することにより、切削工具は、理想的な加工精度を有すると同時に、加工効率を保証することができる。
Furthermore, as a preferred embodiment, the cutting
さらに、切れ刃12の表面粗さの範囲は、0.2~0.4μmであり、その値が小さくなれば小さくなるほど、滑らかであることを示し、上述した表面粗さでは、切れ刃12の刃口が滑らかで鋭利になり、切削される加工対象の表面精度が保証される。
Furthermore, the range of surface roughness of the
具体的に、第1切屑排出溝13の深さは、相対する切れ刃12の刃幅および刃長と適合しなければならず、上述した切れ刃12の刃幅および刃長に基づき、前記第1切屑排出溝13の溝深さを、好ましくは、0.05mm~0.3mmにすることにより、加工精度および加工効果をさらに向上させて、加工効率を上げ、同時に、切削工具の使用寿命を延ばすこともできる。
Specifically, the depth of the first
具体的な実施形態において、上述したワイパー刃17の刃長は、0.01mm~3mmであり、図3および図5を参照すると、ワイパー刃17の刃長は、ワイパー刃17の切削体11の径方向に沿った投影長さbを指す。
In a specific embodiment, the
切屑排出効率を上げて、切削工具の加工効率を上げるために、前記切削体11の上に、いくつかの前記切れ刃12の方向とは反対の螺旋形の第2切屑排出溝15を設置し、前記第2切屑排出溝15は、前記切削体11の前端面からその側面に延伸し、各前記第2切屑排出溝15は、前記切削体11の中心軸円周方向に沿って設置される。前記第2切屑排出溝15は、具体的に、図2を参照するとわかるように、各前記切れ刃12をいくつかの段に分割する。
In order to increase the chip discharge efficiency and improve the machining efficiency of the cutting tool, the cutting
具体的には、第2切屑排出溝15の関連パラメータは、上述した切れ刃12のパラメータと一致し、本実施形態における第2切屑排出溝15の具体的なパラメータは、好ましくは、第2切屑排出溝15の螺旋角が20°~40°であり、互いに隣接する2つの前記第2切屑排出溝15の間の間隔が0.25mm~0.75mmであり、前記第2切屑排出溝15の溝深さが切れ刃の刃幅よりも小さいか、それに等しく、具体的には、0.05mm~0.15mmである。
Specifically, the relevant parameters of the second
成形しやすいよう、前記切れ刃部1は、さらに、基部16を含み、前記基部16は、前記切削体11の後端面に固定接続され、前記基部16の材質は、炭化タングステン基超硬合金である。例を挙げて説明すると、切れ刃部1の具体的な成形過程は、まず、炭化タングステン基超硬合金の基部16をベースとして、天然またはダイヤモンド粉末と結合剤を高温(1000℃~2000℃)、高圧(5~10万個大気圧)で基部16の上に焼結して切削体11を形成してから、材料を除去して加工し、切削体11の外表面に切れ刃12を成形する。
The
本実施形態の第2方面は、さらに、切削工具を提供し、具体的に図5~図7を参照すると、工具シャンク2および前記工具シャンク2の前端に取り付けられた上記に記載の前記切れ刃部1を含み、前記工具シャンク2は、前記切削体11の後端面に接続される。上述した前記切れ刃部1を含むことにより、一体型PCD切削工具として、上述した切れ刃部1の全ての有益効果を有するため、ここでは繰り返し説明しない。
A second aspect of this embodiment further provides a cutting tool, and with particular reference to FIGS. The tool shank 2 is connected to the rear end face of the cutting
好ましくは、前記工具シャンク2の材質は、炭化タングステン基超硬合金であり、前記切れ刃部1は、さらに、基部16を含み、前記基部16の材質は、炭化タングステン基超硬合金であり、前記基部16は、前記切削体11の後端面に固定接続される。前記工具シャンク2は、前記基部16の後端面と真空溶接される。したがって、切れ刃部1の基部16と工具シャンク2は、同じ炭化タングステン基超硬合金を用いて製造されるため、同じ材料特性を有し、基部16と工具シャンク2の溶接時の変形量を近づけることにより、溶接構造安定性をさらに理想的にし、溶接強度を保証することができる。
Preferably, the material of the tool shank 2 is a tungsten carbide-based cemented carbide, the
例を挙げて説明すると、基部16と工具シャンク2は、銀ろう溶接層を介して溶接して形成される。銀ろう溶接層は、銀ろう溶接材料により硬化して形成され、銀ろう溶接材料を溶接過程において溶融して、基部16と工具シャンク2の接続を実現し、硬化後に両者を固定する。具体的には、銀ろう溶接材料は、銀を基部材料としてその他の合金と結合して形成される。本実施形態において、銀ろう溶接層の設置により、工具シャンク2と基部16は、さらに優れた溶接固定効果を有することができる。
By way of example, the
例を挙げて説明すると、上述した基部16と工具シャンク2において採用する炭化タングステン基超硬合金は、いずれも硬質相である炭化タングステンと金属粘着相で構成された焼結材料である。さらに、焼結材料中のコバルトの質量百分率は、12%を超えない。
For example, the tungsten carbide-based cemented carbide used in the
具体的な実施形態において、当該切削工具の輪郭度は、0.01mmよりも小さい。ここで、輪郭度とは、測定された実際の輪郭の理想の輪郭に対する変動状況を指し、基準があっても、基準がなくてもよい。切削工具の輪郭度を限定することにより、当該切削工具は、さらに優れた加工精度および加工効果を有することができる。 In a specific embodiment, the profile of the cutting tool is less than 0.01 mm. Here, the degree of contour refers to the variation of the measured actual contour with respect to the ideal contour, and may or may not have a reference. By limiting the profile of the cutting tool, the cutting tool can have better machining accuracy and machining effect.
本発明の好ましい実施形態の第3方面は、さらに、上述した前記切削工具を含む超音波工具アセンブリを提出し、上述した切削工具を含むことにより、上述した切削工具の全ての有益効果を有するため、ここでは繰り返し説明しない。 A third aspect of preferred embodiments of the present invention further provides an ultrasonic tool assembly comprising said cutting tool as described above, and including said cutting tool so as to have all the beneficial effects of said cutting tool. , will not be repeated here.
〔実施形態1〕
具体的な実施形態は、切削工具を提供し、前記切れ刃部1は、60個の前記切れ刃12を含む。
[Embodiment 1]
A specific embodiment provides a cutting tool, wherein said
上述した切れ刃12の数量制限の下で、上記切削工具を用いてガラスを加工し、現有のスナップイン式PCD切削工具(3個の切れ刃を含む)およびダイヤモンド研削ヘッド(600#)の使用パラメータおよび使用寿命と比較して、下記の表に示した。
Use the existing snap-in PCD cutting tools (including 3 cutting edges) and diamond grinding head (600#) to process glass with the above cutting tools under the above mentioned cutting
上述した切れ刃12の数量制限の下で、上記切削工具を用いてセラミック加工品を加工し、現有のスナップイン式PCD切削工具(3個の切れ刃を含む)およびダイヤモンド研削ヘッド(600#)の使用パラメータおよび使用寿命と比較して、下記の表に示した。
Under the above-described
上述した切れ刃12の数量制限の下で、上記切削工具を用いてサファイアを端面仕上げ加工し、現有のスナップイン式PCD切削工具(3個の切れ刃を含む)およびダイヤモンド研削ヘッド(600#)の使用パラメータおよび使用寿命と比較して、下記の表に示した。
Under the quantity limit of the
上記3つの表からわかるように、本実施形態の切削工具は、上述した切れ刃12の限定条件に基づくと、本実施形態の切削工具は、ガラス、セラミック、およびサファイア部品を加工した時、現有のスナップイン式PCD切削工具および常用されるダイヤモンド研削ヘッドに対して、加工効果がさらに優れており、加工効率がさらに高く、使用寿命がさらに長い。
As can be seen from the above three tables, the cutting tool of the present embodiment, based on the above-described limiting condition of the
〔実施形態2〕
具体的な実施形態2は、切削工具を提供し、前記切れ刃部1は、70個の前記切れ刃12を含み、切れ刃12の螺旋角は、58°であり、切れ刃12の刃幅は、0.10mmであり、切れ刃12の刃長は、2mmであり、切れ刃12の表面粗さは、0.3μmである。第1切屑排出溝13の溝深さは、0.10mmである。第2切屑排出溝15の螺旋角は、26°であり、第2切屑排出溝15の溝深さは、0.10mmであり、互いに隣接する2つの第2切屑排出溝15の間の間隔は、0.55mmである。
[Embodiment 2]
Specific Embodiment 2 provides a cutting tool, the
本実施形態の切削工具は、上述したパラメータの限定条件に基づくと、本実施形態の切削工具は、加工精度および加工効果がいずれも比較的優れた効果を達成することができ、加工効率がさらに高く、使用寿命が伝統的な硬質合金切削工具および現有のスナップイン式PCD切削工具よりもさらに長い。 Based on the limiting conditions of the parameters described above, the cutting tool of the present embodiment can achieve relatively excellent machining accuracy and machining effect, and the machining efficiency is further improved. Higher and longer service life than traditional hard alloy cutting tools and existing snap-in PCD cutting tools.
〔実施形態3〕
本具体的な実施形態は、80個の切れ刃12を含む切削工具を提供し、切れ刃12の螺旋角は、52°であり、切れ刃12の刃幅は、0.06mmであり、切れ刃12の刃長は、1.6mmであり、切れ刃12の表面粗さは、0.2μmである。第1切屑排出溝13の溝深さは、0.08mmである。第2切屑排出溝15の螺旋角は、22°であり、第2切屑排出溝15の溝深さは、0.08mmであり、互いに隣接する2つの第2切屑排出溝15の間の間隔は、0.40mmである。
[Embodiment 3]
This specific embodiment provides a cutting tool comprising 80
本発明の実施形態における切削工具は、上述したパラメータの限定条件に基づくと、切削工具の加工効果が比較的優れており、加工精度がさらに高く、加工効率がさらに高く、使用寿命が伝統的な硬質合金切削工具および現有のスナップイン式PCD切削工具よりもさらに長い。 According to the above parameters, the cutting tool of the embodiment of the present invention has better machining effect, higher machining accuracy, higher machining efficiency, and longer service life than traditional. Much longer than hard alloy cutting tools and existing snap-in PCD cutting tools.
〔実施形態4〕
本実施形態は、64個の切れ刃12を含む切削工具を提供し、切れ刃12の螺旋角は、66°であり、切れ刃12の刃幅は、0.14mmであり、切れ刃12の刃長は、2.8mmであり、切れ刃12の表面粗さは、0.36μmである。第1切屑排出溝13の溝深さは、0.12mmである。第2切屑排出溝15の螺旋角は、38°であり、第2切屑排出溝15の溝深さは、0.12mmであり、互いに隣接する2つの第2切屑排出溝15の間の間隔は、0.65mmである。
[Embodiment 4]
This embodiment provides a cutting tool comprising 64
本発明の実施形態における切削工具は、上述したパラメータの限定条件に基づくと、切削工具の加工効果が比較的優れており、加工精度がさらに高く、加工効率がさらに高く、使用寿命が伝統的な硬質合金切削工具および現有のスナップイン式PCD切削工具よりもさらに長い。 According to the above parameters, the cutting tool of the embodiment of the present invention has better machining effect, higher machining accuracy, higher machining efficiency, and longer service life than traditional. Much longer than hard alloy cutting tools and existing snap-in PCD cutting tools.
以上のように、本発明の実施形態は、切削工具、切れ刃1、および切削工具を含む超音波工具アセンブリを提供し、切削工具の切れ刃部1の材質は、多結晶ダイヤモンドであり、且ついくつかの切れ刃12を一体成型により切削体11の外表面に設置して、切れ刃部1を形成することにより、現有のスナップイン式PCD切削工具に対して、同じ外径の切削体11の上にさらに多くの切れ刃12を設置することができ、切れ刃12の形式および構造の設計がさらに多様化され、設置した複数の多結晶ダイヤモンド切れ刃12により、切削工具の切削強度および硬度を向上させることができ、それにより、切削工具の加工精度を上げ、使用寿命を延ばすことができる。また、切れ刃部1の表面に、その中心軸円周方向に沿っていくつかの螺旋状の切れ刃12を設置することにより、さらに高い回転速度および切り込み量に適応させることができ、それにより、加工効率を上げることができる。
As described above, the embodiment of the present invention provides a cutting tool, a
以上、上記は単なる本発明の好ましい実施形態であり、本技術分野における普通の技術者であれば、本発明の技術原理から離脱しないことを前提として、いくつかの修正および置き換えをさらに行うことができ、これらの修正および置き換えも本発明の保護範囲とみなされるべきであることを指摘しなければならない。 The above are merely preferred embodiments of the present invention, and those of ordinary skill in the art may further make some modifications and replacements on the premise that they do not depart from the technical principles of the present invention. It should be pointed out that these modifications and replacements should also be regarded as the protection scope of the present invention.
1:切れ刃部 1: cutting edge
2:工具シャンク 2: Tool shank
11:切削体 11: cutting body
12:切れ刃 12: cutting edge
13:第1切屑排出溝 13: First chip discharge groove
14:冷却溝 14: Cooling groove
15:第2切屑排出溝 15: Second chip discharge groove
16:基部 16: Base
17:ワイパー刃 17: wiper blade
111:切削体端部 111: cutting body end
112:接続部 112: connection part
1111:第1切削部1111: First cutting part
1112:第2切削部1112: Second cutting part
Claims (16)
前記切れ刃部の材質が、多結晶ダイヤモンドであり、
前記切れ刃部が、一体成型された切削体およびいくつかの切れ刃を含み、
前記切れ刃が、螺旋状であり、
各前記切れ刃が、前記切削体の中心軸円周方向に沿って前記切削体の外表面に設置され、互いに隣接する2つの前記切れ刃の間に、第1切屑排出溝が設置され、
前記切れ刃の第1端部が、前記切削体の前端面に設置され、且つ前記切れ刃が順番に前記切削体の前端面および前記切削体の側面に沿って延伸するため、前記切れ刃の第2端部が、前記切削体の側面に設置された、
前記切削体の上に一体成形されたワイパー刃をさらに含み、
前記ワイパー刃が、前記切れ刃の第1端部に設置され、且つ前記切れ刃と平滑に遷移する切れ刃部。 A cutting edge used for a cutting tool,
The material of the cutting edge is polycrystalline diamond,
wherein said cutting edge portion comprises an integrally molded cutting body and several cutting edges;
The cutting edge is helical,
Each cutting edge is installed on the outer surface of the cutting body along the circumferential direction of the central axis of the cutting body, and a first chip discharge groove is installed between two adjacent cutting edges,
Since the first end of the cutting edge is located on the front end face of the cutting body, and the cutting edge extends along the front end face of the cutting body and the side surface of the cutting body in turn, the cutting edge is a second end located on the side of the cutting body;
further comprising a wiper blade integrally formed on the cutting body;
A cutting edge portion in which the wiper edge is located at a first end of the cutting edge and transitions smoothly with the cutting edge.
前記切れ刃の第1端部が、前記切削体端部の前端面に設置され、且つ前記切れ刃が順番に前記切削体端部の前端面および前記切削体端部の側面に沿って延伸するため、前記切れ刃の第2端部が、前記切削体端部の側面に設置され、且つ前記切れ刃の第2端部が、前記切削体端部と前記接続部の接続部分に位置する請求項1に記載の切れ刃部。 wherein said cutting body comprises a cutting body end and a connecting portion fixedly connected via one end face;
A first end of the cutting edge is located on the front face of the cutting body end, and the cutting edge extends in turn along the front face of the cutting body end and the side of the cutting body end. Therefore, the second end of the cutting edge is located on the side surface of the end of the cutting body, and the second end of the cutting edge is located at the connecting portion between the end of the cutting body and the connecting part. Item 1. The cutting edge portion according to Item 1.
前記第1切削部の外径が、前記第2切削部の外径よりも小さく、前記第2切削部と前記接続部が固定接続された請求項2に記載の切れ刃部。 wherein said cutting body end comprises a coaxial and fixedly connected first cutting portion and a second stepped cutting portion;
The cutting edge portion according to claim 2 , wherein the outer diameter of the first cutting portion is smaller than the outer diameter of the second cutting portion, and the second cutting portion and the connecting portion are fixedly connected.
前記切れ刃の第1端部が、前記冷却溝の外辺縁に設置された請求項1に記載の切れ刃部。 A cooling groove is installed in the central portion of the front end face of the cutting body,
2. The cutting edge according to claim 1, wherein the first end of said cutting edge is located at the outer edge of said cooling groove.
前記切れ刃の螺旋角が、15°~60°である請求項1に記載の切れ刃部。 The spiral direction of the cutting edge is left-handed or right-handed,
The cutting edge according to claim 1, wherein the cutting edge has a spiral angle of 15° to 60°.
前記切れ刃の刃数が、前記切れ刃の刃幅によって決定され、
前記切れ刃の刃幅が、0.01mm~0.2mmであり、
前記切れ刃の刃長が、0.1mm~15mmである請求項1に記載の切れ刃部。 The cutting body has an outer diameter of 0.5 mm to 135 mm,
The number of teeth of the cutting edge is determined by the width of the cutting edge,
The blade width of the cutting edge is 0.01 mm to 0.2 mm,
The cutting edge portion according to claim 1, wherein the cutting edge has a cutting edge length of 0.1 mm to 15 mm.
前記第2切屑排出溝が、前記切削体の前端面からその側面に延伸し、
各前記第2切屑排出溝が、前記切削体の中心軸円周方向に沿って設置され、
前記第2切屑排出溝が、各前記切れ刃をいくつかの段に分割する請求項1に記載の切れ刃部。 a number of helical secondary chip evacuation grooves opposite to the direction of the cutting edge are provided on the cutting body;
The second chip discharge groove extends from the front end surface of the cutting body to its side surface,
Each of the second chip discharge grooves is installed along the circumferential direction of the central axis of the cutting body,
2. The cutting edge portion of claim 1, wherein said second chip flute divides each said cutting edge into several stages.
前記第2切屑排出溝の溝深さが、0.05mm~0.15mmである請求項10に記載の切れ刃部。 The interval between the two second chip discharge grooves adjacent to each other is 0.25 mm to 0.75 mm,
The cutting edge according to claim 10 , wherein the second chip discharge groove has a groove depth of 0.05 mm to 0.15 mm.
前記基部が、前記切削体の後端面に固定接続され、
前記基部の材質が、炭化タングステン基超硬合金である請求項1~12のいずれか1項に記載の切れ刃部。 further comprising a base;
The base is fixedly connected to the rear end surface of the cutting body,
The cutting edge portion according to any one of claims 1 to 12 , wherein the material of the base portion is a tungsten carbide-based cemented carbide.
前記工具シャンクが、前記切削体の後端面に接続された切削工具。 comprising a tool shank and the cutting edge portion according to any one of claims 1 to 13 attached to the front end of the tool shank,
A cutting tool, wherein the tool shank is connected to the rear end surface of the cutting body.
前記切れ刃部が、さらに、基部を含み、
前記基部が、前記切削体の後端面に固定接続され、
前記基部の材質が、炭化タングステン基超硬合金であり、
前記工具シャンクが、前記基部の後端面に真空溶接された請求項14に記載の切削工具。 The material of the tool shank is a tungsten carbide-based cemented carbide,
The cutting edge further includes a base,
The base is fixedly connected to the rear end surface of the cutting body,
The material of the base is a tungsten carbide-based cemented carbide,
15. The cutting tool of claim 14 , wherein the tool shank is vacuum welded to the rear end face of the base.
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