JP7313599B2 - 硬質焼結体用の基材、硬質焼結体および切削工具 - Google Patents
硬質焼結体用の基材、硬質焼結体および切削工具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7313599B2 JP7313599B2 JP2019061639A JP2019061639A JP7313599B2 JP 7313599 B2 JP7313599 B2 JP 7313599B2 JP 2019061639 A JP2019061639 A JP 2019061639A JP 2019061639 A JP2019061639 A JP 2019061639A JP 7313599 B2 JP7313599 B2 JP 7313599B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer peripheral
- peripheral portion
- sintered body
- base material
- inner peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
- B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/28—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
- B23P15/34—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools milling cutters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F2005/001—Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F2005/004—Article comprising helical form elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23B2226/12—Boron nitride
- B23B2226/125—Boron nitride cubic [CBN]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23B2226/31—Diamond
- B23B2226/315—Diamond polycrystalline [PCD]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B51/00—Tools for drilling machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2210/00—Details of milling cutters
- B23C2210/03—Cutting heads comprised of different material than the shank irrespective of whether the head is detachable from the shank
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23C2226/12—Boron nitride
- B23C2226/125—Boron nitride cubic [CBN]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23C2226/31—Diamond
- B23C2226/315—Diamond polycrystalline [PCD]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2240/00—Details of connections of tools or workpieces
- B23C2240/08—Brazed connections
Description
例えば、切削加工時の送り量を小さくするなど、切削条件を調整して切削工具への負荷を低減させれば、加工能率は低下する。また、例えば炭素繊維強化プラスチック(carbon fiber reinforced plastic:CFRP)等の難削材の加工需要は増える傾向にあり、切削工具への負荷もより大きくなることが見込まれている。
上記硬質焼結体用の基材において、前記角度が、10°以上30°以下であることとしてもよい。
また、本発明の切削工具の一つの態様は、上述の硬質焼結体の外周部に、軸方向に延びる切屑排出溝および切刃が設けられた刃部と、前記刃部と軸方向に接続されるシャンクと、を備え、前記切刃は、前記筒部に配置される。
この硬質焼結体を切削工具の刃部に用い切削加工を行う際、第1外周部が工具回転方向を向く姿勢とすることにより、切削工具にかかる周方向の負荷を、基材の第1外周部で受けることができる。これにより、切削加工時に切削工具にかかる負荷のうち、工具の中心軸に対して垂直方向にかかる負荷が、基材と筒部との界面に沿って作用することを抑えることができ、つまり界面に沿うせん断力を低減させることができて、基材と筒部との界面近傍に亀裂や欠けが生じることを抑制できる。したがって、この硬質焼結体を用いて製作される切削工具の耐欠損性を向上させることができ、工具寿命を延ばすことができる。
上記硬質焼結体において、前記角度が、10°以上30°以下であることとしてもよい。
また、筒部のヤング率が600GPa以上であると、この筒部を例えばエンドミル等の切削工具に用いた場合に、安定して耐摩耗性を確保できる。
以下、本発明の第1実施形態の硬質焼結体用の基材1A(1)、硬質焼結体10および切削工具50について、図1~図4を参照して説明する。図1および図3は、本実施形態の硬質焼結体10を示す。図2は、本実施形態の硬質焼結体用の基材1Aを示す。図4は、本実施形態の切削工具50を示す。
なお以下の説明では、硬質焼結体用の基材1Aを、単に基材1Aと呼ぶ場合がある。また硬質焼結体10は、超硬質焼結体10や超高硬度焼結体10と言い換えてもよい。
硬質焼結体10は、図示しない円筒状のカプセルに、圧粉成形体とされた基材1A原料と、粉末状の筒部20原料とを充填し、超高温超高圧条件下で焼結することにより製造される。
中心軸Cに直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Cに近づく方向を径方向内側と呼び、中心軸Cから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。
中心軸C回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。周方向のうち、所定の回転方向を周方向一方側R1と呼び、これとは反対の回転方向を周方向他方側R2と呼ぶ。
軸方向一方側は、図4に示す切削工具50において先端側(図4の上側)に相当する。軸方向他方側は、切削工具50において後端側(図4の下側)に相当する。
周方向のうち、切削加工時に工作機械の主軸等により切削工具50が回転させられる向きを工具回転方向Tと呼び、これとは反対の回転方向を、工具回転方向Tとは反対方向(反工具回転方向)と呼ぶ場合がある。本実施形態において周方向一方側R1は、工具回転方向Tに相当し、周方向他方側R2は、工具回転方向Tとは反対方向に相当する。
柱部2は、第1外周部11と、第2外周部12と、基材凸条部13と、を有する。
図3に示す横断面視で、第1外周部11は、周方向または径方向に延びる。本実施形態では各第1外周部11が、周方向に延びる。具体的に各第1外周部11は、柱部2の外接円上に位置する各頂点(各基材凸条部13)から周方向一方側R1へ向けて、それぞれ延びる。柱部2の各頂点は、柱部2の外周面上に位置する。図3に符号Bで示す直線は、柱部2の周方向に隣り合う一対の頂点と、中心軸Cとを結ぶ一対の直線同士の間の角の二等分線Bである。第1外周部11は、周方向において柱部2の頂点と二等分線Bとの間に位置する。第1外周部11は、柱部2の頂点から周方向一方側R1へ向けて、二等分線Bまで延びる。図3に示す横断面視において、本実施形態では第1外周部11が、直線状である。第1外周部11は、柱部2の周方向に隣り合う一対の頂点同士を結ぶ直線上に位置する。
なお、本実施形態では第1外周部11が径方向外側を向いており、具体的には第1外周部11が、第1外周部11の径方向外端部(基材凸条部13)から周方向一方側R1へ向けて延びており、この場合の角度θは、図3の横断面視において、第2直線L2と第1外周部11とが交差して形成される鋭角および鈍角のうち、鋭角の角度を指す。なお、角度θのより好ましい範囲は、5°以上60°以下である。
図3に示す横断面視で、第2外周部12は、周方向または径方向に延びる。本実施形態では各第2外周部12が、周方向に延びる。具体的に各第2外周部12は、柱部2の外接円上に位置する各頂点(各基材凸条部13)から周方向他方側R2へ向けて、それぞれ延びる。第2外周部12は、周方向において柱部2の頂点と二等分線Bとの間に位置する。第2外周部12は、柱部2の頂点から周方向他方側R2へ向けて、二等分線Bまで延びる。図3に示す横断面視において、本実施形態では第2外周部12が、直線状である。第2外周部12は、柱部2の周方向に隣り合う一対の頂点同士を結ぶ直線上に位置する。すなわち、本実施形態では、柱部2の周方向に隣り合う一対の頂点同士を結ぶ直線上に、第1外周部11と第2外周部12とが、二等分線Bを中心として周方向両側に隣り合って配置される。
周方向に隣り合う第1外周部11と第2外周部12とは、柱部2の頂点上において互いに接続する。すなわち、第1外周部11の他方側部分11bと、第2外周部12の一方側部分12aとは、柱部2の頂点上で繋がる。周方向に隣り合う第1外周部11と第2外周部12とは、二等分線B上において互いに接続する。すなわち、第1外周部11の一方側部分11aと、第2外周部12の他方側部分12bとは、二等分線B上で繋がる。
周壁部21は、第1内周部31と、第2内周部32と、筒部凹条部33と、を有する。つまり筒部20は、第1内周部31と、第2内周部32と、筒部凹条部33と、を有する。
図3に示す横断面視で、第1内周部31は、周方向または径方向に延びる。本実施形態では各第1内周部31が、周方向に延びる。具体的に各第1内周部31は、周壁部21の内周面上に位置する各頂点(各筒部凹条部33)から周方向一方側R1へ向けて、それぞれ延びる。上述した二等分線Bは、周壁部21の内周面において周方向に隣り合う一対の頂点と、中心軸Cとを結ぶ一対の直線同士の間の角の二等分線Bでもある。第1内周部31は、周方向において、周壁部21の内周面の頂点と二等分線Bとの間に位置する。第1内周部31は、周壁部21の頂点から周方向一方側R1へ向けて、二等分線Bまで延びる。図3に示す横断面視において、本実施形態では第1内周部31が、直線状である。第1内周部31は、周壁部21の内周面において周方向に隣り合う一対の頂点同士を結ぶ直線上に位置する。
本実施形態では、図3の横断面視で、第2直線L2に対して第1内周部31が傾斜する角度θが、4°以上である。具体的にこの横断面視において、角度θは、第1内周部31の他方側部分31bと、第2直線L2との間の角度である。この横断面視で、複数の第1内周部31の各角度θは、互いに等しい。
図3に示す横断面視で、第2内周部32は、周方向または径方向に延びる。本実施形態では各第2内周部32が、周方向に延びる。具体的に各第2内周部32は、周壁部21の内周面上に位置する各頂点(各筒部凹条部33)から周方向他方側R2へ向けて、それぞれ延びる。第2内周部32は、周方向において、周壁部21の内周面の頂点と二等分線Bとの間に位置する。第2内周部32は、周壁部21の頂点から周方向他方側R2へ向けて、二等分線Bまで延びる。図3に示す横断面視において、本実施形態では第2内周部32が、直線状である。第2内周部32は、周壁部21の内周面において周方向に隣り合う一対の頂点同士を結ぶ直線上に位置する。すなわち、本実施形態では、周壁部21の内周面の周方向に隣り合う一対の頂点同士を結ぶ直線上に、第1内周部31と第2内周部32とが、二等分線Bを中心として周方向両側に隣り合って配置される。
周方向に隣り合う第1内周部31と第2内周部32とは、周壁部21の内周面の頂点上において互いに接続する。すなわち、第1内周部31の他方側部分31bと、第2内周部32の一方側部分32aとは、周壁部21の頂点上で繋がる。周方向に隣り合う第1内周部31と第2内周部32とは、二等分線B上において互いに接続する。すなわち、第1内周部31の一方側部分31aと、第2内周部32の他方側部分32bとは、二等分線B上で繋がる。
各筒部凹条部33は、各基材凸条部13と接触する。基材凸条部13と筒部凹条部33とは、互いに接合される。
切屑排出溝55は、筒部20の周壁部21および柱部2にわたって配置される。切屑排出溝55の工具回転方向Tを向く壁面のうち、切刃56に隣接する外周部、つまり切刃56のすくい面は、筒部20の周壁部21に配置される。
刃部51の外周面のうち、切刃56に隣接する部分、つまり切刃56の逃げ面は、筒部20の周壁部21に配置される。
底刃58は、刃部51の軸方向一方側の端部に配置されて、径方向に延びる。底刃58は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。底刃58は、筒部20の頂壁部22に配置されてもよい。
この場合、基材1Aと筒部20とが焼結された硬質焼結体10を切削工具50の刃部51に用い、切削加工を行う際、切削工具50の周方向の複数箇所において、上述した基材凸条部13による機能が得られる。したがって、基材1Aと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることを安定して抑制でき、切削工具50の耐欠損性をより向上させることができる。
この場合、基材1Aと筒部20とが焼結された硬質焼結体10を切削工具50の刃部51に用い、切削加工を行う際、各基材凸条部13に均等に負荷が作用する。すなわち、特定の基材凸条部13に大きな負荷が連続して作用することを抑制でき、基材1Aと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることをより安定して抑制できる。
この場合、本実施形態の構成を簡単に実現でき、製造が容易である。
この硬質焼結体10を切削工具50の刃部51に用い切削加工を行う際、第1外周部11が工具回転方向Tを向く姿勢とすることにより、切削工具50にかかる周方向の負荷を、基材1Aの第1外周部11で受けることができる。これにより、切削加工時に切削工具50にかかる負荷のうち、工具の中心軸Cに対して垂直方向にかかる負荷が、基材1Aと筒部20との界面に沿って作用することを抑えることができ、つまり界面に沿うせん断力を低減させることができて、基材1Aと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることを抑制できる。したがって、この硬質焼結体10を用いて製作される切削工具50の耐欠損性を向上させることができ、工具寿命を延ばすことができる。
この場合、基材1Aの第1外周部11は、周方向一方側R1を向く。この硬質焼結体10を切削工具50の刃部51に用い切削加工を行う際、周方向一方側R1を工具回転方向Tとすることにより、切削工具50にかかる周方向の負荷を、基材1Aの第1外周部11で受けることができる。これにより、切削加工時に切削工具50にかかる負荷のうち、工具の中心軸Cに対して垂直方向にかかる負荷が、基材1Aと筒部20との界面に沿って作用することを抑えることができ、基材1Aと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることを抑制できる。
中心軸Cに垂直な横断面視において第2直線L2に対して第1外周部11が傾斜する角度θが、4°以上であると、基材1Aと筒部20とが焼結された硬質焼結体10を切削工具50の刃部51に用い、切削加工を行う際、第1外周部11が工具回転方向Tを向く姿勢とすることにより、切削工具50にかかる周方向の負荷を、基材1Aの第1外周部11で安定して受けることができる。これにより、切削加工時に切削工具50にかかる負荷のうち、工具の中心軸Cに対して垂直方向にかかる負荷が、基材1Aと筒部20との界面に沿って作用することを抑えることができ、基材1Aと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることをより抑制できる。なお、切削工具50にかかる周方向の負荷を第1外周部11でより安定して受けるには、角度θが5°以上であることが望ましい。
この場合、基材1Aと筒部20とが焼結された硬質焼結体10を切削工具50の刃部51に用い、切削加工を行う際、切削工具50の周方向の複数箇所において、上述した第1外周部11による機能が得られ、かつ、各第1外周部11に均等に負荷が作用する。すなわち、特定の第1外周部11に大きな負荷が連続して作用することを抑制でき、基材1Aと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることをより安定して抑制できる。
硬質焼結体用の基材1Aのヤング率が300GPa以上であると、この基材1Aを本実施形態のようにエンドミル等の切削工具50に用いた場合に、安定して剛性を確保できる。
また、筒部20のヤング率が600GPa以上であると、この筒部20を本実施形態のようにエンドミル等の切削工具50に用いた場合に、安定して耐摩耗性を確保できる。
この場合、切削工具50で切削加工を行う際、切刃56にかかる周方向の負荷を、基材1Aの第1外周部11でより受けやすくすることができる。このため、基材1Aと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることを抑制でき、切削工具50の耐欠損性を向上させることができ、工具寿命を延ばすことができる。
この場合、径方向から見て、切刃56に第1外周部11が交差して配置されやすくなる。切削工具50で切削加工を行う際、各切刃56にかかる周方向の負荷を、基材1Aの各第1外周部11で安定して受けやすくすることができる。このため、基材1Aと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることを抑制でき、切削工具50の耐欠損性を向上させることができ、工具寿命を延ばすことができる。
第1外周部11と第2外周部12とは、柱部2の周方向に隣り合う一対の頂点(基材凸条部13)を通る1つの凹曲線上に位置し、周方向に互いに隣り合って配置される。
この場合、基材1と筒部20とが焼結された硬質焼結体10を切削工具50の刃部51に用い、切削加工を行う際、基材凸条部13において先端(径方向外端)に荷重が集中することを抑えられる。このため、基材凸条部13近傍に亀裂や欠けが生じることを抑制しやすくできる。
この場合、第1外周部11のうち周方向他方側R2の端部を含む他方側部分11bが、周方向一方側R1へ向けて正対しやすくなる。このため、基材1と筒部20とが焼結された硬質焼結体10を切削工具50の刃部51に用い、切削加工を行う際、第1外周部11の他方側部分11bにおいて荷重をより受けやすくすることができる。したがって、基材1と筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることを安定して抑制でき、切削工具50の耐欠損性をより向上させることができる。
第4~第6変形例では、柱部2が、基材凹条部14を有する。基材凹条部14は、図8~図10に示す中心軸Cに垂直な横断面視において、互いに繋がる第1外周部11と第2外周部12との接続部分に位置し、軸方向に延びる。基材凹条部14は、第1外周部11の一方側部分11aと第2外周部12の他方側部分12bとの接続部分に位置して径方向内側に窪む。特に図示しないが、基材凹条部14は、中心軸Cに沿って軸方向に延びる。
筒部凸条部は、基材凹条部14と接触する。基材凹条部14と筒部凸条部とは、互いに接合される。
この場合、中心軸Cに垂直な横断面視で柱部2が例えば8角形状である場合と比べて、各第1外周部11を周方向へ向けてより正対しやすくすることができる。
第8変形例および第9変形例では、柱部2が基材凹条部14を有しており、基材凹条部14の数が、8つ未満である。
この場合、基材凸条部13や第1外周部11を配置する自由度が増し、各種の切削工具50に用いられる各種の硬質焼結体10に対応可能である。
図14に示す横断面視で、第3外周部15は、周方向または径方向に延びる。本実施形態では各第3外周部15が、周方向に延びる。具体的に各第3外周部15は、第1外周部11の一方側部分11aの周方向一方側R1の端部から周方向一方側R1へ向けて、それぞれ延びる。第3外周部15は、周方向において第1外周部11の一方側部分11aの周方向一方側R1の端部と二等分線Bとの間に位置する。第3外周部15は、第1外周部11の一方側部分11aから周方向一方側R1へ向けて、二等分線Bまで延びる。図14に示す横断面視において、本実施形態では第3外周部15が、直線状である。第3外周部15は、周方向に隣り合う第1外周部11の一方側部分11aの周方向一方側R1の端部と第2外周部12の他方側部分12bの周方向他方側R2の端部とを結ぶ直線上に位置する。
図14に示す横断面視で、第4外周部16は、周方向または径方向に延びる。本実施形態では各第4外周部16が、周方向に延びる。具体的に各第4外周部16は、第2外周部12の他方側部分12bの周方向他方側R2の端部から周方向他方側R2へ向けて、それぞれ延びる。第4外周部16は、周方向において第2外周部12の他方側部分12bの周方向他方側R2の端部と二等分線Bとの間に位置する。第4外周部16は、第2外周部12の他方側部分12bから周方向他方側R2へ向けて、二等分線Bまで延びる。図14に示す横断面視において、本実施形態では第4外周部16が、直線状である。第4外周部16は、周方向に隣り合う第1外周部11の一方側部分11aの周方向一方側R1の端部と第2外周部12の他方側部分12bの周方向他方側R2の端部とを結ぶ直線上に位置する。すなわち、本実施形態では、周方向に隣り合う第1外周部11の一方側部分11aと第2外周部12の他方側部分12bとを結ぶ直線上に、第3外周部15と第4外周部16とが、二等分線Bを中心として周方向両側に隣り合って配置される。
周方向に隣り合う第3外周部15と第4外周部16とは、二等分線B上において互いに接続する。すなわち、第3外周部15の一方側部分15aと、第4外周部16の他方側部分16bとは、二等分線B上で繋がる。
図14に示す横断面視で、第3内周部35は、周方向または径方向に延びる。本実施形態では各第3内周部35が、周方向に延びる。具体的に各第3内周部35は、第1内周部31の一方側部分31aの周方向一方側R1の端部から周方向一方側R1へ向けて、それぞれ延びる。第3内周部35は、周方向において、第1内周部31の一方側部分31aの周方向一方側R1の端部と二等分線Bとの間に位置する。第3内周部35は、第1内周部31の一方側部分31aから周方向一方側R1へ向けて、二等分線Bまで延びる。図14に示す横断面視において、本実施形態では第3内周部35が、直線状である。第3内周部35は、周方向に隣り合う第1内周部31の一方側部分31aの周方向一方側R1の端部と第2内周部32の他方側部分32bの周方向他方側R2の端部とを結ぶ直線上に位置する。
図14に示す横断面視で、第4内周部36は、周方向または径方向に延びる。本実施形態では各第4内周部36が、周方向に延びる。具体的に各第4内周部36は、第2内周部32の他方側部分32bの周方向他方側R2の端部から周方向他方側R2へ向けて、それぞれ延びる。第4内周部36は、周方向において、第2内周部32の他方側部分32bの周方向他方側R2の端部と二等分線Bとの間に位置する。第4内周部36は、第2内周部32の他方側部分32bから周方向他方側R2へ向けて、二等分線Bまで延びる。図14に示す横断面視において、本実施形態では第4内周部36が、直線状である。第4内周部36は、周方向に隣り合う第1内周部31の一方側部分31aの周方向一方側R1の端部と第2内周部32の他方側部分32bの周方向他方側R2の端部とを結ぶ直線上に位置する。すなわち、本実施形態では、周方向に隣り合う第1内周部31の一方側部分31aと第2内周部32の他方側部分32bとを結ぶ直線上に、第3内周部35と第4内周部36とが、二等分線Bを中心として周方向両側に隣り合って配置される。
周方向に隣り合う第3内周部35と第4内周部36とは、二等分線B上において互いに接続する。すなわち、第3内周部35の一方側部分35aと、第4内周部36の他方側部分36bとは、二等分線B上で繋がる。
この場合、中心軸Cに垂直な横断面視で柱部2が例えば8角形状である場合と比べて、第1外周部11および基材凸条部13を切刃56の直下へより配置しやすくすることができる。つまり径方向から見て、第1外周部11および基材凸条部13と、切刃56とが、より交差しやすくなる。これにより、切削加工時に、第1外周部11および基材凸条部13において負荷をより受けやすくすることができる。したがって、基材1Lと筒部20との界面近傍に亀裂や欠けが生じることを安定して抑制でき、切削工具50の耐欠損性をより向上させることができる。
特に図示しないが、この基材1Mと一体に焼結される筒部20は、周壁部21に筒部凹条部33を有する。筒部凹条部33は、軸方向へ向かうに従い周方向へ向けて延びる。すなわち筒部凹条部33は、中心軸Cを中心として螺旋状にねじれて延びる。具体的には筒部凹条部33が、軸方向一方側へ向かうに従い周方向一方側R1へ向けて延びる。
また、基材凸条部13がねじれる向きを、切刃56がねじれる向きとは反対方向としてもよい。すなわち、切刃56が軸方向一方側へ向かうに従い周方向一方側R1に向けて延びる場合には、基材凸条部13が、軸方向一方側へ向かうに従い周方向他方側R2に向けて延びる構成としてもよい。この場合、径方向から見て、第1外周部11の他方側部分11b(基材凸条部13)と切刃56とが、より安定して交差させられる。
次に、本発明の第2実施形態の硬質焼結体30および切削工具50について、図20を参照して説明する。なお第2実施形態では、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して、その説明を省略する。
基材1Rは、柱部2を有する。柱部2は、1つの第1外周部11と、1つの第2外周部12と、を有する。筒部20は、周壁部21を有する。周壁部21は、1つの第1内周部31と、1つの第2内周部32と、を有する。
第1外周部11と第1内周部31とは、互いに接合される。第2外周部12と第2内周部32とは、互いに接合される。
各第1外周部11と各第1内周部31とは、互いに接合される。各第2外周部12と各第2内周部32とは、互いに接合される。各基材凹条部14と各筒部凸条部34とは、互いに接合される。
また基材凹条部14が設けられることで、第1外周部11を周方向へ向けて正対しやすくすることができる。このため、硬質焼結体30を切削工具50の刃部51に用い切削加工を行う際、第1外周部11において荷重をより受けやすくすることができる。
第1外周部11と第1内周部31とは、互いに接合される。
なお、この第2変形例では第1外周部11が径方向内側を向いており、具体的には第1外周部11が、第1外周部11の径方向外端部から周方向他方側R2へ向けて延びており、この場合の角度θ´は、図22の横断面視において、第2直線L2と第1外周部11とが交差して形成される鋭角および鈍角のうち、鈍角の角度を指す。
中心軸Cに垂直な横断面視において第2直線L2に対して第1外周部11が傾斜する角度θ´が、170°以下であると、基材1Tにおける第1外周部11近傍の肉厚が確保され、基材1Tの剛性が確保される。例えば、基材1Tが部分的に薄肉になって亀裂の起点となるような不具合が抑えられる。このため、第1外周部11による機能が安定する。
本発明の実施例では、硬質焼結体10の基材1は、中心軸Cに垂直な横断面視で、柱部2が正多角形状である。柱部2の中心軸Cから基材凸条部13(第1外周部11の径方向外端部)までの距離、つまり半径は、5mmとし、中心軸Cから筒部20の外周面までの距離つまり半径は、7mmとした。柱部2の横断面形状、第1外周部11の数および角度θについては、下記表1の通りとした。基材1と筒部20とを一体に焼結し製作した硬質焼結体10に、超硬合金製のシャンク52をAgロウ材を用いてロウ付けにより接合した。この硬質焼結体10に研削加工を施して、3枚刃エンドミルの刃部51とした。なお刃部51の直径(刃径)は、12mmとした。
<切削条件>
・被削材:CFRP(板厚5mm)
・切削速度:300m/min
・送り速度:955mm/min
・切り込み量:5mm
・乾式切削(エアブロー)
そして一定の切削長毎に、基材と筒部との界面や筒部に亀裂や欠けが有るか無いかを観察し、有った場合には、切削開始からその時までの総切削長を寿命(寿命切削長)と判断した。なお観察には、光学顕微鏡または電子顕微鏡を用いた。結果を表1に示す。
Claims (14)
- 中心軸を有し、前記中心軸の軸方向に延びる柱部を備える硬質焼結体用の基材であって、
前記柱部は、
前記柱部の外周部に配置され、前記外周部の一部を構成する第1外周部と、
前記柱部の外周部に配置され、前記外周部の一部を構成する第2外周部と、
前記中心軸に垂直な横断面視において互いに繋がる前記第1外周部と前記第2外周部との接続部分に位置し、軸方向に延びる基材凸条部と、を有し、
前記横断面視で、周方向または径方向に延びる前記第1外周部のうち一方側部分は、他方側部分よりも径方向内側に位置し、
前記横断面視で、周方向または径方向に延びる前記第2外周部のうち一方側部分は、他方側部分よりも径方向外側に位置し、
前記基材凸条部は、前記第1外周部の他方側部分と前記第2外周部の一方側部分との接続部分に位置して径方向外側に突出し、
前記横断面視で、前記第1外周部の径方向外端部および前記中心軸を通り径方向に延びる第1直線と直交し前記第1外周部の径方向外端部上を通る第2直線に対して、前記第1外周部が傾斜する角度が、4°以上90°以下であり、
前記横断面視で、前記第1外周部が、凹曲線状であり、前記第2外周部が、凹曲線状である、
硬質焼結体用の基材。 - 前記角度が、10°以上30°以下である、
請求項1に記載の硬質焼結体用の基材。 - 前記横断面視で、前記基材凸条部は、凸曲線状である、
請求項1に記載の硬質焼結体用の基材。 - 前記第1外周部は、複数設けられ、
前記第2外周部は、複数設けられ、
前記基材凸条部は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられ、
前記横断面視において複数の前記基材凸条部が、前記中心軸を中心として回転対称に配置される、
請求項1から3のいずれか1項に記載の硬質焼結体用の基材。 - 前記柱部は、前記横断面視において互いに繋がる前記第1外周部と前記第2外周部との接続部分に位置し、軸方向に延びる基材凹条部を有し、
前記基材凹条部は、前記第1外周部の一方側部分と前記第2外周部の他方側部分との接続部分に位置して径方向内側に窪む、
請求項1から4のいずれか1項に記載の硬質焼結体用の基材。 - 前記横断面視で、前記柱部は、正多角形状であり、
前記第1外周部の数が、6以上18以下である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の硬質焼結体用の基材。 - 中心軸を有し、前記中心軸の軸方向に延びる柱部を備える硬質焼結体用の基材と、
前記柱部を径方向外側から覆う筒状であり、前記硬質焼結体用の基材よりも線膨張係数が小さく、かつ硬度が高く、前記硬質焼結体用の基材と一体に焼結された筒部と、を備え、
前記柱部は、
前記柱部の外周部に配置され、前記外周部の一部を構成する第1外周部と、
前記柱部の外周部に配置され、前記外周部の一部を構成する第2外周部と、
前記中心軸に垂直な横断面視において互いに繋がる前記第1外周部と前記第2外周部との接続部分に位置し、軸方向に延びる基材凸条部と、を有し、
前記横断面視で、周方向または径方向に延びる前記第1外周部のうち一方側部分は、他方側部分よりも径方向内側に位置し、
前記横断面視で、周方向または径方向に延びる前記第2外周部のうち一方側部分は、他方側部分よりも径方向外側に位置し、
前記基材凸条部は、前記第1外周部の他方側部分と前記第2外周部の一方側部分との接続部分に位置して径方向外側に突出し、
前記筒部は、
前記筒部の内周部に配置され、前記内周部の一部を構成する第1内周部と、
前記筒部の内周部に配置され、前記内周部の一部を構成する第2内周部と、
前記横断面視において互いに繋がる前記第1内周部と前記第2内周部との接続部分に位置し、軸方向に延びる筒部凹条部と、を有し、
前記横断面視で、周方向または径方向に延びる前記第1内周部のうち一方側部分は、他方側部分よりも径方向内側に位置し、
前記横断面視で、周方向または径方向に延びる前記第2内周部のうち一方側部分は、他方側部分よりも径方向外側に位置し、
前記筒部凹条部は、前記第1内周部の他方側部分と前記第2内周部の一方側部分との接続部分に位置して径方向外側に窪み、
前記第1外周部と前記第1内周部とが、互いに接合され、
前記第2外周部と前記第2内周部とが、互いに接合され、
前記基材凸条部と前記筒部凹条部とが、互いに接合され、
前記横断面視で、前記第1外周部の径方向外端部および前記中心軸を通り径方向に延びる第1直線と直交し前記第1外周部の径方向外端部上を通る第2直線に対して、前記第1外周部が傾斜する角度が、4°以上90°以下であり、
前記横断面視で、前記第1外周部が、凹曲線状であり、前記第2外周部が、凹曲線状である、
硬質焼結体。 - 前記角度が、10°以上30°以下である、
請求項7に記載の硬質焼結体。 - 前記第1外周部は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられ、
前記横断面視において、複数の前記第1外周部の各前記角度が、互いに等しい、
請求項7または8に記載の硬質焼結体。 - 前記硬質焼結体用の基材は、ヤング率が300GPa以上であり、
前記筒部は、ヤング率が600GPa以上である、
請求項7から9のいずれか1項に記載の硬質焼結体。 - 前記硬質焼結体用の基材は、超硬合金製、サーメット製およびセラミクス製のいずれかであり、
前記筒部は、多結晶ダイヤモンド製および多結晶立方晶窒化ホウ素製のいずれかである、
請求項7から10のいずれか1項に記載の硬質焼結体。 - 請求項7から11のいずれか1項に記載の硬質焼結体の外周部に、軸方向に延びる切屑排出溝および切刃が設けられた刃部と、
前記刃部と軸方向に接続されるシャンクと、を備え、
前記切刃は、前記筒部に配置される、
切削工具。 - 径方向から見て、前記第1外周部の他方側部分と前記切刃とが交わる、
請求項12に記載の切削工具。 - 前記第1外周部は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられ、
前記切刃は、1つ以上設けられ、
前記第1外周部の数が、前記切刃の数よりも多い、
請求項12または13に記載の切削工具。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019061639A JP7313599B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 硬質焼結体用の基材、硬質焼結体および切削工具 |
EP20777061.1A EP3950184A4 (en) | 2019-03-27 | 2020-03-27 | BASE MATERIAL FOR HARD SINTERED BODY, HARD SINTERED BODY, AND CUTTING TOOL |
CN202080023182.8A CN113631304A (zh) | 2019-03-27 | 2020-03-27 | 硬质烧结体用基材、硬质烧结体及切削工具 |
PCT/JP2020/014073 WO2020196842A1 (ja) | 2019-03-27 | 2020-03-27 | 硬質焼結体用の基材、硬質焼結体および切削工具 |
US17/442,462 US20220161335A1 (en) | 2019-03-27 | 2020-03-27 | Base material for hard sintered body, hard sintered body, and cutting tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019061639A JP7313599B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 硬質焼結体用の基材、硬質焼結体および切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020158852A JP2020158852A (ja) | 2020-10-01 |
JP7313599B2 true JP7313599B2 (ja) | 2023-07-25 |
Family
ID=72611596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019061639A Active JP7313599B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 硬質焼結体用の基材、硬質焼結体および切削工具 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220161335A1 (ja) |
EP (1) | EP3950184A4 (ja) |
JP (1) | JP7313599B2 (ja) |
CN (1) | CN113631304A (ja) |
WO (1) | WO2020196842A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7324952B2 (ja) | 2020-12-16 | 2023-08-10 | トキコシステムソリューションズ株式会社 | 投薬器 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018113613B3 (de) * | 2018-06-07 | 2019-07-04 | SCHOTT Diamantwerkzeuge GmbH | Diamantwerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Diamantwerkzeugs |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003511253A (ja) | 1999-10-14 | 2003-03-25 | セコ ツールズ アクティエボラーグ(プブル) | 切屑を除去する回転工具、工具チップ、及び工具チップの製造方法 |
WO2018066231A1 (ja) | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 回転切削刃用素材及びその製造方法 |
WO2018122166A1 (en) | 2016-12-31 | 2018-07-05 | Element Six (Uk) Limited | Superhard constructions & methods of making same |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS596355B2 (ja) | 1978-10-20 | 1984-02-10 | 関西保温工業株式会社 | 不定形耐火物自動計量吹付装置 |
GB2259263B (en) | 1991-08-08 | 1995-11-22 | Habit Diamond Ltd | Wear resistant tools |
JP3971475B2 (ja) * | 1996-10-11 | 2007-09-05 | 日立ツール株式会社 | 多角形断面エンドミル |
JP5895648B2 (ja) * | 2012-03-26 | 2016-03-30 | 三菱マテリアル株式会社 | ヘッド交換式切削工具 |
CN104153713B (zh) * | 2014-08-01 | 2018-05-29 | 富耐克超硬材料股份有限公司 | 超硬材料复合片及其制造方法 |
JP6817717B2 (ja) * | 2016-04-07 | 2021-01-20 | 三菱マテリアル株式会社 | フライスカッタ、切削インサート及びフライス加工方法 |
KR102188627B1 (ko) * | 2016-11-15 | 2020-12-08 | 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 | 절삭 공구 |
JP6326543B1 (ja) | 2017-12-11 | 2018-05-16 | 株式会社Epark | 情報管理装置、情報管理方法及びプログラム |
CN109317682A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-12 | 湖南工业大学 | 一种硬质合金棒材结构及其成型方法以及应用 |
-
2019
- 2019-03-27 JP JP2019061639A patent/JP7313599B2/ja active Active
-
2020
- 2020-03-27 WO PCT/JP2020/014073 patent/WO2020196842A1/ja unknown
- 2020-03-27 CN CN202080023182.8A patent/CN113631304A/zh active Pending
- 2020-03-27 US US17/442,462 patent/US20220161335A1/en active Pending
- 2020-03-27 EP EP20777061.1A patent/EP3950184A4/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003511253A (ja) | 1999-10-14 | 2003-03-25 | セコ ツールズ アクティエボラーグ(プブル) | 切屑を除去する回転工具、工具チップ、及び工具チップの製造方法 |
WO2018066231A1 (ja) | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 回転切削刃用素材及びその製造方法 |
WO2018122166A1 (en) | 2016-12-31 | 2018-07-05 | Element Six (Uk) Limited | Superhard constructions & methods of making same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7324952B2 (ja) | 2020-12-16 | 2023-08-10 | トキコシステムソリューションズ株式会社 | 投薬器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113631304A (zh) | 2021-11-09 |
WO2020196842A1 (ja) | 2020-10-01 |
JP2020158852A (ja) | 2020-10-01 |
EP3950184A4 (en) | 2022-12-07 |
EP3950184A1 (en) | 2022-02-09 |
US20220161335A1 (en) | 2022-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10328536B2 (en) | Rotary cutting tool having PCD cutting tip | |
KR100812255B1 (ko) | 볼 엔드밀 | |
KR101359119B1 (ko) | 엔드밀 | |
EP2012958B2 (en) | Face milling cutter | |
CN110418690B (zh) | 具有圆弧轮廓的用于加工铬镍铁合金的陶瓷面铣刀 | |
US7959382B2 (en) | End mill for orbital drilling | |
JP5119581B2 (ja) | ボールエンドミル | |
US9975187B2 (en) | Ceramic end mill and method for cutting difficult-to-cut material using the same | |
US20170341162A1 (en) | Radius end mill, ball end mill, and end mill | |
KR102164730B1 (ko) | 볼 엔드 밀 | |
JP7313599B2 (ja) | 硬質焼結体用の基材、硬質焼結体および切削工具 | |
JP5814611B2 (ja) | エンドミル | |
WO2019044791A1 (ja) | テーパーリーマ | |
US11014174B2 (en) | Multi-flute end mill | |
WO2021260774A1 (ja) | 回転切削工具 | |
JP6413280B2 (ja) | ボールエンドミル | |
JP3639227B2 (ja) | 脆性材料用穴明け工具 | |
WO2020196611A1 (ja) | 硬質焼結体用の基材、硬質焼結体および切削工具 | |
JP2009050994A (ja) | 穴加工工具 | |
JP7473711B1 (ja) | 回転式切削工具及びその製造方法 | |
JP6704132B2 (ja) | ボールエンドミル | |
CN113631307B (zh) | 硬质烧结体用基材、硬质烧结体及切削工具 | |
JPH039945Y2 (ja) | ||
JP5177982B2 (ja) | エンドミル | |
JP6780420B2 (ja) | テーパボールエンドミル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220928 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230425 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20230425 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230508 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230619 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7313599 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |