JPH0230407A - 刃先強化切削工具およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、刃先をホーニング処理して強化したスロー
アウェイチップ等の切削工具とその工具の製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

超硬合金、ザーメノト、セラミック等の高硬度材料で形
成される切削切刃は、尖鋭であると欠は易く、従って、
ず（い面と逃げ面の交差工、ジを研削除去して刃先を予
め強化しておくごとが多い。

そのための工業的刃先強化法としては、第６図のように
刃先１を丸めて強化する下記（イ）〜（ハ）の方法と、
第７図のように、フラントランドを付して刃先角を鈍ら
せるに）の方法がある。

（イ）バレル研削法。

（０）ハフ砥石による研削法（例えば、特公昭５３−２
５３９２号）。

（ハ）　ブラシ砥石による研削法（例えば、実公昭６２
−８１２号）。

に）通常の回転砥石で面取りするネガティブランド法。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記（イ）〜（ハ）の各方法は、量産性に研れるが、（
→の方法に比べると切味の、壱で劣る。特に、くイ）の
バレル研削法は、は−均一な曲率の丸味がつくため切味
が鈍り易い。このため、先に挙げた２つの公告公報に記
載の各工具は、すくい部方向の除去量を逃げ部方向の除
去量よりも大きくして切味の鈍化を抑制しているが、ネ
ガティブランドの刃先と比較するとまだ切味に差がある
。

また、丸みの大きさが切刃の長手方向各部で一定し難い
こと、に）に比べると刃先の面粗度が粗く、仕上面粗度
の低上につながる切刃のマイクロチッピング、溶着が起
こり易いことも解決すべき課題として残されている。

一方、に）の方法は、切味、刃先の面粗さに優れ、刃先
形状も安定するもの！、（イ）〜に）の方法に比べて強
化処理時間が数倍になるため生産性に優れず、コスト高
になる欠点がある。

このようなことから、に）の方法は、Ｍ級黒皮スローア
ウェイチップ等には、その千ノブが機械研削を困難にす
る複雑な形状のチンブブレー力を有していることもあっ
てほとんど採用されていない。

そこで、この発明は、刃先の強化処理を容易かつ経済的
に実施でき、しかもネガティブラント法によるものとは
一同等の切削性能を示す切削ゴー具とその工具の製造方
法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の切削工具は、第１図に示すように、すくい面
２と逃げ面３の交差部を、２側の除去量ａが３側の除去
ｉ１ｂよりも大となる曲面状に面取りして刃先１となす
工具において、曲面状刃先１の形状を、逃げ面３とのつ
ながり部の曲率半径４Ｒ１、すくい面２とのつながり部
の曲率半径’？ｉ　ｌ−？　２、Ｒ，とＲ２の面間をつ
なぐ部分の曲率１′、径を１７゜とじたとき、ＲｏはＲ
１、Ｒ２よりも大きく、かつ、Ｒｏ　−０，２ｍｍ以」
−８の条件を満足する形状に仕上げるところにその特徴
がある。

また、この発明の製造方法は、回転板」−にすくい面を
」二にした切削工具を配置し、さらに、この工具の上方
にはダイヤモンド砥粒含有の十も１脂フイラメントが植
毛された円板状のブラシ砥石を配置し、上記工具のすく
い面と逃げ面の交差部に−Ｉ−記ブラシ砥石を回転さ干
ながら押し当て＼当該交差部を第１図の上記した形状に
研削加工するところに特徴がある。

〔作用〕

Ｒｏを０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上
にすると刃先の中間部、即ちＲ８の曲率をもつ面が充分
　に平面に近づく。また、すくい部方向の除去ｉ＋ａと
逃げ部方向の除去ｒｌｌ　ｌ）の比が人きくなるほど面
取り角θは小さくなる。しかも、ａ：ｂの比とＲ６の値
が共に太きければ、必然的にＲの値が小さく抑えられ、
刃先の全体形状がネガティブランド刃先にきわめて近似
してくる。

この発明の工具は、θとＲｏの値が共に小さいため、被
削材に喰いつく切っ先（Ｒ１の曲率部）の鈍化が抑制さ
れ、そのために切味が向上し、工具摩耗が減少する。こ
の点を考えるとＲ５は可及的に小さくしてＲ６＞Ｒ２＞
Ｒ，の関係を満足させることは極めて望ましいことと云
える。

次に、この発明の製造方法においては、ダイヤモンド砥
粒を含むブラシ砥石を押し当て家研削するので、刃先を
微小な面粗さに、効率よく、均一形状に強化処理するこ
とができる。

なお、この方法で重要なことは、先ず、ダイヤモンド砥
粒を含むカット性の良いブラシ砥石を用いることである
。ブラシ砥石のカット性が良くないと刃先が丸味を帯び
る傾向にあり、Ｒ１、Ｒの値を目的の範囲に収めること
ができない。

また、次に重要なことは、ブラシを好ましくは逃げ面に
当ててすくい面から離反する方向とそれとは逆方向の両
方向から同一エツジ部に切込ま一已ることである。実公
昭６２−８１２号に示されるように、一方向にのみ切込
ませるとすくい面及び逃げ面とのつながり部のいずれか
一方がうまく処理されない恐れがあり、処理能率も高め
難い。

さらに、ブラシは、第２図に示すように、フィラメン）
４ａの先端がすくい面との交点Ａと逃げ面との交点Ｂと
を結ぶ線と平行に近い角度で接する位置（例えば工具の
直上）に配置することである。実公昭６２−８］、２号
の技術は、フィラメントをエツジ部のみに接触させるの
で、フィラメントの接触圧が刃先面の各部で変化し易く
、刃先が丸味を帯びてしまうが、砥石の配置を上のよう
にすると、刃先中央部を確実に平面に近づけることがで
きる。

〔実施例〕

第３図乃至第５図に、この発明の製造方法の一例（スロ
ーアウェイチップの刃先を強化する場合）を示す。

第３図の５は研削装置の全体を示す。この装置５の台座
上にはインデックステーブル６が設けられ、さらに、そ
のインデックステーブル上にはインデック機能をもつ複
数個の回転板７が周方向に等ピッチで設けられている。

各回転板７は、１乃至複数個のセット溝を有し、その溝
の中にスローアウェイチップ８がすくい面を上にして、
かつ、すくい面側を若干回転板上に飛び出させてセット
される。

４は回転板上のチップの直上に設けたブラシ砥石で、こ
の砥石は直線往復運動機構９によって回転中に前後に移
動させることができる。この前後移動機能は、切刃の全
長にブラシを均一に当てるのに必要である。また、ブラ
シの切込量は昇降機構１０によって調整される。

第４回及び第５図は、ブラシ砥石４の具体例を示してい
る。これ等のブラシ砥石は、ナイロン等の弾力性のある
樹脂に好ましくは７０〜１５００Ｈのダイヤモンド砥粒
を練り込み、これを押出し成形して得られるフィラメン
ト４ａを植毛したものである。なお、フィラノン１〜４
．］の径は、ナ・１゛ロンをベースとした場合、１０〜
Ｏ、］、　ｍａｎ程度が適当であった。

以−トの構成とした研削装置を用いて超硬合金（ＪＩＳ
Ｐ］０相当品）製のスロ−アウェイチップとザーメノｔ
・Ｔ　１２　Ａ製のスローアウェイチ。

プの刃先強化試験を実施した。

試験条件は以−Ｆの通りである。

ブラシの種類：第４図の形状のダイヤモノ１−砥粒含有
ナイロンフィラメン ）・ブラシ ブラシ径　　・１５０ｍ＋ｎ ダイヤモンド砥粒相さ・６００＃ フィラメン１〜の砥粒率：１５％ フィラメント径　　　：０．４ｍｍ 回１１：扱７からのチップ飛出量：１．５ｍｍブランの
切込め：ｌ５ｍｍ ブラシの回転数：９００ｒｐｍ 七の試験の結果、２種の千ノブとも、刃先面は０．５〜
３−の面粗さに仕トがっていた。また、フラジを回転さ
せながら前後方向に移動さ−Ｕたこと、及び一方向から
の研削後にチップを１８０°水千回転さ−Ｕて（１８０
°の水平回転に代えて砥石を逆転させてもよい）逆方向
からの研削を行ったことが有効に作用して、刃先形状は
全長に亘っては一均一になっていた。さらに、面取り角
θは約３０゜Ｒｏは約０．６＋ｎｍ、Ｒ＋　は約００８
ｍｍ、　Ｒｚは約０３８１ｎｌｉになっていた。

なお、面取り角θば、ブラシの植毛角度、ブラシの切込
量、フィラメント径、砥粒率、デツプの回転板からの飛
出し量等を変えることによって調整することができる。

例えば、第５１のブランを用いると他ｔ：１同−条件で
も第４図のブラシよりもθが小さくなる。

Ｒ１、Ｒ１、Ｒ２の各数値も上の条件に左右されるが、
その条件の調整次第ではＲを］　ｍｍ程度、Ｒ１を０　
、０１　ｍｍ程度にすることが可能である。また、研削
時間の長さによってａ、ｂの植が変わる。

次に、上の試験で研削時間を変えて得たいくつかの試作
スローアウェイチップと従来のバレル研削で得たスロー
アウェイチップを用いて切削試験を行なった。その結果
を下記する。

試験は、ＴＮＭＧ１６０４０４Ｎ−ＦＰ　（ザメットＴ
４２Ａ）のチップをＰＴＣ；ＮＲ’２５２５−３３のホ
ルダにセットし、合金鋼ＳＣＭ４３５Ｈを切削した。そ
のときの切削条件は、切削速度Ｖ　＝　１６０　ｍ／ｍ
ｉｎ 切込みｄ　　’＝０．５ｍｍ 送りｆ　　　　＝　０．２ｍｍ／ｒｅｖ切削時間Ｔ−１
０分 である。第９図に１０分切削後のチップ摩耗量を示す。

これから判るように、本発明品の逃げ面摩耗量は少なく
、すくい部方向の除去ｒｌＪが増加しても摩耗増加は少
ない。これば、ネガティブランド形状に近似したために
、刃先温度の上昇が小さくなったことになるものと考え
られる。

第１０図は、上の試験での切削抵抗の比較値である。本
発明品の方が切削抵抗（主分力）は小さく、ａを大きく
して刃先強化の度合を高めても抵抗上昇は僅少である。

第１１図は、合金ｆｉｓｃＭ４３５溝人材を、」二と同
一のホルダ、本発明チップを用いてＶ＝１５０ｍ／ｍｉ
ｎ　、　ｄ＝０．５ｍｍ、　　ｆ　＝０．２〜０．４１
　ｍｍ／ｒｅｖ、８回繰り返し、３０秒間切削の条件で
削ったときの刃先破損率であり、このように、ａの値が
増すに従って、刃先強度は急激に向上する。このほか、
他のテストにより、刃先形状（強化量）はチンブノーズ
部と刃先中央部で均一であり、切削温度上Ｗによる刃先
の塑性変形、ハリ等による逃げ面境界欠損、被削材の仕
」二げ面粗さに関しても優れた性能を示すことが確認さ
れた。

なお、例示の製造方法によると、例えば逃げ面からすく
い面側へのフィラメントの移動でチップの一辺を研削処
理している間に、隣接した他の辺がすくい面から逃げ面
側に向かって同時に処理されるので、加工能率が一層高
まるが、この他辺側の同時処理は本願の必須の要件では
ない。即ち、工具の種類によっては、２辺の同時処理は
不可能な場合がある。

〔効果〕

以上のように、この発明の刃先強化工具は、面取り角θ
を小さくし、さらに、Ｒ，の曲率をもつ面を充分に平面
に近づけて刃先形状をネガティブランド刃先に近似させ
であるので、ネガティブランド刃先とは丈同等の切削性
能を得ることができる。

また、ダイヤモンド砥粒を含むブラシ砥石を上から押し
つけて研削するので、Ｍ級黒皮スローアウェイチップ等
も支障なく効率的に、経済的に、目的とする状態に強化
処理することができ、刃先形状も安定する。

さらに、上記のブラシ砥石を用いるため、刃先面の面粗
さが向上し、切刃のマイクロチッピング、溶着等が減少
して被削面の面粗度も向上するなど、仕上げ切削への適
用性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の工具の要部（刃先部）の拡大断面
図、第２図はブラシフィラメン１−の接触状態を示す拡
大断面図、第３図はこの発明の方法に用いる研削装置の
一例を示す斜視図、第４同友】　２ び第５Ｍはブラシ砥石の一例を示す斜視図、第６図は九
ポーニングの刃先を云ず断面図、第７図はネガティブラ
ント刃先の断面図、第８図は周知のスローアウェイチッ
プの斜視図で、第１図、第６図、第７図はいずれもその
チップのＸ−Ｘ線に沿った部分と同一個所の断面を示す
。また、第９図乃至第１１図は試作品の試験結果を示す
グラフである。 １・・・・・刃先、　　　　　　２・・・・・すくい面
、３・・・・・逃げ面、　　　　　４・・・・・・ブラ
シ砥石、４ａ・・・　フィラメン）・、５・・・・・・
研削装置、６・・・・インデックステーブル、 ７　・・・回転板、 ８・・・・・スローアウェイチップ、 ９・・・・直線往復運動機構、 １０・・・・・４鋒機構、 Ａ・・・・・・すくい面との交点、 Ｂ・・・・・・逃げ面との交点 Ｒ，・・・逃げ面とのつながり部の曲率半径、Ｒ７・・
　・すくい面とのつながり部の曲率半径、Ｒ。 ・・・　Ｒ とＲ２ の面間をつなぐ部分の曲率半 径。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）すくい面と逃げ面の交差部をすくい部方向の除去
   巾が逃げ部方向のそれよりも大となる曲面状に面取りし
   て刃先とする刃先強化切削工具であって、上記曲面状の
   刃先が、逃げ面とのつながり部の曲率半径をＲ＿１、す
   くい面とのつながり部の曲率半径をＲ＿２、Ｒ＿１とＲ
   ＿２の面間をつなぐ部分の曲率半径をＲ＿０としたとき
   、Ｒ＿０はＲ＿１、Ｒ＿２よりも大きく、かつ、Ｒ＿０
   ＝０．２ｍｍ以上の条件を満足する形状に仕上げられて
   いることを特徴とする刃先強化切削工具。
2. （２）回転板上にすくい面を上にした切削工具を配置し
   、さらに、この工具の上方にはダイヤモンド砥粒含有の
   樹脂フィラメントが植毛された円板状のブラシ砥石を配
   置し、上記工具のすくい面と逃げ面の交差部に上記ブラ
   シ砥石を回転させながら押し当てゝ当該交差部を、すく
   い部方向の除去巾が逃げ部方向の除去巾よりも大きく、
   かつ、逃げ面とのつながり部の曲率半径をＲ＿１、すく
   い面とのつながり部の曲率半径をＲ＿２、Ｒ＿１とＲ＿
   ２の面間をつなぐ部分の曲率半径をＲ＿０としたとき、
   Ｒ＿０はＲ＿１、Ｒ＿２よりも大きく、かつ、Ｒ＿０＝
   ０．２ｍｍ以上の条件を満足する曲面状の刃先形状に研
   削加工することを特徴とする刃先強化切削工具の製造方
   法。