JPH0691409A - 差込み工具及び工作物を切削する方法 - Google Patents

差込み工具及び工作物を切削する方法

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JPH0691409A
JPH0691409A JP3132454A JP13245491A JPH0691409A JP H0691409 A JPH0691409 A JP H0691409A JP 3132454 A JP3132454 A JP 3132454A JP 13245491 A JP13245491 A JP 13245491A JP H0691409 A JPH0691409 A JP H0691409A
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polymer
insert
cutting
abrasive
tool according
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JP3132454A
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Peter J Heath
ジェームス ヒース ピーター
Christopher E Denham
エリック デンハム クリストファー
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De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 切削、フライス削り、きりもみなどに用い
る、十分安定し、耐力にすぐれた差込み工具を提供す
る。 【構成】 差込み工具は重合体を基材とする支持体16
に結合された複合研磨成形体を有する。複合研磨成形体
は基体12に結合された成形体層10から構成されそし
て結合面24、26を通じて支持体16に結合される。
へりは差込み工具のための刃22を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】本発明は研磨製品に関する。
【0002】研磨成形体は切削、フライス削り、きりも
み及びその他同様の諸作業において広く使用されてい
る。研磨成形体は凝集した硬い集成体になるように互い
に結合されたダイヤモンド粒子または立方晶系窒化硼素
粒子から構成される。研磨成形体の研磨粒含有量は高く
そして多数の直接粒対粒結合が1個の多結晶体を生成す
る。これら研磨成形体は研磨粒が、それがダイヤモンド
であれまたは立方晶系窒化硼素であれ、結晶学的に安定
している高温高圧条件下で製造される。しばしば、ダイ
ヤモンド研磨成形体は“PCD”と呼ばれ、一方、立方
晶系窒化硼素研磨成形体は“PCBN”と呼ばれる。
【0003】研磨成形体は傾向的に小さくそして比較的
脆弱であり、そして使用時それらはしばしば超硬合金ま
たは鋼基体に結合されることによって支持される。その
ような支持された研磨成形体は当業者には複合研磨成形
体として知られる。複合研磨成形体は例えば研磨工具の
刃として使用され得る。
【0004】複合研磨成形体の例は米国特許明細書第3
745623号、第3767371号及び第37434
89号に開示されている。
【0005】その他の効果的な立方晶系窒化硼素研磨体
であって研磨成形体と同程度の高い研磨粒含有量を有し
ないものも知られておりそして業界において使用されて
いる。そのような研磨体は連続セラミック結合マトリッ
クス中に均等に分散された40−60体積%の立方晶系
窒化硼素粒子を含む焼結体から構成され得る。これら研
磨体は、やはり、立方晶系窒化硼素が結晶学的に安定し
ている温度及び圧力条件下で製造される。そのような研
磨体の一例は、商用名DBC−50を以て販売されてい
るそれである。
【0006】
【発明の摘要】本発明に従えば、結合された形式の相当
量の超硬研磨粒を含む研磨体であって研磨粒が結晶学的
に安定している高温度高圧力条件下で生産されそして切
削へりまたは切削点点及び結合面を形成するものと、前
記結合面に結合される重合体を基材とする支持体とを有
する差込み工具にして前記重合体が前記差込み工具の使
用間にそれに及ぼされる力に耐えるのに十分な強さを有
するものが得られる。
【0007】
【実施例の説明】前記研磨体はダイヤモンドまたは立方
晶系窒化硼素成形体または商用名DBC−50を以て販
売されるタイプの立方晶系窒化硼素含有体である。これ
ら研磨体は、すべて、研磨粒が結晶学的に安定している
高温度高圧力条件下で製造されそして当業界において周
知されれいる。
【0008】前記研磨体は鋼または超硬合金のごとき基
体に結合され得る。ダイヤモンド及び立方晶系窒化硼素
成形体の場合においては、成形体は必ず基体に結合され
る。
【0009】前記重合体は差込み工具が使用間に受けさ
せられる力に耐える十分な強さを有する。従って、それ
は差込み工具の特性に応じて異なる。好ましくは、重合
体は熱塑性であるが、熱硬化性重合体も使用され得る。
好適な熱塑性重合体の例はポリエーテル・エーテル・ケ
トン、ポリエーテル・ケトン、ポリアリル・エーテル・
ケトン、ポリ(アミド−イミド)、及びポリ硫化フェニ
レンである。
【0010】重合体は繊維または粉を包含または埋設す
ることによって強化され得る。これら粉は金属質または
セラミック質であり、そして特に好適な例は黒鉛粉また
は黒鉛繊維である。典型的に前記粉または繊維は重合体
質量の40%を上限量として使用される。
【0011】好適な重合体の一例は、商用名トルロンを
以て販売されるそれのごとき高能力ポリ(アミド−イミ
ド)樹脂である。このタイプの特に好適な樹脂は、黒鉛
繊維質量の30%及び弗化炭素質量の1%を含む番号7
130を付与されたそれである。
【0012】好適なポリエーテル・エーテル・ケトン重
合体(黒鉛充填)の一例はPEEK450CA30であ
る。
【0013】前記支持体が研磨体に強固に結合されるこ
とは、そうでないと支持体は使用間に研磨体から剪断分
離するおそれがあるから重要である。結合は好適な接着
剤の使用によって達成されそして研磨体の結合面及び/
または基体の結合面を粗化または化学的に処理すること
によって改善され得る。研磨体の結合面の粗化は結合を
助ける機械的キーを提供する。粗化は例えば研磨体また
は基体の結合面に凹所または溝のパターンをレーザー切
削することによって達成され得る。極度に粗化された面
は重合体の浸透を可能にする。
【0014】前記研磨体は前記重合体を基材とする支持
体に設けられた凹所内に配置される。
【0015】本発明の差込み工具は様々な工具、例えば
ビット、ルータ、のこぎり、切削工具など、に使用され
得る。差込み切削工具の典型的な一例は、切削工具のシ
ャンクのごとき刃物保持器に取付けられ得るそれであ
る。そのようなものとして、それは低切削力が関連する
仕上げ作業または軽作業乃至中程度作業のために使用さ
れ得る。典型的に、そのような作業は、差込み工具の切
断へりまたは切断点を工作物と接触させることと、工作
物から材料を削除するために前記切断へりまたは切断点
に相対して工作物を運動させることと、0.5mm/回
転より小さい送り率を以て工作物に沿って前記切断へり
または切断点を前進させることと、0.5mm/パスよ
り小さい率を以て工作物内に前記切断へりまたは切断点
を前進させることとを含む。一般的に前記切断へりまた
は切断点は静止状態に維持され、一方、工作物はそれを
横切って往復動する態様で回転または運動される。代替
的に、工作物が静止状態に保たれ、そして刃物が運動さ
れ得る。
【0016】次ぎに、添付図面を参照して本発明の実施
例について説明する。図1及び図2を参照すると、超硬
合金基体12に結合されたPCBN研磨成形体10を有
する差込み切削工具が図示される。前記成形体10と前
記基体12は、そのまわりに支持体16が成形されるま
たは流し込みによって作られる複合研磨成形体を共同し
て形成する。支持体16は重合体を基材としそして使用
間に該差込み切削工具に作用する力に耐えるのに十分な
強度を有する。
【0017】支持体16は差込み切削工具のシャンクに
容易に緊定されれ得る。代替的に、穴が支持体16にそ
の片側の主面18から反対側の主面20まで貫通して設
けられそれにより前記複合研磨成形体がシャンクに固定
されることを可能にし得る。前記複合研磨成形体の刃2
2は差込み切削工具のための切断へりを構成する。研磨
成形体10の切断へり22は、成形または流し込みに先
立って研削され(即ち鋭利にされ)または成形または流
し込みの後に要求刃外形に研削される。支持体16と複
合研磨成形体との間の結合は、研磨成形体10の結合面
24と超硬合金基体12の結合面26とを介して達成さ
れる。結合面26はそこに複数の浅い溝を形成すること
によって粗くされ得る。また、重合体から成る支持体1
6は研磨成形体10の頂面28を部分的に掩蔽し得る。
【0018】この差込み工具は図3に示される装置を使
用して製作され得る。本図を参照すると、環状の穴32
が通って延びる型34を有する装置が示される。2個の
プランジャ34が穴32内で運動してそれらの端36と
型30の内壁38との間に型キャビティ40を画成す
る。複合研磨成形体42がこの型キャビティ40の一隅
に配置され、そして型キャビティ40は所望の重合体に
よって充満される。次いで、プランジャ34が互いに向
かって運動させられ、それにより、重合体を複合研磨成
形体42の周囲にぎっしり詰め込み、その後、前記重合
体はそのキュアリング温度でキュアされる。かようにし
て形成された差込み工具は、それに対する接近を許すた
め単にプランジャ34の1個を撤退させることにより型
キャビティ40から移転され得る。一つの代替的方法
は、複合研磨成形体を収容する閉じられた型キャビティ
を設け、その内部に必要とされる重合体を射出成形する
ことである。
【0019】図4は切削工具のシャンクの一端に取付け
られた図1及び図2に示されたタイプの差込み工具と、
切削作業におけるその使用とを説明する。本図を参照す
ると、切削工具は端部分52を有するシャンク50を有
する。端部分52は差込み工具56を配置される凹所5
4を有する。差込み工具56は重合体を基材とする支持
体58を有し、支持体58はその一角に複合研磨成形体
60を配置される。複合研磨成形体60は丸められた刃
62を有する。この差込み工具はそれを貫通するボルト
64によって凹所54に確保される。
【0020】使用時、切削工具は静止状態に確保されそ
して工作物66が矢印68の方向に回転される。次い
で、刃62は加工物66から材料を切削するように加工
物66と接触させられる。特定のパスにおいて工作物6
6から材料が切削除去された後、刃62はさらに材料を
切削するように矢印70の方向に特定距離だけ加工物6
6内に前進させられる。仕上げ加工び軽加工乃至中程度
加工のためには、この内送りは05mmより小さい。
【0021】前述された型式の切削工具のための差込み
工具であって研磨体がセラミック第2相または結合マト
リックス内に分散された相当量の立方晶系窒化硼素粒子
から構成されるものが製造された。立方晶系窒化硼素粒
子は研磨体の約50体積%を構成した。この研磨体が超
硬合金基体に結合された。本複合体は立方晶系窒化硼素
が結晶学的に安定している高温度高圧力状態下で製造さ
れた。支持体はフェノール樹脂/ベークライト混合物で
あって一例において70重量%の20ミクロンニッケル
粉そして他例において80重量%の44ミクロンアルミ
ニウム粉及び6重量%の50ミクロン黒鉛粉を含有する
ものから製造された。これら2種の差込み工具は回転工
具のシャンクに緊定され、そして硬化されたD−3/6
0HRC冷間加工工具鋼を下記条件下で切削するのに使
用された:
【0022】外丸削りは重合体支持体無しに、または、
炭化物と重合体支持体との間にボンドを使用することな
しに2分間続けられた。
【0023】本発明の他の一例においては、上に説明さ
れたタイプの立方晶系窒化硼素成形体がPEEK450
CA30重合体支持体内に結合されそして切削深さが
0.25mmであることを除いて上に述べた条件下で試
験された。満足な外丸削りが20分間再び達成された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の差込み工具の一実施例の平面図。
【図2】矢印Aの方向における図1の実施例の側面図。
【図3】本発明の差込み工具を製造するのに適する型の
側面図。
【図4】使用中の切削工具の一実施例の斜視図。
【符号の説明】
10 研磨成形体 12 超硬合金基体 16 支持体 22 刃 24 結合面 26 結合面 30 型 40 型キャビティ 42 複合研磨成形体 50 シャンク 56 差込み工具 58 支持体 60 複合研磨成形体 62 刃
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストファー エリック デンハム イギリス国バークシャー,ブラックネル, フォーリスト パーク,ハイセ クロース 42

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 差込み工具において、結合された形式の
    相当量の超硬研磨粒を含む研磨体であって前記研磨粒が
    結晶学的に安定している高温度高圧力条件下で製造され
    そして切削へりまたは切削点及び結合面を設けられるも
    のと、前記研磨体の結合面に結合される重合体を基材と
    する支持体とを有し、前記重合体が前記差込み工具の使
    用間にそれに及びされる力に耐えるのに十分な強さを有
    することを特徴とする差込み工具。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載される差込み工具におい
    て、前記研磨体が前記重合体を基材とする支持体の凹所
    内に配置されることを特徴とする差込み工具。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載される差
    込み工具において、前記研磨体が前記重合体を基材とす
    る支持体に結合される結合面を有する基体に結合される
    ことを特徴とする差込み工具。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載される差込み工具におい
    て、前記基体の結合面の少なくとも一部分が粗化される
    ことを特徴とする差込み工具。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載される差込み工具におい
    て、前記基体の結合面が複数の溝を形成されることを特
    徴とする差込み工具。
  6. 【請求項6】 請求項3から請求項5の何れか一つの項
    に記載される差込み工具において、前記基体が超硬合金
    基体であることを特徴とする差込み工具。
  7. 【請求項7】 請求項1から請求項6の何れか一つの項
    に記載される差込み工具において、前記重合体を基材と
    する支持体が熱塑性重合体であることを特徴とする差込
    み工貝。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載される差込み工具におい
    て、前記熱塑性重合体がポリエーテル・エーテル・ケト
    ン、ポリエーテル・ケトン、ポリアリル・エーテル・ケ
    トン、ポリ(アミド−イミド)及びポリ硫化フェニレン
    から選択されることを特徴とする差込み工具。
  9. 【請求項9】 請求項1から請求項8の何れか一つの項
    に記載される差込み工具において、前記重合体がそのな
    かに埋設された相当量の粉または繊維を有することを特
    徴とする差込み工具。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載される差込み工具にお
    いて、前記粉または繊維が黒鉛粉または繊維であること
    を特徴とする差込み工具。
  11. 【請求項11】 請求項9または請求項10に記載され
    る差込み工具において、前記粉または繊維が40質量%
    を上限とする量を以て重合体中に存在することを特徴と
    する差込み工具。
  12. 【請求項12】 請求項1から請求項11の何れか一つ
    の項に記載される差込み工具において、前記研磨体が研
    磨成形体であることを特徴とする差込み工具。
  13. 【請求項13】 請求項1から請求項11の何れか一つ
    の項に記載される差込み工具において、前記研磨体が連
    続セラミック結合マトリックス中に均等に分散された4
    0−60体積%の立方晶系窒化硼素粒子を含む焼結体で
    あることを特徴とする差込み工具。
  14. 【請求項14】 工作物を切削する方法において、請求
    項1から請求項13の何れか一つの項に記載される差込
    み工具を刃物保持器上に取付けて準備する過程と、前記
    差込み工具の切断へりまたは切断点を前記工作物と接触
    させる過程と、前記工作物から材料を削除するために前
    記切断へりまたは切断点に相対して前記工作物を運動さ
    せる過程と、0.5mm/回転より小さい送り率を以て
    前記工作物に沿って前記切断へりまたは切断点を前進さ
    せる過程と、0.5mm/パスより小さい率を以て前記
    工作物内に前記切断へりまたは切断点を前進させる過程
    とを有することを特徴とする工作物を切削する方法。
JP3132454A 1990-03-26 1991-03-26 差込み工具及び工作物を切削する方法 Pending JPH0691409A (ja)

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