JP7222561B2 - Diamond coated tool and method for making diamond coated tool - Google Patents

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Description

本開示は、工具母材にダイヤモンドをコーティングしたダイヤモンドコーティング工具に関する。 The present disclosure relates to a diamond-coated tool in which a tool base material is coated with diamond.

従来、セラミックスや超硬合金、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）などの硬質材料の切削加工に、超硬合金製インサート母材をダイヤモンドコーティングした工具が使用されている。これらの硬質材料の切削加工には単結晶ダイヤモンド工具や多結晶ダイヤモンド工具も使用されるが、高コストとなるため、ダイヤモンドコーティング工具はコスト面で大きなメリットを有する。 Conventionally, a tool with a cemented carbide insert base material diamond-coated is used for cutting hard materials such as ceramics, cemented carbide, and CFRP (carbon fiber reinforced plastic). Although single-crystal diamond tools and polycrystalline diamond tools are also used for cutting these hard materials, they are expensive, so diamond-coated tools have a great advantage in terms of cost.

特許文献１は、チップ母材にダイヤモンドをコーティングしたスローアウェイチップを開示する。このスローアウェイチップでは、コーティングしたすくい面をクランプ手段で抑える際にコーティング層の刃先を損傷しないように、チップ母材のすくい面において、刃先近傍の部位を、すくい面の中央部位より段下がり状に低く形成している。 Patent Literature 1 discloses a throwaway tip in which the base material of the tip is coated with diamond. In order to prevent damage to the cutting edge of the coating layer when clamping the coated rake face with the clamping means, the part near the cutting edge is stepped down from the central part of the rake face on the rake face of the insert base material. is formed to be low.

特開平６－３３５８０６号公報JP-A-6-335806

図１は、従来のダイヤモンドコーティング工具５０の刃先周辺の構造を示す。ダイヤモンドコーティング工具５０は、超硬合金製の工具母材５１の刃先５３の近傍にダイヤモンドをコーティングすることで作製され、ダイヤモンド被覆層５２が工具母材５１の刃先５３、すくい面５４および逃げ面５５に形成される。図１においてＸ軸方向は、ダイヤモンドコーティング工具５０による切削工程における切取り厚さ方向を、Ｙ軸方向は、切削工程における切削方向を示す。 FIG. 1 shows the structure around the cutting edge of a conventional diamond-coated tool 50 . The diamond-coated tool 50 is produced by coating diamond in the vicinity of the cutting edge 53 of the tool base material 51 made of cemented carbide, and the diamond coating layer 52 is formed on the cutting edge 53, the rake face 54 and the flank face 55 of the tool base material 51. formed in In FIG. 1, the X-axis direction indicates the cutting thickness direction in the cutting process by the diamond-coated tool 50, and the Y-axis direction indicates the cutting direction in the cutting process.

ダイヤモンドコーティング工具５０における工具母材５１とダイヤモンド被覆層５２との密着性は高くなく、被削材が非常に高硬度である場合や刃先の損耗が進んで切削力が増大した場合に、工具母材５１からダイヤモンド被覆層５２が剥離しやすいという課題がある。この課題を解決するため、超硬合金の成分を調整（たとえば結合剤であるＣｏの割合を減少する）したり、母材表面の粗さを増大してアンカー効果を生じさせるなどの対策が講じられているが、十分な解決策にはなっておらず、依然として剥離の問題が残っている。 The adhesion between the tool base material 51 and the diamond coating layer 52 in the diamond coated tool 50 is not high, and when the work material is extremely hard or when the cutting force increases due to wear of the cutting edge, the tool base material There is a problem that the diamond coating layer 52 is easily separated from the material 51 . In order to solve this problem, countermeasures such as adjusting the composition of the cemented carbide (for example, reducing the proportion of Co, which is a binder) and increasing the roughness of the base metal surface to create an anchor effect have been taken. However, it is not a satisfactory solution and the problem of delamination still remains.

本開示はこうした状況に鑑みてなされており、ダイヤモンドコーティング工具においてダイヤモンド被覆層が工具母材から剥離することを抑制する構造を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a structure for suppressing separation of a diamond coating layer from a tool base material in a diamond-coated tool.

上記課題を解決するために、本開示のある態様は、刃先と、前記刃先に連なる逃げ面と、前記逃げ面が前記刃先に連なる向きとは異なる向きに前記刃先に連なるすくい面とを有する工具母材にダイヤモンドをコーティングした層であるダイヤモンド被覆層を有するダイヤモンドコーティング工具に関する。この態様のダイヤモンドコーティング工具において、前記工具母材の前記逃げ面は、前記刃先に連なる第１逃げ面と、前記第１逃げ面よりも前記刃先から離れた位置にあり且つ前記工具母材内部から見て前記第１逃げ面よりも外側に位置する第２逃げ面と、前記第１逃げ面と前記第２逃げ面とを接続する逃げ面側段差部とを備え、前記工具母材の前記すくい面は、前記刃先に連なる第１すくい面と、前記第１すくい面よりも前記刃先から離れた位置にあり且つ前記工具母材内部から見て前記第１すくい面よりも外側に位置する第２すくい面と、前記第１すくい面と前記第２すくい面とを接続するすくい面側段差部とを備える。前記ダイヤモンド被覆層は、前記刃先、前記第１逃げ面、前記逃げ面側段差部、前記第２逃げ面、前記第１すくい面、前記すくい面側段差部、前記第２すくい面に形成される。 In order to solve the above problems, an aspect of the present disclosure is a tool having a cutting edge, a flank that continues to the cutting edge, and a rake surface that continues to the cutting edge in a direction different from the direction in which the flank is connected to the cutting edge. The present invention relates to a diamond-coated tool having a diamond-coated layer, which is a layer obtained by coating a base material with diamond. In this aspect of the diamond-coated tool, the flank of the tool base material includes a first flank that continues to the cutting edge, and a position that is farther from the cutting edge than the first flank and is located away from the inside of the tool base material. a second flank located outside the first flank when viewed; and a flank-side stepped portion connecting the first flank and the second flank, The surfaces are a first rake face continuous with the cutting edge and a second rake face located further from the cutting edge than the first rake face and positioned outside the first rake face when viewed from the inside of the tool base material. A rake face and a rake face side step portion connecting the first rake face and the second rake face are provided. The diamond coating layer is formed on the cutting edge, the first flank, the flank side step, the second flank, the first rake face, the rake face side step, and the second rake face. .

本開示の別の態様は、ダイヤモンドコーティング工具の作製方法に関し、当該方法は、刃先と、前記刃先に連なる逃げ面と、前記逃げ面が前記刃先に連なる向きとは異なる向きに前記刃先に連なるすくい面とを有する工具母材にダイヤモンドをコーティングするコーティング工程を有する。前記工具母材の前記逃げ面は、前記刃先に連なる第１逃げ面と、前記第１逃げ面よりも前記刃先から離れた位置にあり且つ前記工具母材内部から見て前記第１逃げ面よりも外側に位置する第２逃げ面と、前記第１逃げ面と前記第２逃げ面とを接続する逃げ面側段差部とを備え、前記工具母材の前記すくい面は、前記刃先に連なる第１すくい面と、前記第１すくい面よりも前記刃先から離れた位置にあり且つ前記工具母材内部から見て前記第１すくい面よりも外側に位置する第２すくい面と、前記第１すくい面と前記第２すくい面とを接続するすくい面側段差部とを備えており、前記コーティング工程は、前記刃先、前記第１逃げ面、前記逃げ面側段差部、前記第２逃げ面、前記第１すくい面、前記すくい面側段差部、前記第２すくい面に、ダイヤモンドをコーティングした層であるダイヤモンド被覆層を形成する。 Another aspect of the present disclosure relates to a method of making a diamond coated tool, the method comprising: a cutting edge; a flank contiguous with the cutting edge; and a coating step of coating a tool base material having a surface with diamond. The flank of the tool base material includes a first flank that continues to the cutting edge, and a position that is farther from the cutting edge than the first flank and is located from the first flank when viewed from the inside of the tool base. and a flank-side stepped portion connecting the first flank and the second flank, wherein the rake surface of the tool base is connected to the cutting edge. 1 rake face, a second rake face positioned farther from the cutting edge than the first rake face and positioned outside the first rake face when viewed from inside the tool base material, and the first rake face a rake face side stepped portion that connects the face and the second rake face, and the coating step comprises: the cutting edge, the first flank, the flank side stepped portion, the second flank, the A diamond coating layer, which is a layer coated with diamond, is formed on the first rake face, the rake face side step portion, and the second rake face.

本開示によれば、ダイヤモンドコーティング工具においてダイヤモンド被覆層が工具母材から剥離することを抑制する構造を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this indication, the structure which suppresses that a diamond coating layer peels from a tool base material in a diamond coating tool can be provided.

従来のダイヤモンドコーティング工具の刃先周辺の構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the structure around the cutting edge of a conventional diamond-coated tool; 実施形態の工具母材の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the tool base material of embodiment. 逃げ面側段差部の断面を拡大した図である。It is the figure which expanded the cross section of a flank side level|step-difference part. ダイヤモンドコーティング工具の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a diamond coating tool. ダイヤモンドコーティング工具の構造の別の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the structure of a diamond-coated tool; ダイヤモンドコーティング工具の構造の別の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the structure of a diamond-coated tool;

以下、実施形態のダイヤモンドコーティング工具について説明する。
図２は、実施形態の工具母材１の形状を示す。工具母材１は、すくい面１０と、逃げ面２０と、すくい面１０と逃げ面２０の境界をなす刃先２とを有する。ダイヤモンドコーティング工具は、工具母材１の刃先２の近傍にダイヤモンドをコーティングすることで作製される。 A diamond-coated tool according to an embodiment will be described below.
FIG. 2 shows the shape of the tool base material 1 of the embodiment. The tool base material 1 has a rake face 10 , a flank face 20 , and a cutting edge 2 forming a boundary between the rake face 10 and the flank face 20 . A diamond-coated tool is produced by coating the vicinity of the cutting edge 2 of the tool base material 1 with diamond.

工具母材１の逃げ面２０は、刃先２に連なる第１逃げ面２１と、第１逃げ面２１よりも刃先２から離れた位置にある第２逃げ面２３と、第１逃げ面２１と第２逃げ面２３とを接続する逃げ面側段差部２２とを備える。工具母材１の内部から見て、第２逃げ面２３は第１逃げ面２１よりも外側に位置する。換言すると、工具母材１の内部から第１逃げ面２１と第２逃げ面２３とをそれぞれ直交する方向に見た場合に、第２逃げ面２３は、第１逃げ面２１よりも刃物の厚みを増やす側に位置する。第１逃げ面２１および第２逃げ面２３は平坦面として形成され、実質的に平行であってよい。たとえば第１逃げ面２１および逃げ面側段差部２２は、刃先まで平坦面を構成していた第２逃げ面２３を切り欠くことで形成されてよい。 The flank 20 of the tool base material 1 includes a first flank 21 connected to the cutting edge 2, a second flank 23 located farther from the cutting edge 2 than the first flank 21, the first flank 21 and the second flank 23. 2 and a flank side stepped portion 22 connecting the flanks 23 . The second flank 23 is positioned outside the first flank 21 when viewed from the inside of the tool base material 1 . In other words, when the first flank 21 and the second flank 23 are viewed from the inside of the tool base material 1 in directions perpendicular to each other, the second flank 23 has a greater thickness than the first flank 21. located on the side of increasing The first flank 21 and the second flank 23 are formed as flat surfaces and may be substantially parallel. For example, the first flank 21 and the flank-side stepped portion 22 may be formed by notching the second flank 23 that forms a flat surface up to the cutting edge.

工具母材１のすくい面１０は、刃先２に連なる第１すくい面１１と、第１すくい面１１よりも刃先２から離れた位置にある第２すくい面１３と、第１すくい面１１と第２すくい面１３とを接続するすくい面側段差部１２とを備える。工具母材１の内部から見て、第２すくい面１３は第１すくい面１１よりも外側に位置する。換言すると、工具母材１の内部から第１すくい面１１と第２すくい面１３とをそれぞれ直交する方向に見た場合に、第２すくい面１３は、第１すくい面１１よりも刃物の厚みを増やす側に位置する。第１すくい面１１および第２すくい面１３は平坦面として形成され、実質的に平行であってよい。たとえば第１すくい面１１およびすくい面側段差部１２は、刃先まで平坦面を構成していた第２すくい面１３を切り欠くことで形成されてよい。 The rake face 10 of the tool base material 1 includes a first rake face 11 connected to the cutting edge 2, a second rake face 13 located farther from the cutting edge 2 than the first rake face 11, the first rake face 11 and the second rake face 13. and a rake face side stepped portion 12 connecting the two rake faces 13 . The second rake face 13 is located outside the first rake face 11 when viewed from the inside of the tool base material 1 . In other words, when the first rake face 11 and the second rake face 13 are viewed from the inside of the tool base material 1 in directions perpendicular to each other, the second rake face 13 has a greater thickness of the cutting tool than the first rake face 11. located on the side of increasing The first rake face 11 and the second rake face 13 are formed as flat surfaces and may be substantially parallel. For example, the first rake face 11 and the rake face-side stepped portion 12 may be formed by cutting out the second rake face 13 that forms a flat surface up to the cutting edge.

図３は、逃げ面側段差部の断面を拡大した図である。図示のように、逃げ面側段差部２２と第１逃げ面２１との境界Ｐ、逃げ面側段差部２２と第２逃げ面２３との境界Ｑを定義する。逃げ面側段差部２２の傾斜面は、境界Ｐと境界Ｑを繋ぐ平面であってもよいが、図３に示すように、工具母材１の外部から見て、境界Ｐと境界Ｑを繋ぐ平面よりも奥側に位置してよい（つまり工具母材１の外部から見て、境界Ｐと境界Ｑを繋ぐ平面に対して、逃げ面側段差部２２の傾斜面が凹部を形成してよい）。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the flank side stepped portion. As illustrated, a boundary P between the flank side stepped portion 22 and the first flank 21 and a boundary Q between the flank side stepped portion 22 and the second flank 23 are defined. The inclined surface of the flank side stepped portion 22 may be a plane that connects the boundary P and the boundary Q, but as shown in FIG. The inclined surface of the flank side stepped portion 22 may form a recess with respect to the plane connecting the boundary P and the boundary Q when viewed from the outside of the tool base material 1. ).

第１逃げ面２１を工具母材１内部に延長した仮想面に、境界Ｑから垂線を下ろしたときの交点をＲとすると、境界Ｐと交点Ｒとの間の距離Ｗは、境界Ｑと交点Ｒとの間の距離Ｈ以下であることが好ましい。つまり図３において、線分ＰＲと線分ＰＱのなす角度が４５度以上となることが好ましい。また逃げ面側段差部２２の傾斜面が境界Ｐと境界Ｑを繋ぐ平面に対して凹部を形成する場合に、線分ＰＲと凹形状の境界Ｑに近い側での接線がなす角度が約９０度となることが好ましい。なお境界Ｐは交点Ｒ近傍に位置して、線分ＰＲと線分ＰＱのなす角度が約９０度となり、逃げ面側段差部２２が、第１逃げ面２１に対して略垂直な壁面として構成されてもよい。 Let R be the point of intersection when a perpendicular line is drawn down from the boundary Q to the imaginary plane obtained by extending the first flank 21 inside the tool base material 1, and the distance W between the boundary P and the intersection point R is the boundary Q and the intersection point It is preferable that the distance H between R is less than or equal to. That is, in FIG. 3, it is preferable that the angle formed by the line segment PR and the line segment PQ is 45 degrees or more. Further, when the inclined surface of the flank side stepped portion 22 forms a concave portion with respect to the plane connecting the boundary P and the boundary Q, the angle formed by the line segment PR and the tangent line of the concave shape near the boundary Q is approximately 90°. degree is preferred. The boundary P is located near the intersection R, the angle formed by the line segment PR and the line segment PQ is about 90 degrees, and the flank side stepped portion 22 is configured as a wall surface substantially perpendicular to the first flank face 21. may be

なお図３は、逃げ面２０に形成された逃げ面側段差部２２の構造を示すが、すくい面１０に形成されたすくい面側段差部１２も、図３に示す逃げ面側段差部２２と同一の構造を有してよい。 3 shows the structure of the flank-side stepped portion 22 formed on the flank 20, the rake-face-side stepped portion 12 formed on the rake face 10 is also similar to the flank-side stepped portion 22 shown in FIG. They may have the same structure.

図４は、工具母材１にダイヤモンドをコーティングしたダイヤモンドコーティング工具３の構造を示す。ダイヤモンド被覆層３０は、工具母材１の刃先２、すくい面１０および逃げ面２０に形成される。工具母材１の刃先２には、層厚程度の半径をもつ切れ刃部３１が形成される。ダイヤモンド被覆層３０の層厚は、距離Ｈ（図３参照）以下であることが好ましい。図４においてＸ軸方向は、ダイヤモンドコーティング工具３による切削工程における切取り厚さ方向を、Ｙ軸方向は、切削工程における切削方向を示す。 FIG. 4 shows the structure of a diamond-coated tool 3 in which the tool base material 1 is coated with diamond. The diamond coating layer 30 is formed on the cutting edge 2 , the rake face 10 and the flank face 20 of the tool base material 1 . The cutting edge 2 of the tool base material 1 is formed with a cutting edge portion 31 having a radius approximately equal to the thickness of the layer. The layer thickness of the diamond coating layer 30 is preferably equal to or less than the distance H (see FIG. 3). In FIG. 4, the X-axis direction indicates the cutting thickness direction in the cutting process by the diamond-coated tool 3, and the Y-axis direction indicates the cutting direction in the cutting process.

逃げ面２０において、ダイヤモンド被覆層３０は、少なくとも第１逃げ面２１および逃げ面側段差部２２に形成される。ここで第１逃げ面２１および逃げ面側段差部２２にダイヤモンド被覆層３０が形成されることは、第１逃げ面２１および逃げ面側段差部２２にダイヤモンド被覆層３０が密着することを意味する。 On the flank 20 , the diamond coating layer 30 is formed at least on the first flank 21 and the flank side stepped portion 22 . Here, the formation of the diamond coating layer 30 on the first flank 21 and the flank side stepped portion 22 means that the diamond coating layer 30 is in close contact with the first flank 21 and the flank side stepped portion 22 . .

ダイヤモンドコーティング工具３を用いた切削工程中、切れ刃部３１が被削材から切削力を受けると、逃げ面２０に形成されたダイヤモンド被覆層３０は、第１逃げ面２１の延在方向に切削力による剪断荷重を受ける。このとき逃げ面側段差部２２は、ダイヤモンド被覆層３０に作用する剪断荷重を受け止めることで、第１逃げ面２１とダイヤモンド被覆層３０との剪断剥離を抑制する剥離抑制構造として機能する。 During the cutting process using the diamond-coated tool 3, when the cutting edge portion 31 receives a cutting force from the work material, the diamond coating layer 30 formed on the flank 20 cuts in the extending direction of the first flank 21. Subject to shear loads due to force. At this time, the flank side stepped portion 22 functions as a separation suppression structure that suppresses shear separation between the first flank 21 and the diamond coating layer 30 by receiving the shear load acting on the diamond coating layer 30 .

すくい面１０において、ダイヤモンド被覆層３０は、少なくとも第１すくい面１１およびすくい面側段差部１２に形成される。ここで第１すくい面１１およびすくい面側段差部１２にダイヤモンド被覆層３０が形成されることは、第１すくい面１１およびすくい面側段差部１２にダイヤモンド被覆層３０が密着することを意味する。 On the rake face 10 , the diamond coating layer 30 is formed at least on the first rake face 11 and the rake face side step portion 12 . Here, the formation of the diamond coating layer 30 on the first rake face 11 and the rake face side stepped portion 12 means that the diamond coating layer 30 adheres to the first rake face 11 and the rake face side stepped portion 12 . .

ダイヤモンドコーティング工具３を用いた切削工程中、すくい面１０に形成されたダイヤモンド被覆層３０は、第１すくい面１１の延在方向に切削力による剪断荷重を受ける。このとき、すくい面側段差部１２は、ダイヤモンド被覆層３０に作用する剪断荷重を受け止めることで、第１すくい面１１とダイヤモンド被覆層３０との剪断剥離を抑制する剥離抑制構造として機能する。 During the cutting process using the diamond-coated tool 3 , the diamond coating layer 30 formed on the rake face 10 receives a shear load due to cutting force in the extending direction of the first rake face 11 . At this time, the rake face side step portion 12 receives the shear load acting on the diamond coating layer 30 , thereby functioning as a separation suppression structure that suppresses shear separation between the first rake face 11 and the diamond coating layer 30 .

なお高硬度な被削材を切削する際、刃先強度の問題から、通常は、コーティング層の厚みより小さな（つまり一般のコーティング工具では刃先の丸み半径より小さな）切取り厚さで加工することが行われる。このような切削加工では実質的なすくい角は刃先の丸み半径と切取り厚さによって決まることが多いが、実施形態のダイヤモンドコーティング工具３は、設定上のすくい角が負の角度となるように形成されてよい。設定上のすくい角が正の角度である場合（図１参照）、切れ刃部３１にかかる切削力の方向とすくい面１０の延在方向が近いため、切削力による剪断荷重は大きくなる。一方、設定上のすくい角が負の角度になると、切削力の方向と、すくい面１０の延在方向の角度の開きが大きくなることから、切削力による剪断荷重は小さくなる。そのため実施形態のダイヤモンドコーティング工具３では、工具母材１の刃先角度（刃物角度）を９０度以上とすることで、設定上のすくい角を負にして、すくい面１０と平行にダイヤモンド被覆層３０と工具母材１の間にかかる剪断荷重を小さくしている。 When cutting high-hardness work materials, due to the issue of cutting edge strength, it is usually practiced to cut with a cutting thickness that is smaller than the thickness of the coating layer (that is, smaller than the rounding radius of the cutting edge for general coated tools). will be In such cutting, the substantial rake angle is often determined by the roundness radius of the cutting edge and the cut thickness, but the diamond-coated tool 3 of the embodiment is formed so that the set rake angle is a negative angle. may be When the set rake angle is positive (see FIG. 1), the direction of the cutting force applied to the cutting edge 31 is close to the extending direction of the rake face 10, so the shear load due to the cutting force increases. On the other hand, when the set rake angle becomes a negative angle, the difference between the direction of the cutting force and the extending direction of the rake face 10 becomes large, so the shear load due to the cutting force becomes small. Therefore, in the diamond-coated tool 3 of the embodiment, by setting the edge angle (cutting tool angle) of the tool base material 1 to 90 degrees or more, the set rake angle is set to be negative, and the diamond coating layer 30 is parallel to the rake face 10. and the shear load applied between the tool base material 1 is reduced.

実施形態のダイヤモンドコーティング工具３において、剥離抑制構造は、少なくとも逃げ面２０側に設けられる。逃げ面２０側に剥離抑制構造を設けることで、逃げ面２０におけるダイヤモンド被覆層３０の剪断剥離を抑制できる。剥離抑制構造が逃げ面２０側のみに設けられる場合、上記したように、設定上のすくい角が負の角度となるようにダイヤモンドコーティング工具３が使用されることが好ましい。なお剥離抑制構造は、すくい面１０側にも設けられてよい。 In the diamond-coated tool 3 of the embodiment, the peeling suppression structure is provided at least on the side of the flank 20 . By providing the peeling suppression structure on the flank surface 20 side, shear peeling of the diamond coating layer 30 on the flank surface 20 can be suppressed. When the peeling suppression structure is provided only on the side of the flank 20, as described above, it is preferable to use the diamond coating tool 3 so that the set rake angle is a negative angle. Note that the peeling suppression structure may also be provided on the rake face 10 side.

図５は、ダイヤモンドコーティング工具３の構造の別の例を示す。ダイヤモンド被覆層３０は、工具母材１の刃先２、すくい面１０および逃げ面２０に形成される。図５においてＸ軸方向は、ダイヤモンドコーティング工具３による切削工程における切取り厚さ方向を、Ｙ軸方向は、切削工程における切削方向を示す。 FIG. 5 shows another example of the structure of the diamond-coated tool 3. FIG. The diamond coating layer 30 is formed on the cutting edge 2 , the rake face 10 and the flank face 20 of the tool base material 1 . In FIG. 5, the X-axis direction indicates the cutting thickness direction in the cutting process by the diamond-coated tool 3, and the Y-axis direction indicates the cutting direction in the cutting process.

逃げ面２０において、ダイヤモンド被覆層３０は、第１逃げ面２１および逃げ面側段差部２２に形成されて、第２逃げ面２３には形成されない。図４を参照して、第２逃げ面２３にダイヤモンドコーティングを施すと、逃げ面側段差部２２と第２逃げ面２３の境界付近で、切取り厚さ方向側に突き出たダイヤモンド被覆層３０の凸部が形成される。この凸部は被削材の仕上げ面に干渉する可能性があるため、図５に示すダイヤモンドコーティング工具３では、第２逃げ面２３にダイヤモンド被覆層３０を設けないことで、凸部が形成されないようにしている。 On the flank 20 , the diamond coating layer 30 is formed on the first flank 21 and the flank-side step portion 22 , but not on the second flank 23 . Referring to FIG. 4 , when the second flank 23 is diamond-coated, a protrusion of the diamond coating layer 30 protrudes in the cutting thickness direction near the boundary between the flank-side stepped portion 22 and the second flank 23 . part is formed. Since this convex portion may interfere with the finished surface of the work material, in the diamond coating tool 3 shown in FIG. I'm trying

そのためダイヤモンドコーティング工具３の作製工程において、コーティング工程の実施前に、第２逃げ面２３にダイヤモンドがコーティングされないよう所定の前処理を行ってよい。また別の作製手順として、コーティング工程で逃げ面２０にダイヤモンド被覆層３０を形成した後、第２逃げ面２３に形成したダイヤモンド被覆層３０を除去してもよい。この除去工程では、ダイヤモンド被覆層３０が被削材の仕上げ面に干渉しない程度に除去すればよく、第２逃げ面２３に形成したダイヤモンド被覆層３０の全てを除去しなくてもよい。 Therefore, in the manufacturing process of the diamond-coated tool 3, a predetermined pretreatment may be performed before the coating process so that the second flank 23 is not coated with diamond. As another manufacturing procedure, the diamond coating layer 30 formed on the second flank face 23 may be removed after the diamond coating layer 30 is formed on the flank face 20 in the coating process. In this removing step, the diamond coating layer 30 may be removed to such an extent that it does not interfere with the finished surface of the workpiece, and it is not necessary to remove all of the diamond coating layer 30 formed on the second flank face 23 .

図６は、ダイヤモンドコーティング工具３の構造の別の例を示す。ダイヤモンド被覆層３０は、工具母材１の刃先２、すくい面１０および逃げ面２０に形成される。図６においてＸ軸方向は、ダイヤモンドコーティング工具３による切削工程における切取り厚さ方向を、Ｙ軸方向は、切削工程における切削方向を示す。 FIG. 6 shows another example of the structure of the diamond-coated tool 3. FIG. The diamond coating layer 30 is formed on the cutting edge 2 , the rake face 10 and the flank face 20 of the tool base material 1 . In FIG. 6, the X-axis direction indicates the cutting thickness direction in the cutting process by the diamond-coated tool 3, and the Y-axis direction indicates the cutting direction in the cutting process.

すくい面１０において、ダイヤモンド被覆層３０は、第１すくい面１１およびすくい面側段差部１２に形成されて、第２すくい面１３には形成されない。図５を参照して、第２すくい面１３にダイヤモンドコーティングを施すと、すくい面側段差部１２の付近で、ダイヤモンド被覆層３０が、外側に突き出た形状をもつ。この形状は切屑の流出を妨げる可能性があるため、図６に示すダイヤモンドコーティング工具３では、第２すくい面１３にダイヤモンド被覆層３０を形成せず、第１すくい面１１およびすくい面側段差部１２においてダイヤモンド被覆層３０が第２すくい面１３と平坦になるように形成される。なおダイヤモンド被覆層３０と第２すくい面１３が平坦であるとは、切屑の流出を妨げない程度にダイヤモンド被覆層３０と第２すくい面１３とが繋がっていればよく、実質的に平坦である場合を含む。 On the rake face 10 , the diamond coating layer 30 is formed on the first rake face 11 and the rake face side step portion 12 , but not on the second rake face 13 . Referring to FIG. 5 , when second rake face 13 is diamond-coated, diamond coating layer 30 protrudes outward in the vicinity of rake face-side stepped portion 12 . Since this shape may hinder the outflow of chips, in the diamond-coated tool 3 shown in FIG. At 12 a diamond coating layer 30 is formed flush with the second rake face 13 . The flatness of the diamond coating layer 30 and the second rake face 13 means that the diamond coating layer 30 and the second rake face 13 are substantially flat as long as the diamond coating layer 30 and the second rake face 13 are connected to the extent that the outflow of chips is not hindered. Including cases.

ダイヤモンドコーティング工具３の作製工程では、すくい面１０にダイヤモンド被覆層３０を形成した後、ダイヤモンドコーティング工具３のすくい面を平坦に構成するために、ダイヤモンド被覆層３０を除去してよい。このとき図６に示すように、第２すくい面１３に形成したダイヤモンド被覆層３０の全てを除去してもよいが、ダイヤモンド被覆層３０の除去は、ダイヤモンドコーティング工具３のすくい面に、切屑の流出を妨げない平坦面を形成することを目的としているため、第２すくい面１３にダイヤモンド被覆層３０が残存していても構わない。 In the manufacturing process of the diamond-coated tool 3, after the diamond coating layer 30 is formed on the rake face 10, the diamond coating layer 30 may be removed in order to configure the rake face of the diamond-coated tool 3 flat. At this time, as shown in FIG. 6, all of the diamond coating layer 30 formed on the second rake face 13 may be removed. Since the purpose is to form a flat surface that does not hinder the outflow, the diamond coating layer 30 may remain on the second rake face 13 .

以上、本開示を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present disclosure has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that this embodiment is an example, and that various modifications can be made to combinations of each component and each treatment process, and such modifications are also within the scope of the present disclosure. .

本開示の態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様は、すくい面と、逃げ面と、すくい面と逃げ面の境界をなす刃先とを有する工具母材にダイヤモンドをコーティングしたダイヤモンドコーティング工具に関する。このダイヤモンドコーティング工具において、工具母材の逃げ面は、刃先に連なる（接する）第１逃げ面と、第１逃げ面よりも刃先から離れた位置にあり且つ工具母材内部から見て第１逃げ面よりも外側に位置する第２逃げ面と、第１逃げ面と第２逃げ面とを接続する逃げ面側段差部とを備える。ダイヤモンド被覆層は、刃先、第１逃げ面および逃げ面側段差部に形成されてよい。 A summary of aspects of the disclosure follows. An aspect of the present disclosure relates to a diamond-coated tool in which a tool base material having a rake face, a flank face, and a cutting edge forming a boundary between the rake face and the flank face is coated with diamond. In this diamond-coated tool, the flank of the tool base material consists of a first flank that continues (contacts with) the cutting edge, and a first flank that is located further away from the cutting edge than the first flank and is viewed from the inside of the tool base. A second flank located outside the face and a flank side step portion connecting the first flank and the second flank are provided. The diamond coating layer may be formed on the cutting edge, the first flank and the flank side stepped portion.

この態様によると、逃げ面側段差部が、剥離抑制構造として機能することで、逃げ面側におけるダイヤモンド被覆層の剥離を抑制できる。 According to this aspect, the flank side stepped portion functions as a peeling suppression structure, so that peeling of the diamond coating layer on the flank side can be suppressed.

工具母材のすくい面は、刃先に連なる（接する）第１すくい面と、第１すくい面よりも刃先から離れた位置にあり且つ工具母材内部から見て第１すくい面よりも外側に位置する第２すくい面と、第１すくい面と第２すくい面とを接続するすくい面側段差部とを備える。ダイヤモンド被覆層は、第１すくい面およびすくい面側段差部に形成されてよい。この構造により、すくい面側段差部が、剥離抑制構造として機能することで、すくい面側におけるダイヤモンド被覆層の剥離を抑制できる。 The rake face of the tool base material consists of a first rake face that continues to (contacts with) the cutting edge, and a position that is farther from the cutting edge than the first rake face and is positioned outside the first rake face when viewed from the inside of the tool base material. and a rake face side stepped portion connecting the first rake face and the second rake face. The diamond coating layer may be formed on the first rake face and the rake face side step. With this structure, the rake face side stepped portion functions as a separation suppression structure, thereby suppressing separation of the diamond coating layer on the rake face side.

本開示の別の態様は、すくい面と、逃げ面と、すくい面と逃げ面の境界をなす刃先とを有する工具母材にダイヤモンドをコーティングしたダイヤモンドコーティング工具に関する。このダイヤモンドコーティング工具において、工具母材のすくい面は、刃先に連なる（接する）第１すくい面と、第１すくい面よりも刃先から離れた位置にあり且つ工具母材内部から見て第１すくい面よりも外側に位置する第２すくい面と、第１すくい面と第２すくい面とを接続するすくい面側段差部とを備える。ダイヤモンド被覆層は、第１すくい面およびすくい面側段差部に形成され、ダイヤモンドコーティング工具のすくい面は平坦に構成される。 Another aspect of the present disclosure relates to a diamond-coated tool having a rake face, a flank face, and a cutting edge forming a boundary between the rake face and the flank face. In this diamond-coated tool, the rake face of the tool base material includes a first rake face that continues (contacts) with the cutting edge, and a first rake face that is located farther from the cutting edge than the first rake face and is viewed from the inside of the tool base material. A second rake face positioned outside the face and a rake face side step portion connecting the first rake face and the second rake face are provided. The diamond coating layer is formed on the first rake face and the step on the rake face side, and the rake face of the diamond-coated tool is flat.

この態様によると、すくい面側段差部が、剥離抑制構造として機能することで、すくい面側におけるダイヤモンド被覆層の剥離を抑制できるとともに、ダイヤモンドコーティング後のすくい面を平坦に構成することで、切屑をスムーズに流出できる。ダイヤモンド被覆層は、第２すくい面に形成されなくてよい。 According to this aspect, the stepped portion on the rake face side functions as a detachment suppressing structure, so that detachment of the diamond coating layer on the rake face side can be suppressed. can flow out smoothly. A diamond coating layer may not be formed on the second rake face.

刃先の角度は９０度以上とし、設定上のすくい角を負の角度にすることで、すくい面側のダイヤモンド被覆層にかかる剪断荷重を低減してよい。 By setting the cutting edge angle to 90 degrees or more and setting the rake angle to a negative angle, the shear load applied to the diamond coating layer on the rake face side may be reduced.

１・・・工具母材、２・・・刃先、３・・・ダイヤモンドコーティング工具、１０・・・すくい面、１１・・・第１すくい面、１２・・・すくい面側段差部、１３・・・第２すくい面、２０・・・逃げ面、２１・・・第１逃げ面、２２・・・逃げ面側段差部、２３・・・第２逃げ面、３０・・・ダイヤモンド被覆層、３１・・・切れ刃部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Tool base material 2... Cutting edge 3... Diamond coating tool 10... Rake face 11... First rake face 12... Rake face side stepped portion 13. ... second rake face, 20 ... flank, 21 ... first flank, 22 ... flank side stepped portion, 23 ... second flank, 30 ... diamond coating layer, 31... A cutting edge portion.

Claims (8)

刃先と、前記刃先に連なる逃げ面と、前記逃げ面が前記刃先に連なる向きとは異なる向きに前記刃先に連なるすくい面とを有する工具母材にダイヤモンドをコーティングした層であるダイヤモンド被覆層を有するダイヤモンドコーティング工具であって、
前記工具母材の前記逃げ面は、前記刃先に連なる第１逃げ面と、前記第１逃げ面よりも前記刃先から離れた位置にあり且つ前記工具母材内部から見て前記第１逃げ面よりも外側に位置する第２逃げ面と、前記第１逃げ面と前記第２逃げ面とを接続する逃げ面側段差部とを備え、
前記工具母材の前記すくい面は、前記刃先に連なる第１すくい面と、前記第１すくい面よりも前記刃先から離れた位置にあり且つ前記工具母材内部から見て前記第１すくい面よりも外側に位置する第２すくい面と、前記第１すくい面と前記第２すくい面とを接続するすくい面側段差部とを備え、
前記ダイヤモンド被覆層は、前記刃先、前記第１逃げ面、前記逃げ面側段差部、前記第２逃げ面、前記第１すくい面、前記すくい面側段差部、前記第２すくい面に形成される、
ことを特徴とするダイヤモンドコーティング工具。 A tool base material having a cutting edge, a flank continuous with the cutting edge, and a rake surface continuous with the cutting edge in a direction different from the direction in which the flank is continuous with the cutting edge. A diamond-coated tool,
The flank of the tool base material includes a first flank that continues to the cutting edge, and a position that is farther from the cutting edge than the first flank and is located from the first flank when viewed from the inside of the tool base. a second flank located on the outer side of the flank; and a flank side stepped portion connecting the first flank and the second flank,
The rake face of the tool base material includes a first rake face that continues to the cutting edge, and a position that is farther from the cutting edge than the first rake face and is located from the first rake face when viewed from the inside of the tool base material. a second rake face located on the outer side of the rake face, and a rake face side stepped portion connecting the first rake face and the second rake face,
The diamond coating layer is formed on the cutting edge, the first flank, the flank side step, the second flank, the first rake face, the rake face side step, and the second rake face. ,
A diamond coating tool characterized by: 前記すくい面側段差部は、前記第１すくい面に形成された前記ダイヤモンド被覆層の剥離を抑制する構造として機能する、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンドコーティング工具。 The rake face side stepped portion functions as a structure that suppresses peeling of the diamond coating layer formed on the first rake face.
The diamond-coated tool according to claim 1, characterized by: 前記逃げ面側段差部は、前記第１逃げ面に形成された前記ダイヤモンド被覆層の剥離を抑制する構造として機能する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のダイヤモンドコーティング工具。 The flank side stepped portion functions as a structure that suppresses separation of the diamond coating layer formed on the first flank.
The diamond-coated tool according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記第２逃げ面に形成される前記ダイヤモンド被覆層は、前記第２逃げ面にコーティングしたダイヤモンド層の一部を除去したものである、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のダイヤモンドコーティング工具。 The diamond coating layer formed on the second flank is obtained by removing a part of the diamond layer coated on the second flank.
The diamond-coated tool according to any one of claims 1 to 3, characterized by: 前記第２すくい面に形成される前記ダイヤモンド被覆層は、前記第２すくい面にコーティングしたダイヤモンド層の一部を除去することで形成された平坦面を有する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のダイヤモンドコーティング工具。 The diamond coating layer formed on the second rake face has a flat surface formed by removing a portion of the diamond layer coated on the second rake face.
The diamond coated tool according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: ダイヤモンドコーティング工具の作製方法であって、
刃先と、前記刃先に連なる逃げ面と、前記逃げ面が前記刃先に連なる向きとは異なる向きに前記刃先に連なるすくい面とを有する工具母材にダイヤモンドをコーティングするコーティング工程を有し、
前記工具母材の前記逃げ面は、前記刃先に連なる第１逃げ面と、前記第１逃げ面よりも前記刃先から離れた位置にあり且つ前記工具母材内部から見て前記第１逃げ面よりも外側に位置する第２逃げ面と、前記第１逃げ面と前記第２逃げ面とを接続する逃げ面側段差部とを備え、
前記工具母材の前記すくい面は、前記刃先に連なる第１すくい面と、前記第１すくい面よりも前記刃先から離れた位置にあり且つ前記工具母材内部から見て前記第１すくい面よりも外側に位置する第２すくい面と、前記第１すくい面と前記第２すくい面とを接続するすくい面側段差部とを備えており、
前記コーティング工程は、前記刃先、前記第１逃げ面、前記逃げ面側段差部、前記第２逃げ面、前記第１すくい面、前記すくい面側段差部、前記第２すくい面に、ダイヤモンドをコーティングした層であるダイヤモンド被覆層を形成する、
ことを特徴とするダイヤモンドコーティング工具の作製方法。 A method for making a diamond-coated tool, comprising:
A coating step of coating a diamond on a tool base material having a cutting edge, a flank surface connected to the cutting edge, and a rake surface connecting to the cutting edge in a direction different from the direction in which the flank is connected to the cutting edge,
The flank of the tool base material includes a first flank that continues to the cutting edge, and a position that is farther from the cutting edge than the first flank and is located from the first flank when viewed from the inside of the tool base. a second flank located on the outer side of the flank; and a flank side stepped portion connecting the first flank and the second flank,
The rake face of the tool base material includes a first rake face that continues to the cutting edge, and a position that is farther from the cutting edge than the first rake face and is located from the first rake face when viewed from the inside of the tool base material. a second rake face located on the outer side of the rake face, and a rake face side stepped portion connecting the first rake face and the second rake face,
In the coating step, the cutting edge, the first flank, the flank side stepped portion, the second flank, the first rake face, the rake face side stepped portion, and the second rake face are coated with diamond. forming a diamond coating layer which is a layer
A method for producing a diamond-coated tool, characterized by: 前記第２逃げ面に形成した前記ダイヤモンド被覆層の一部を除去する工程をさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載のダイヤモンドコーティング工具の作製方法。 further comprising removing a portion of the diamond coating layer formed on the second flank;
The method for manufacturing a diamond-coated tool according to claim 6, characterized in that: 前記第２すくい面に形成した前記ダイヤモンド被覆層の一部を除去して平坦面を形成する工程をさらに含む、
ことを特徴とする請求項６または７に記載のダイヤモンドコーティング工具の作製方法。 removing a portion of the diamond coating layer formed on the second rake face to form a flat surface;
8. The method of manufacturing a diamond-coated tool according to claim 6 or 7, characterized by:
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