JPH0234726B2 - - Google Patents

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JPH0234726B2
JPH0234726B2 JP58158163A JP15816383A JPH0234726B2 JP H0234726 B2 JPH0234726 B2 JP H0234726B2 JP 58158163 A JP58158163 A JP 58158163A JP 15816383 A JP15816383 A JP 15816383A JP H0234726 B2 JPH0234726 B2 JP H0234726B2
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blade
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の立用分野〕 本発明は、切れ刃が、少なくともその最も大き
く応力を受ける刃かどの範囲を、多結晶ダイヤモ
ンドまたは立方晶窒化ほう素のような超硬質切削
材料からなる加工頭部（刃本体）により形成さ
れ、この刃本体が、刃本体より大きい熱伝導率を
もつ剛性材料すなわち金属部材（刃本体保持体）
に取付けられている、特に穴あけ、フライス削
り、リーマ通しあるいは皿もみ用の回転切削工具
に関する。
〔従来の技術〕
多結晶ダイヤモンド（PDK）または立方晶窒
化ほう素（CBN）のような多結晶切削材料の開
発以来、これまで使用された硬質金属の能力をし
ばしば越える切削速度、寿命および加工品質をも
つ切削能力が可能となつた。以前に使用された単
結晶に比較して、多結晶切削材料はほとんど方向
性がないという利点をもち、換言すれば所定の方
向に切削できるようにするため特定の結晶面に切
削材料を向ける必要がない。このような切削材料
により、例えばガラス繊維で補強された印刷配線
板のように非常に大きい硬度の成分が規則的にま
ざつた材料も、満足すべき結果で切削できる。
ダイヤモンドは温度に敏感であるため、主とし
て非鉄金属およびプラスチツクの加工に使用さ
れ、鉄材料の加工には、温度にあまり敏感でない
窒化ほう素が使用される。しかし常に高価なこれ
らの切削材料のできるだけ少量を、局部的に最大
の応力が生ずる所に使用せざるを得ない。
例えば第１図及び第２図に示す大きい直径の公
知のドリルでは、工具本体（シヤンク）１の寸法
に応じて、締付け端部２から先端３まで一貫して
円柱状外面が研削加工され、この外面は事情によ
つては全長にわたつて所定の標準寸法に一致させ
ることができる。続いて切り屑逃し溝４または断
面輪郭全体が研削加工され、先端３において直径
上で対向して２つの角形凹所８が研削加工され、
これらの凹所８内へ刃薄片５がろう付けされる。
これらの刃薄片５は刃本体６として、例えば期層
として役だつ保持層７上へ製造の際取付けられて
いる多結晶ダイヤモンドをもつことができる。
続いてまず両方の刃薄片５の外端から始まつ
て、円注状外面が仕上げ研削されて、側面切れ刃
（二次切れ刃）９が形成される。
それからドリルの先端３が、円錐面１２となる
ように研削加工され、この円錐面１２から端面切
れ刃（主切れ刃）１３が形成される。
第３図のように工具本体１の全端面を通して横
溝１４を形成し、この溝１４の中へ２つの刃薄片
状刃本体１５を合わせてろう付けし、これらの刃
本体１５の一端あるいは両端を突出させて、適当
に研削加工することもできる。この構造も小さい
直径の刃では困難である。第１図および第２図に
よるドリルの普通の構成は、実際上約５mmのドリ
ルまでしか可能でない。
このような切削工具では、切削により生ずる熱
のほとんど全部を比較的小さい刃薄片５により吸
収し、接続面を経てさらに工具本体へ導入せねば
ならない。これらの接続面は特に切削技術および
強度技術の観点から形成されているので、不均一
な熱流が生じ、そのため強い応力を受けると熱変
形し、この熱変形が振動をおこすかあるいは助長
することがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒
化ほう素のような多結晶切削材料からなる刃本体
から工具本体への熱の導出を均一にでき、製造が
容易で安価な回転切削工具を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
このため本発明によれば、多結晶ダイヤモンド
または立方晶窒化ほう素の超硬質切削材料からな
る刃本体と全断面にわたつて延びる第１の接続面
を介して刃本体に同軸的に予め結合されかつこの
刃本体より大きい熱伝導率をもつ刃本体保持体と
からなる刃複合体が、刃本体保持体の自由端面
で、同様に全断面にわたつて延びる第２の接続面
を介して工具本体に同軸的に結合され、らせん状
の切り屑逃し溝が刃複合体の自由端面からほぼ軸
線方向に少なくとも刃本体保持体まで形成され、
少なくとも１つの端面切れ刃（主切れ刃）とらせ
ん状側面切れ刃（二次切れ刃）が刃本体に形成さ
れている。
〔発明の効果〕
これにより高価な超硬質多結晶切削材料からな
る刃本体は、金属からなりしたがつて刃本体より
熱伝導率の大きい刃本体保持体に、全断面にわた
る接続面を介して結合され、この刃本体保持体が
熱容量の大きい工具本体に結合されているので、
切削加工の際工具先端すなわち刃本体に生ずる熱
を、全断面にわたつて均一に適当な温度勾配で工
具本体へ導くことができる。熱伝達が均一になる
ことにより、熱的に大きく負荷される場合の変形
がなくなり、熱的限界条件でもすぐれた表面品質
で安定な回転が可能となる。こうして実際上５mm
あるいは４mm以下の細いドリルでも、新しい多結
晶の高能力切削材料の使用が本発明によりはじめ
て可能となつた。
またPKDまたはCBNからなる刃本体の結合に
は、高い温度が必要であるが、この刃本体を工具
本体に関係なく予め刃本体保持体と結合してお
き、刃本体保持体をもつと低い温度で工具本体に
結合することができるので、製造が容易になる。
刃本体保持体と工具本体との結合の際、刃本体と
刃本体保持体との結合部を冷却することにより、
結合のために加えられる熱が刃本体と刃本体保持
体との結合部に響を及ぼさないようにすることが
できる。さらに刃本体保持体は金属部材からなる
ので、工具全体を安価にすることもできる。
〔実施例〕
第４図は、本発明の実施例として、直径５mmの
限界範囲にあるドリルを示している。ここで工具
本体１は超硬質材料からなり、公知のような円錐
部分１６により小さい直径のらせん部分１７まで
細くなつている。しかしドリルの先端３は、本発
明により断面全体にわたつて延びるPKDまたは
CBNからなる加工頭部としての刃本体１８によ
つて形成されている。の刃本体１８は、工具軸線
１９に対して直角な第１の接続面２１で金属部材
としての刃本体保持体２２に結合され、この刃本
体保持体２２は、全断面にわたる第２の接続面２
３で工具本体１に接続されている。
刃本体１８と刃本体保持体２２はあらかじめ結
合して、刃複合体（ドリルビツト）として準備し
ておくことができる。刃複合体と工具本体との結
合は、刃本体１８が過熱されない限り、原理的に
同じような結合方法を使用することができる。
PKDの変態は既に700℃の範囲で始まるが、
CBNからなる刃本体は不利な変化なしに約1600
℃までの温度に耐えられる。このためCBN刃本
体を結合する場合にも、例えば高い温度でろう付
けが可能であるが、PKD刃本体は温度の影響に
対してできるだけ充分に保護されるようにする。
しかし刃本体保持体２２上へ刃本体１８を取付け
るために、製造の際結晶化結合も考慮され、この
場合いずれにせよ著しく高い温度が使用される。
第４図に示すドリルを製造するため、第６図に
よれば、場合によつては少し過大寸法で既にシヤ
ンク直径に加工することのできる円柱状工具素材
２９の先端に、環状肩部２８から突出する円柱突
起３０が一体に形成され、その端部４９を３層ろ
う薄片２４を介して心出しスリーブ４８により直
方体状刃複合体２７に結合するものとする。その
際ろう薄片２４は、第２の接続面２３における熱
伝導を改善するため、一般に銅からなる熱伝導の
よい中間層２６の両側に結合用の外側ろう材料層
２５をもつことができる。正方形断面をもつ刃本
体１８と刃本体保持体２２とにより形成される四
角柱状刃複合体２７は、円注状突起３０の断面の
円よりわずか小さい円に内接する正方形断面をも
つている。ろう付け過程前に円柱状突起３０に対
して刃複合体２７を心出しすると共に、ろう付け
熱を伝達するために、心出しスリーブ４８が使用
され、第７図にその肉厚を誇張して示したこの心
出しスリーブ４８は、円注状突起３０上へのはめ
外しを容易にするため、その内径を円注状突起３
０の外径より少し大きく（すき間ばめ）選定され
ている。この心出しスリーブ４８がまず円注状突
起３０上へはめられ、それからろう薄片２４が心
出しスリーブ４８の２つの側方切欠き３９を通し
て突起３０上へ載せられ、それから直方体状刃複
合体２７が挿入される。ろう付けの際素材２９と
直方体状刃複合体２７が接続面２３で結合され、
その際一般に塊状部分として構成された心出しス
リーブ４８がろう付けされる（第８図）。続いて
第９図のように切削作用する部分が円錐移行部２
８′を形成しながらドリル直径ｄになるまで研削
加工される。続いて第１０図のように切り屑逃し
溝４が先端３から始まつて２つの接続面２１およ
び２３を通り、したがつて刃先端の刃本体１８か
ら刃本体保持体２２を通つて硬質金属工具本体１
へ研削加工される。続いてはじめて主切れ刃１３
を形成しながら円錐面１２にしたがつてドリル尖
頭が研削加工される。
主切れ刃１３、二次切れ刃９の最も大きい応力
を受ける部分、およびこれら切れ刃の交点に形成
されて最も大きい応力を受ける刃かど３２は、す
べて刃本体１８にある。したがつて使用中に生ず
る熱を、工具軸線１９の方向に第１の接続面２１
を通つて刃本体保持体２２へ伝え、これから工具
本体１へ全断面にわたつてきわめて均一に導出す
ることができる。こうして最大応力が加わつて
も、切削作用する工具部分は先端から均一に加熱
され、それによりらせんのひずみが防止される。
第１図によるドリルとは異なり本発明によるド
リルでは、切削作用する工具部分は接続面２１，
２３を通つて全面をなめらかな面にされており、
これが切り屑の排出と熱流の均一性の改善とに役
だつ。すなわち使用中刃本体１８に生ずる熱は、
両接続面２１，２３を通つて軸線方向に最短距離
で、全断面にわたつて均一に工具本体１の方へ流
れることができる。
この工具を製造する際、切削材料の性質を完全
に利用せねばならず、換言すればPKDまたは
CBNの加工に必要な性質をもち空所に冷媒を満
たされるかまたは流される中空といし車を使用せ
ねばならない。このといし車では一般にダイヤモ
ンド粒子が熱伝導のよい金属に埋込まれている。
両方の接続面２１および２３を通つて最初の研削
加工を行なう際にも特別な注意を払い、粒径が大
きい場合まず小さい送り工程で加工を行なわなけ
ればならない。しかし両方の接続面を通つてらせ
ん状溝の加工を最初に行なつた後、続いて全く速
やかに研削加工できることがわかつた。
第１２図および第１３図は、管状収容部分３３
をもつ保持装置を示し、の収容部分３３は工具素
材２９用の中心円筒案内部３４を形成し、容積を
増大するため下方に肉厚部分３５をもつている。
収容部分３３は塊状の金属加工テーブル３６上へ
置くことができ、熱絶縁材料からなるスリーブ３
７により包囲されているので、装置を手で容易に
移すことができる。
収容部分３３の頸部３８はほぼ環状肩部２８の
所で終つており、の環状肩部２８の上に心出しス
リーブ４８が置かれている。ろう付け用の熱は、
矢印のように外部から心出しスリーブ４８を介し
て、ろう付け箇所より下で刃本体１８から離れた
所へ供給され、収容部分３３の下端から導出され
る。ろう付けの際矢印４２のように小さい圧力が
刃本体１８へ及ぼされ、その際刃本体の冷却のた
め圧縮空気がノズル４３から装置軸線の方向へ供
給されるようにすることができる。
第１４図によれば心出しスリーブ４８は少し短
くされているので、刃本体１８は環状中空体４４
の中へ入り込み、この中空体４４には矢印４５の
方向に冷却水が通され、ラム４６によりろう付け
の際押圧力が発生される。
本発明はドリルのほかに、母線に沿つて延びる
１つあるいは複数の切れ刃および切り屑逃し溝を
もつ穴あけ工具、偏平穴あけ工具、砲身中ぐり工
具および摩擦工具やフライス削り工具に適用され
る。主要な適用分野はシヤンクから工具輪郭を削
り出される工具であり、輪郭は主として軸線対称
特に円柱状である。しかし原理的には、工具は任
意のいかなる断面例えば多角形断面をもつことも
できる。シヤンクまたは工具本体の断面は一定で
なくてもよく、そのつど適当に変えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はダイヤモンド刃薄片を使用した従来の
ドリルの側面図、第２図は第１図のドリルを上か
ら見た平面図、第３図は２つのダイヤモンド刃薄
片を直接結合した従来のドリルの平面図、第４図
はシヤンクを太くされかつダイヤモンドむく先端
をもつ本発明のドリルの側面図、第５図は第４図
のドリルを上から見た平面図、第６図は第４図に
よるドリルを製造する部品の分解側面図、第７図
は第６図の部品を上から見た平面図、第８図はこ
れら部品をろう付け結合した後の側面図、第９図
は公称直径に研削加工した後のドリル素材の側面
図、第１０図は切り屑逃し溝を研削加工されたド
リル素材の側面図、第１１図は研削加工を終了し
たドリルの側面図、第１２図はろう付け装置の軸
線を通る断面図、第１３図は第１２図の装置を矢
印Ｘの方向に見た平面図、第１４図は第１２図
の変形例の一部の断面図である。 １……工具本体、４……切り屑し逃し溝、９…
…側面切れ刃（二次切れ刃）、１３……端面切れ
刃（主切れ刃）、１８……刃本体、１９……工具
軸線、２１，２３……接続面、２２……刃本体保
持体、２７……刃複合体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化ほう素
    の超硬質切削材料からなる刃本体１８と全断面に
    わたつて延びる第１の接続面２１を介して刃本体
    １８に同軸的に予め結合されかつこの刃本体１８
    より大きい熱伝導率をもつ刃本体保持体２２とか
    らなる刃複合体２７が、刃本体保持体２２の自由
    端面で、同様に前断面にわたつて延びる第２の接
    続面２３を介して工具本体１に同軸的に結合さ
    れ、らせん状の切り屑逃し溝４が刃複合体２７の
    自由端面からほぼ軸線方向に少なくとも刃本体保
    持体２２まで形成され、少なくとも１つの端面切
    れ刃１３とらせん状側面切れ刃９が刃本体１８に
    形成されていることを特徴とする、回転切削工
    具。 ２ 第２の接続面２３の材料が熱伝導率の大きい
    中間層２６を含んでいることを特徴とする、特許
    請求の範囲第１項に記載の切削工具。 ３ 側面切れ刃９および切り屑逃し溝４が第２の
    接続面２３を通つて工具本体１の円注状部分へ延
    びていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
    項に記載の切削工具。 ４ 刃複合体２７がドリルビツトであり、刃本体
    １８が円錐状先端３をもつていることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第１項に記載の切削工具。 ５ ドリルビツトが５mmより小さい直径をもつて
    いることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に
    記載の切削工具。 ６ 第２の接続面２３の材料が、熱伝導率の大き
    い金属中間層２４とその両側にあるろう材料層２
    ５とを含んでいることを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項に記載の回転切削工具。
JP58158163A 1982-09-02 1983-08-31 回転切削工具およびその製造方法 Granted JPS5959309A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3232686A DE3232686A1 (de) 1982-09-02 1982-09-02 Rotations-schneidwerkzeug und verfahren zu seiner herstellung
DE32326866 1982-09-02

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Publication Number Publication Date
JPS5959309A JPS5959309A (ja) 1984-04-05
JPH0234726B2 true JPH0234726B2 (ja) 1990-08-06

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ID=6172328

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JP58158163A Granted JPS5959309A (ja) 1982-09-02 1983-08-31 回転切削工具およびその製造方法

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US (1) US4679971A (ja)
EP (1) EP0104430B1 (ja)
JP (1) JPS5959309A (ja)
AT (1) ATE25346T1 (ja)
DE (2) DE3232686A1 (ja)

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