JPH07148613A - チップソー - Google Patents

チップソー

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JPH07148613A
JPH07148613A JP29575093A JP29575093A JPH07148613A JP H07148613 A JPH07148613 A JP H07148613A JP 29575093 A JP29575093 A JP 29575093A JP 29575093 A JP29575093 A JP 29575093A JP H07148613 A JPH07148613 A JP H07148613A
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tool
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JP29575093A
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Inventor
Masami Kayukawa
正実 粥川
Ryoichi Shioda
良一 潮田
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
三菱マテリアル株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 円板状の工具本体11の外周に、超高硬度焼
結体より成るチップ13Aと硬質材料より成るチップ1
3Bとが取り付けられている。超高硬度焼結体チップ1
3Aに設けられる切刃15Aは、硬質材料チップ13B
に設けられる切刃15Bよりも、工具本体11の径方向
外周側および工具本体11の厚さ方向の両外側に突出す
るように形成されている。 【効果】 主たる切削を耐溶着性および耐摩耗性に優れ
る超高硬度焼結体チップ13Aにより行なって切削性能
を維持しつつ、硬質材料チップ13Bにより切屑処理効
果を持たせ、これに作用する切削負荷等を低減して溶着
や摩耗を抑え、耐久性の高いチップソーを提供すること
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、円板状の工具本体の外
周に切刃を備えたチップが設けられて被削材の切断や溝
入れに使用されるチップソーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6および図7は、従来のこの種のチッ
プソーの一例を示すものである。これらの図に示す例に
おいては、円板状をなす工具本体1の外周部に複数のチ
ップポケット2…が周方向に一定間隔に形成され、これ
らのチップポケット2…の工具回転方向(図中矢線T方
向)を向く壁部に超硬合金等の硬質材料より成るチップ
3…がそれぞれロウ付け等により取り付けられている。
【0003】ここで、これらのチップ3…は、一般的に
工具回転方向側からみて方形か、あるいは図7に示すよ
うに工具本体1の軸線Oに対する径方向外周側に向かう
に従い拡幅する台形を呈する同形同大の平板状に形成さ
れており、この工具回転方向を向く方形あるいは台形を
呈する面がすくい面4とされ、このすくい面4の外周側
の稜線部に切刃5が形成されている。そして、上記軸線
O回りにおける各チップ3…の切刃5…の回転軌跡は互
いに一致するようになされていて、これらの切刃5…に
より建材や金属材料等の各種の被削材を切削して切断し
たり、あるいは溝入れを行なったりする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成のチップソーでは、特にアルミニウム合金等の
金属材料を切削する場合などにチップ3…に溶着が発生
し易く、これによって工具寿命が著しく短縮されてしま
うという問題があった。また、このような金属材料の切
削に限らずとも、多くの切削加工を行なううちにはチッ
プ3のすくい面4等に摩耗が生じてしまい、工具寿命の
短縮を助長する結果となっていた。例えば、上記構成の
従来のチップソーによってアルミニウム合金製のエンジ
ンヘッドの湯口切断を行なった場合には、切削条件等に
もよるが一般に4000回程度の加工を行なったあたり
で溶着や摩耗により工具寿命が尽きてしまい、その後に
再研磨を施して加工に供しても1500回程度で使用不
能となっていた。このため、さらに長期の使用が可能な
耐久性の高いチップソーが従来より強く求められてい
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、円板状の工具本体
の外周に複数のチップを配設して切刃を設け、これらの
チップのうち少なくとも一つを超高硬度焼結体より形成
する一方、他のチップを硬質材料より形成し、上記超高
硬度焼結体より成るチップに設けられる切刃を、上記硬
質材料より成るチップに設けられる切刃よりも、上記工
具本体の径方向外周側および該工具本体の厚さ方向の両
外側に突出するように形成したことを特徴とする。
【0006】
【作用】このような構成のチップソーによれば、工具本
体の外周に配設されるチップのうち少なくとも一つが、
耐溶着性および耐摩耗性のきわめて高い超高硬度焼結体
より形成されており、しかもこの超高硬度焼結体より成
るチップに設けられた切刃は、他の硬質材料より成るチ
ップに設けられた切刃よりも工具本体の径方向外周側お
よび工具本体の厚さ方向の両外側に突出しているため、
主たる切削はこの超高硬度焼結体より成るチップに形成
された切刃により行なわれることとなる。他方、硬質材
料より成るチップの切刃は切屑処理作用が主体となり、
これによって溶着の発生や摩耗の進行が抑えられるの
で、これらが相俟ってチップソー全体としては大幅な耐
久性の向上を図ることが可能となる。
【0007】
【実施例】図1および図2は本発明の一実施例を示すも
のである。これらの図において工具本体11は鋼材等か
ら形成されて円板状をなし、その中心部には工作機械の
回転駆動軸に嵌合する穴部11Aが該工具本体11の軸
線Oに同軸に形成されている。そして、この工具本体1
1の外周部には、複数のチップポケット12…が工具本
体11の周方向に一定等間隔に形成されており、これら
のチップポケット12…の工具回転方向(図中矢線T方
向)を向く壁部に、ダイヤモンドやCBN(立方晶窒化
硼素)を主成分とする超高硬度焼結体より成るチップ1
3A(以下、超高硬度焼結体チップと称する。)と、こ
れら超高硬度焼結体に対しては低硬度である超硬合金や
サーメット、ハイス、あるいはこれらに硬質コーティン
グを施した硬質材料より成るチップ13B(以下、硬質
材料チップと称する。)とが、上記周方向に交互に取り
付けられている。
【0008】本実施例では、これらのチップ13A,1
3Bは、いずれも工具回転方向側からみて図2に示すよ
うに軸線Oに対する径方向外周側に向かうに従い拡幅す
る台形平板状を呈しており、この工具回転方向を向く台
形面がすくい面14A,14Bとされ、このすくい面1
4A,14Bの外周側の稜線部に切刃15A,15Bが
形成されている。なお、各チップ13A,13Bはいず
れも、これらの切刃15A,15Bが軸線Oに平行とな
るように配設されている。ここで、図2(イ)に破線で
示すのは、硬質材料チップ13Bの軸線O回りの回転軌
跡を超高硬度焼結体チップ13Aのすくい面14A上に
投影したものであるが、これに示されるように両チップ
13A,13Bのすくい面14A,14Bがなす台形
は、互いに略相似、かつ超高硬度焼結体チップ13Aの
すくい面14Aの方が硬質材料チップ13Bのすくい面
14Bよりも僅かに大きくなるように設定されている。
【0009】そして、この図2(イ)に示されるよう
に、本実施例では上記超高硬度焼結体チップ13Aに設
けられる切刃15Aは、上記硬質材料チップ13Bに設
けられる切刃15Bよりも、軸線Oに対する径方向外周
側に僅かに突出するように配設されている。また、両チ
ップ13A,13Bのすくい面14A,14Bが上述の
ように略相似とされ、かつ超高硬度焼結体チップ13A
の切刃15Aが硬質材料チップ13Bの切刃15Bより
も径方向外周側に突出することから、超高硬度焼結体チ
ップ13Aの切刃15Aは、工具本体11の厚さ方向
(図2(イ),(ロ)において左右方向)についても、
その両端が硬質材料チップ13Bの切刃15Bよりも外
側に僅かに突出するように配設されることとなる。な
お、超高硬度焼結体チップ13A…同士および硬質材料
チップ13B…同士においては、切刃15A…および切
刃15B…の軸線O回りにおける回転軌跡は、それぞれ
互いに一致するようになされている。
【0010】このような構成のチップソーは、穴部11
Aにより工作機械の回転駆動軸に嵌合固定され、軸線O
回りに回転されて各チップ13A…,13B…の切刃1
5A…,15B…によって被削材を切削し、切断や溝入
れを行なう。しかして、上記構成のチップソーにおいて
は、工具本体11の外周に設けられたチップ13…のう
ちの半数が、耐溶着性および耐摩耗性のきわめて高い超
高硬度焼結体チップ13A…とされており、かつこれら
の超高硬度焼結体チップ13A…はその切刃15Aが硬
質材料チップ13B…の切刃15Bよりも工具本体11
の径方向外周側および厚さ方向の両外側に突出している
から、主たる切削はこれら超高硬度焼結体チップ13A
…の切刃15A…によって行なわれることとなり、硬質
材料チップ13Bの切刃15Bは上記切刃15Aによっ
て切削された加工面を、工具本体11と被削材との相対
送り運動に従って補助的に切屑処理をするだけとなる。
【0011】従って、本実施例によれば、主たる切削を
超高硬度焼結体チップ13A…によって行なうことによ
り切削性能を維持しつつ、硬質材料チップ13B…では
主として切屑処理作用のみを行なうものとして、該硬質
材料チップ13B…に作用する切削負荷等の低減を図
り、溶着の発生や摩耗の進行を抑えることができる。そ
して、これと超高硬度焼結体チップ13A…における耐
溶着性および耐摩耗性の高さとが相俟って、チップソー
全体として高い耐久性を得ることが可能となり、大幅な
工具寿命の延長を図ることができる。
【0012】ところで、上記超高硬度焼結体チップ13
Aの切刃15Aが上記硬質材料チップ13Bの切刃15
Bに対して上記径方向外周側に突出する径方向突出量
h、および切刃15Aの一端が上記厚さ方向において切
刃15Bの一端から外側に突出する厚さ方向突出量w
(図2(イ)参照)の大きさについては、これが小さす
ぎると硬質材料チップ13Bの切刃15Bが切削に関与
することとなり、溶着および摩耗の抑制効果が十分に発
揮されなくなるおそれが生じる。一方、上記径方向突出
量hおよび厚さ方向突出量wが大きすぎると、切刃15
Bの切屑処理性能が低下することとなり、超高硬度焼結
体チップ13Aに作用する切削負荷等が必要以上に大き
くなってしまうおそれが生じる。
【0013】そこで、次に上記径方向突出量hおよび厚
さ方向突出量wとチップソーの耐久性との関係につい
て、被削材に内装用ケイ酸カルシウム板を用いて図1お
よび図2に示したようなチップソーによって切断加工を
行ない、加工可能な被削材の枚数を調べる実験を行なっ
た。この結果を図3に示す。ただし、この実験では、ダ
イヤモンドを主成分とする超高硬度焼結体チップ13A
と超硬合金より成る硬質材料チップ13Bとをそれぞれ
30ずつ、合計60のチップを取り付けた直径305m
m、切断幅3mmのチップソーにおいて、上記径方向突出
量hと厚さ方向突出量wとが等しくなるようにし、回転
数3600rpm、送り25m/minで厚さ6mmの被削材を1
800mmに亙って切断した。また、このときの被削材の
比重は1.0であった。
【0014】図3に示されるように、径方向および厚さ
方向突出量h、wが0.2mmを下回ると切断加工枚数が
急激に減少しているが、これは硬質材料チップ13Bに
摩耗や溶着が生じたためであり、また被削材の切断面に
はケバの発生が認められた。一方逆に、径方向および厚
さ方向突出量h,wが0.3mmを上回っても切断加工枚
数が減少しているが、これは硬質材料チップ13Bによ
る切屑処理能力が低下して超高硬度焼結体チップ13A
の摩耗が顕著となったためである。また、上記チップソ
ーと同様の構成、寸法であって、径方向および厚さ方向
突出量h,wが0.25mmのチップソーと、径方向およ
び厚さ方向突出量h,wが0mm、すなわち超高硬度焼結
体チップ13Aの切刃15Aと硬質材料チップ13Bの
切刃15Bとが回転軌跡において一致するようにしたチ
ップソーとを用いて、比重0.7、厚さ6mmの内装用ケ
イ酸カルシウム板を、回転数3600rpm、送り15m/m
inで1800mmに亙って切断した。この結果、上記突出
量h,wが0mmのチップソーでは切断加工枚数が約8万
枚であったのに対して、突出量h,wを0.25mmとし
たものでは約26万枚もの切断加工が可能であった。
【0015】さらに、ダイヤモンドを主成分とする超高
硬度焼結体チップ13Aと超硬合金より成る硬質材料チ
ップ13Bとをそれぞれ20ずつ、合計40のチップを
取り付けた直径305mm、切断幅3mmのチップソーにお
いて、径方向および厚さ方向突出量h,wを0mm,0.
1mm,0.2mmとしたチップソーを用意し、回転数36
00rpm、送り15m/minで比重1.0、厚さ12mmの外
装用窯業系サイディングボード被削材を445mmに亙っ
て切断した。この結果、突出量h,wが0mmおよび0.
1mmのチップソーでは、それぞれ切断加工枚数が約5万
枚および8万6千枚であったのに対し、突出量h,wが
0.2mmのチップソーでは切断加工枚数が約10万5千
枚と、大幅な耐久性の向上が認められた。以上の結果よ
り、上記径方向突出量hおよび厚さ方向突出量wについ
ては、いずれも0.2mm〜0.3mmの範囲内に設定される
のが望ましい。
【0016】次いで、図4は本発明の他の実施例を示す
ものであるが、この実施例においては工具本体11自体
の構成は図1に示したものと同様であるので、説明を省
略する。本実施例においては、超高硬度焼結体チップ1
3Aのすくい面14Aの外周側稜線部に形成される切刃
15Aと、硬質材料チップ13Bのすくい面14Bの外
周側稜線部に形成される切刃15Bとが、それぞれ工具
本体11の軸線Oに平行な第1切刃部15A1,15B1
と、この第1切刃部15A1,15B1の両端に連なり、
工具回転方向側からみて工具本体11の厚さ方向の外側
に向かうに従い一定の傾斜角αで工具本体11の径方向
内周側に向かう第2および第3切刃部15A2,15B2
および15A3,15B3とから構成され、これにより両
切刃15A,15Bが、工具本体11の厚さ方向の中央
部分が最も径方向外周側に位置するように形成されてい
ることを特徴としている。なお、本実施例では上記傾斜
角αは45°に設定されている。
【0017】しかして、このような構成のチップソーで
は、切刃15A,15Bが3つの切刃部15A1,15
2,15A3および15B1,15B2,15B3から構
成されているため、切削により生じる切屑は予め3方向
からの干渉により切屑のカール径が小さくなり、これに
より切屑処理性能を高めてチップ13A,13Bに摩耗
等が生じるのを一層効果的に抑えることができるという
利点が得られる。これは、特に被削材が金属材料である
場合などに顕著である。なお、本実施例においても、超
高硬度焼結体チップ13Aの切刃15Aは、その第1切
刃部15A1が硬質材料チップ13Bの切刃15Bの第
1切刃部15B1よりも径方向外周側に突出量hで僅か
に突出し、また切刃15Aの第2および第3切刃部15
2,15A3の厚さ方向両外側の端部が切刃15Bの第
2および第3切刃部15B2,15B3の厚さ方向両外側
の端部よりもそれぞれ突出量wで僅かに突出するように
なされており、これによって図1および図2に示した実
施例と同様の効果を得ることができる。
【0018】そこで、次にこの図4に示した実施例のチ
ップソーを用いてアルミニウム合金より成るエンジンヘ
ッドの湯口の切断実験を行い、その耐久性について調べ
た。ただし、この実験では、直径405mm、切断幅3.
6mmのチップソーの外周に超高硬度焼結体チップ13A
と硬質材料チップ13Bとを交互に28ずつ、合計56
のチップを取り付けたチップソーを用いて、回転数18
00rpm、送り1800mm/min、湿式切削として、幅6
0mm、長さ150mmのエンジンヘッド湯口を1回に2つ
連続して切断した。また、硬質材料チップ13Bの切刃
15Bに対する超高硬度焼結体チップ13Aの切刃15
Aの径方向突出量hおよび厚さ方向突出量wは、それぞ
れ0.25mmおよび0.2mmであった。また、比較のた
め、図4(イ)に示す超高硬度焼結体チップ13Aと同
様の形状、寸法を備えた硬質材料チップのみから成るチ
ップソー(チップ数56)と、上記径方向および厚さ方
向突出量h,wを0mmとしたチップソーとを用意し、同
条件下で試験を行なった。この結果、硬質材料チップの
みから成るチップソーでは約4000台のエンジンヘッ
ド湯口の切断で寿命となり、また突出量h,wを0mmと
したチップソーでも8000台で寿命となったのに対
し、本実施例のチップソーでは40000台もの切断が
可能であり、大幅な耐久性の向上を奏することができ
た。
【0019】さらに、直径570mm、切断幅4.8mmの
チップソーにおいて、図4に示した超高硬度焼結体チッ
プ13Aと硬質材料チップ13Bとを30ずつ、合計6
0取り付けて径方向および厚さ方向突出量h,wを0.
25mm、0.2mmとしたものにより、被削材として建材
用の幅600mm、長さ5000mm、厚さ15mmのパーチ
クルボード10枚を重ね、長辺方向に沿って5000mm
に亙り、回転数3000rpm、送り30m/minで切断する
試験を行なった。また、比較のため上記切断試験と同様
に硬質材料チップのみから成るチップソーと突出量h,
wを0mmとしたチップソーとにより同一条件下において
切断試験を行なった。この結果、超硬合金のみのチップ
ソーでは加工重量500ton、突出量h,wを0mmとし
たチップソーでは加工重量1400tonで寿命に達した
のに対し、本実施例のチップソーでは加工重量4000
tonにまで工具寿命の延長を図ることができた。
【0020】さらにまた、図5は本発明の他の一の実施
例を示すものであり、超高硬度焼結体チップ13Aの切
刃15Aと、硬質材料チップ13Bの切刃15Bとが、
工具回転方向側からみて径方向外周側に膨らむ略半円弧
状をなすように形成されていて、それぞれ工具本体11
の厚さ方向の中央部分が最も工具本体11の径方向外周
側に位置し、この中央部分から上記厚さ方向の両外側に
向かうに従い切刃15A,15Bが漸次径方向内周側に
向かうように形成されていることを特徴とする。そし
て、切刃15Aは切刃15Bよりも工具本体11の径方
向外側に僅かに突出して配置され、また切刃15Aがな
す円弧の半径R1は切刃15Bがなす円弧の半径R2より
も僅かに大きく設定されており、これによって超高硬度
焼結体チップ13Aの切刃15Aが、硬質材料チップ1
3Bの切刃15Bよりも、工具本体11の厚さ方向の両
外側に突出するようになされている。なお、上記半径R
1と半径R2との差R1−R2は0.2mm〜0.3mmの範囲と
なるように設定されており、これによって切刃15Aの
切刃15Bに対する厚さ方向突出量wも0.2mm〜0.3
mmの範囲に設定されている。
【0021】しかして、このような構成のチップソーで
も、図1および図2や図3に示した実施例のチップソー
と同様に、主たる切削を超高硬度焼結体チップ13Aの
切刃15Aにより行い、硬質材料チップ13Bの切刃1
5Bにより切屑処理をさせることで、チップソー全体の
耐久性の向上を図ることができる。また、切削時に生成
される切屑は、切刃15A,15Bが円弧状をなすこと
によって湾曲されつつ生成され、内部応力によって細か
く分断されてしまうため、図4の実施例と同様に切屑処
理性能を高めることができる。
【0022】そこで次に、直径200mm、切断幅1.6m
mのチップソーにおいて、図5に示した超高硬度焼結体
チップ13A(半径R1=0.8mm)と硬質材料チップ1
3B(半径R2=0.6mm)とを18ずつ、合計36取り
付けたチップソー(突出量h,w=0.2mm)を用意
し、これによってアルミニウム合金製のピストンに幅
1.6mm、深さ7.5mmの溝入れ加工を、回転数2500
rpm、送り1100mm/minで一つのピストンにつき2溝
ずつ行なった。また、比較のため、硬質材料チップのみ
から成るチップソーと、径方向および厚さ方向突出量
h,wを0mmとしたチップソーとを用意して、同様の溝
入れ加工を行なった。この結果、硬質材料チップのみの
チップソーおよび突出量h,wが0mmのチップソーで
は、それぞれ約3000個のピストン(6000溝)お
よび約12000個のピストン(24000溝)の加工
しかできなかったのに対し、本実施例のチップソーでは
約35000個のピストン(70000溝)もの加工を
行なうことが可能であった。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
高硬度焼結体より成るチップに設けられる切刃を、硬質
材料より成るチップに設けられる切刃よりも、工具本体
の径方向外周側および厚さ方向の両外側に突出するよう
に形成することにより、主たる切削を耐溶着性および耐
摩耗性に優れる超高硬度焼結体チップにより行なって切
削性能を維持しつつ、硬質材料チップにより切屑処理効
果を持たせ、これに作用する切削負荷等を低減して溶着
や摩耗を抑え、耐久性の高いチップソーを提供すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す側面図である。
【図2】図1に示す実施例の(イ)XX断面図、(ロ)
YY断面図である。
【図3】図1に示す実施例による切断実験結果を表わす
図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す(イ)図1のXX断
面に相当する断面図、(ロ)図1のYY断面に相当する
断面図である。
【図5】本発明の他の一の実施例を示す(イ)図1のX
X断面に相当する断面図、(ロ)図1のYY断面に相当
する断面図である。
【図6】従来のチップソーを示す側面図である。
【図7】図6に示す従来例のZZ断面図である。
【符号の説明】
11 工具本体 12 チップポケット 13A 超高硬度焼結体チップ 13B 硬質材料チップ 14A,14B すくい面 15A,15B 切刃 O 工具本体11の回転軸線 h 切刃15Aの切刃15Bに対する径方向突出量 w 切刃15Aの切刃15Bに対する厚さ方向突出量

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円板状の工具本体の外周に複数のチップ
    が配設されて切刃が設けられ、これらのチップのうち少
    なくとも一つは超高硬度焼結体より形成される一方、他
    のチップは硬質材料より形成されており、上記超高硬度
    焼結体より成るチップに設けられる切刃が、上記硬質材
    料より成るチップに設けられる切刃よりも、上記工具本
    体の径方向外周側および該工具本体の厚さ方向の両外側
    に突出するように形成されていることを特徴とするチッ
    プソー。
  2. 【請求項2】 上記超高硬度焼結体より成るチップに設
    けられる切刃と上記硬質材料より成るチップに設けられ
    る切刃とは、それぞれ上記厚さ方向の中央部分が最も上
    記径方向外周側に位置し、この中央部分から上記厚さ方
    向の両外側に向かうに従い漸次上記工具本体の径方向内
    周側に向かうように形成されていることを特徴とする請
    求項1に記載のチップソー。
  3. 【請求項3】 上記超高硬度焼結体より成るチップに設
    けられる切刃が、上記硬質材料より成るチップに設けら
    れる切刃に対し、上記径方向外周側に突出する径方向突
    出量が0.2mm〜0.3mmの範囲に設定されていることを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載のチップソ
    ー。
  4. 【請求項4】 上記超高硬度焼結体より成るチップに設
    けられる切刃が、上記硬質材料より成るチップに設けら
    れる切刃に対し、上記厚さ方向の一方の側において外側
    に突出する厚さ方向突出量が0.2mm〜0.3mmの範囲に
    設定されていることを特徴とする請求項1ないし請求項
    3のいずれかに記載のチップソー。
JP29575093A 1993-11-25 1993-11-25 チップソー Withdrawn JPH07148613A (ja)

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JPH0911036A (ja) * 1995-06-28 1997-01-14 Dia:Kk 円板状回転切断工具および棒材切断装置
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