JPH0724621A - 切削工具用超硬合金チップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼製ボデイの外周に密接して当接可能に底
面を円弧状の凹形とし、ボデイの外周に着脱自在に固着
され、高精度な切削加工が出来る様に外周切れ刃と底刃
を形成されてなる切削工具用超硬合金チップを提供す
る。 【構成】 底面（５）を円弧状に凹に形成されボデイ
（８）の外周に当接され、ネジ（１０）により押さえ金
具（１１）を介してボデイ（８）に固着されており、移
動防止壁（１２）によりボデイ（８）の周辺での回動を
防止されている。外縁には外周切れ刃（３）が、端面に
は底刃（６）が形成されており、長尺の捻じれチップと
なすことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被削材の側面や上面を切
削加エしたり、溝を切削加工するための切削工具である
エンドミル、フライス、カッターなどの刃部に使用され
る超硬合金チップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フライス加工機により回転を与えられな
がら被削材の側面や上面を平坦に切削加工したり、溝を
切削加工するための切削工具として、工具母体の基部に
シャンク部あるいはアーバー（補用の軸体）を備え、先
端に向かって捻じれたスパイラル状の外周切れ刃と、そ
の端面に底刃を備えたエンドミル、フライス、カッター
（以下エンドミルと総称する）が多量に汎用されてい
る。

【０００３】通常エンドミルには、鋳鉄や柔らかい合金
鋼を切削するために使用されるハイス（高速度鋼）で作
成されたものと、硬度の高い合金鋼や焼き入れされた硬
い被削材を切削するために刃部に超硬合金チップをろう
付けした、いわゆるろう付けエンドミルあるいはスロー
アウエイチップを機械的に固定したスローアウエイ式エ
ンドミルがある。またカッター全体が超硬合金で作製さ
れたソリッドエンドミルがある。本発明はこれらのうち
超硬合金チップの小片を鋼製ボデイにろう付けあるいは
機械的に固着して使用する、付け刃型のエンドミルのチ
ップ形状の改善についてなされたものである。

【０００４】従来のエンドミルは例えば図３にろう付け
タイプとして示しているように、直径１０〜１００ｍｍ
の鋼製のボデイとなる軸体の刃台部（２０）に、幅が数
〜３０ｍｍ、深さが数〜１５ｍｍの断面Ｖ字状をなし捻
じれ角が２０〜３０度のポケット（２１）を設け、この
辺縁に沿ってチップステージと呼ばれる台座部（２２）
を設け、この台座部（２２）の上に超硬合金チップ（２
３）が銀ろうにより固着され、この超硬合金チップ（２
３）にすくい面研摩、逃げ面研摩を施して超硬合金によ
る外周切れ刃（２４）および底刃（２５）が形成されて
いる。

【０００５】このような超硬合金チップ（２３）はボデ
イに当接する背面（２６）および底面（２７）は直線状
で、超硬合金チップ（２３）の断面はほぼ矩形をなして
おり全体の形状は短冊状で、スパイラル状に捻じれてい
る。このような形状ではボデイの横断面内における超硬
合金チップ（２３）の半径方向あるいは円周方向の位置
がすこしでもずれると、台座部（２２）に超硬合金チッ
プ（２３）を添わせて合致させることが全く出来なくな
る。即ち、超硬合金チップの背面（２６）が接する台座
部（２２）の壁面がボデイの断面内中心線から離れる距
離が過不足を生じたり、超硬合金チップ（２３）の底面
が接する台座部（２２）の底面が高すぎたり、低すぎた
りすることにより「位相」がずれると超硬合金チップ
（２３）はほとんど弾性を持たないため、台座部（２
２）に合致して添わせることができず、銀ろう付け作業
が不可能になるという問題があった。

【０００６】また従来のろう付けエンドミルのスパイラ
ル状超硬合金チップ（２３）はボデイに形成される台座
部（２２）のねじれ角度についても殆ど誤差が許容され
ないという、厳しい精度が要求される。刃長が５０ｍｍ
を越えるエンドミルではねじれ角が０．１度程度ずれを
生じると、超硬合金チップ（２３）の背中（２６）が、
１端で合致しても他端では０．５ｍｍ程度解離してしま
い、隙間を生じて銀ろう付け作業が出来なくなる。

【０００７】このため従来のエンドミルを作成するとき
は、ボデイに台座部（２２）を形成したモデルを超硬合
金チップの製造者とボデイの製造者が各々保有して、厳
密に寸分異ならない部品を製作するという困難な方法が
取られている。このような方法を直径１０〜１００ｍｍ
の範囲のエンドミルにつき、直径が１〜２ｍｍ異なるサ
イズ毎にモデルを作成して、超硬合金チップとボデイを
合致させるために適用している。

【０００８】上記従来の構造では超硬合金チップ（２
３）をボデイの台座部（２２）にろう付けした後、すく
い面研摩、外周逃げ面研摩を施す際にもねじれ角が厳密
に一致していないと、一様な切れ刃の形成が困難であ
り、高度な精度が要求される。このためねじれ角を若干
変更して研摩をする必要（不等リード）が生じたときに
対応が出来ないという不便がある。

【０００９】また台座部（２２）に比較的小サイズの超
硬合金チップをネジで固定した、スロウアウエイチップ
式のエンドミルもあるが、ろう付けタイプのエンドミル
と異なり超硬合金チップが不連続に断片的に固定される
ため、切削加工面の面粗度が必ずしも良好とならないた
め、荒加工に使用されるのが主であり、改善が望まれて
いる。このためスロウアウエイチップのように簡単に取
扱が出来て、ろう付けエンドミルの如き仕上げ面の面粗
度の良好な切削加工が出来る超硬合金チップが望まれ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の超
硬合金チップが持っている不都合を解消し、ろう付けタ
イプであってもネジ手段で固着されるスロウアウエイタ
イプであっても、ボデイの外周の任意の位置に固定が出
来て、ボデイ横断面内で不等分割に位置させても、切削
加工性の良好な一体のエンドミルを形成出来る超硬合金
チップを提案するものである。

【００１１】さらに望ましくは超硬合金チップを固着す
るためのポケットや台座部を形成する加工を最小限にし
て、超硬合金チップを直接ボデイの刃台部にネジ手段で
固着することによって、エンドミル製作のコストを低減
することを目的としている。従って、構造的にはスロウ
アウエイタイプに似ているが、刃部はろう付けタイプの
性能を発揮し、仕上げ面の面粗度は高精度に切削加工で
きるものになる。

【００１２】また従来ろう付けタイプのエンドミルが多
量に汎用されているが、ろう付け作業は酸素アセチレン
溶接機の取扱に熟練した技能者が必要であることや、高
周波加熱炉のような高額な機械が必要になることなど製
造上の困難が多い。加工物が７００度を越える温度に加
熱されるろう付け作業は、環境面からも好ましくなく可
及的に避ける必要がある。

【００１３】超硬合金チップには切れ刃の強度を増すた
めにチタン、ボロンあるいはダイヤモンドなどの硬質の
強化被膜層を形成することが多いが、従来のろう付けエ
ンドミルでは超硬合金チップを固着したエンドミル全体
をコーテイング炉に装填するため炉の容積効率が悪くコ
ーテイング費用が高価になるという問題もあった。従っ
てスロウアウエイチップのように超硬合金チップのみを
コーテイング作業に供することが望まれる。

【００１４】従来のろう付けタイプやスロウアウエイタ
イプのエンドミルでは超硬合金チップの刃先はボデイの
刃台部から１ｍｍ程度しか出ていないから、超硬合金チ
ップの切れ刃が損耗したり磨耗したりしたときにほとん
ど再研摩が出来ないという問題もある。スロウアウエイ
チップの場合、取り外して再研摩することも可能である
が、このようにすると寸法が減じてもとのボデイに対し
ては再取り付けが不可能となる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明はエンドミルのボ
デイに円筒状あるいは円板状の鋼材料を使用し、ボデイ
の外周に小片の超硬合金チップを密接に当接し、ネジ手
段で固定することにより、上記課題を解決した。即ち、
超硬合金チップが捻じれている場合でも、ボデイ外周に
当接する底面はボデイの軸心に対し直角な平面内で円弧
状の凹形となし、ボデイのどの位置に当接されても密着
して固定できるようにしてある。この超硬合金チップの
外縁に外周切れ刃が、さらに端面に底刃が形成されてい
ることを特徴とするものである。なおボデイの軸心に直
角な平面内の円弧は中心点が軸心に合致するもののみで
は無く、他の位置にあるものでもかまわない。

【００１６】本発明に適用する超硬合金チップとしては
特に限定を要するものではなく、汎用されている金属炭
化物粉末と金属粉末を適当に配合して焼結してなる合
金、例えば、Ｗが７０％以上のＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−Ｔ
ｉＣ−Ｃｏ系、あるいはＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系
が挙げられる。またサーメットを使用しても良い。

【００１７】本発明において超硬合金チップはボデイに
密接してネジ手段により固定されるが、切削加工時に切
れ刃にかかる切削抵抗による超硬合金チップの回動を防
止するため、超硬合金チップはボデイにネジを螺合して
固着するが、超硬合金チップに働くボデイの円周方向の
剪断力を受け止める移動防止壁が合わせて備えられてい
る。

【００１８】本発明の超硬合金チップはろう付けタイプ
用の捻じれた長い短冊状のものでも、スロウアウエイタ
イプのような小片のものであっても、ボデイに適用して
同様な効果を発揮する。即ち、超硬合金チップの底面が
ボデイの外周に密接に当接する形状であるから、チップ
そのものの長さは特に関係なくボデイのどの位置にで
も、どの様な長さでも固着することが可能である。あた
かも捻じれた長尺のスロウアウエイチップと称すべきも
のである。

【００１９】さらにまた、超硬合金チップに形成した切
れ刃の表面にチタン、ボロンあるいはダイヤモンド等の
超硬質強化被膜層を形成することによって、より硬度の
高い被削材の切削加工に使用することが出来る。即ち、
刃部を含む超硬合金チップの表面に、ＰＶＤ（物理的気
相蒸着）、ＣＶＤ（化学的気相蒸着）、ＩＶＤ（イオン
注入蒸着）、イオンプレーテイング等の方法により、Ｔ
ｉＮ（チタンナイトライド）、ＴｉＣ（チタンカーバイ
ド）、ＴｉＣＮ（チタンカーボナイトライド）、ＴｉＡ
ｌＮ（チタンアルミナイトライド）、ダイヤモンド等の
強化被膜層を形成することにより、硬質の被削材の切削
加工時における耐磨耗性および耐チッピング性（耐刃こ
ぼれ性）を改善することが出来る。

【００２０】

【作用】本発明の超硬合金チップはボデイに固着され
て、再研磨に十分な飛びだし量を有しているから、数回
の再研磨に供することが可能である。さらに切削加工に
より超硬合金チップの刃先が損耗してもネジにより固着
されているだけであるから、簡単に交換することが出来
るので、損耗した必要数量だけ交換し損失を最小限に押
さえることが可能となり、切削加工の費用低減に大いに
効果がある。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例を示している図にもとず
いて説明すると、図１は本発明の超硬合金チップ（１）
をボデイ（８）に固着した態様を示すエンドミルの底面
図、そして図２は図１を側面から見た説明図である。本
発明の超硬合金チップ（１）はすくい面（４）加工およ
び外周に外周逃げ面（２）加工を行い外周切れ刃（３）
が、また端面に底刃（６）が形成されている。さらに超
硬合金チップ（１）の底面（５）はボデイ（８）の外周
面に密接して当接するように、ボデイ（８）の軸心に直
角な平面内で常にボデイ（８）の外周に合致するように
円弧状をなしている。

【００２２】超硬合金チップ（１）にはネジ貫通穴
（７）が穿設されており、ボデイ（８）のネジ穴（９）
にネジ（１０）を、押さえ金具（１１）を介して螺合さ
せることにより、超硬合金チップ（１）をボデイ（８）
に固着する。この超硬合金チップ（１）は切削加工の際
に刃先にかかる抵抗力を受けたときに超硬合金チップ
（１）自体がボデイ（８）の回りで回動しないように、
移動防止壁（１２）が超硬合金チップ（１）に当接され
て電気スポット溶接によりボデイ（８）に固着されてい
る。

【００２３】本実施例においては、直径５０ｍｍのボデ
イ（８）の外周に、外周切れ刃（３）の外径が７５ｍｍ
かつねじれ角が３０度になるよう、厚み１２．５ｍｍで
長さ３０ｍｍ、底面（５）の凹形の断面内曲率半径が２
５ｍｍの超硬合金チップ（１）を、断面を４等分した位
置に４個、直径６ｍｍのネジ（１０）各２本で固着し、
工具研削盤を用いてすくい面（４）研摩、逃げ面（２）
研摩を施し外周切れ刃（３）を、また底刃（６）を形成
してなるものである。ネジ（１０）をボデイ（８）に螺
合するときは、厚み１ｍｍの鋼製の押さえ金具（１１）
を介在せしめ、超硬合金チップ（１）にネジ（１０）の
局部的加重がかからないように形成してある。

【００２４】さらに、超硬合金チップ（１）に接して断
面３ｍｍ×３ｍｍの網製のスパイラル状角棒を電気スポ
ット溶接によりボデイ（８）に固着し、移動防止壁（１
２）となしている。

【００２５】また図示を省略しているが、超硬合金チッ
プ（１）の刃部を形成した後超硬合金チップ（１）の表
面に、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法あるいはＩＶＤ法によって、
ＴｉＮやＴｉＣあるいはダイヤモンド等の硬質の強化被
膜層を形成しておけば、エンドミル刃の耐磨耗性や耐チ
ッピング性が一層向上し、より切削加工性の良いエンド
ミルが得られる。

【００２６】

【発明の効果】上述したように本発明の切削工具用超硬
合金チップ（１）は鋼製ボデイ（８）の外周に着脱可能
に密接してネジ（１０）により機械的に固着せられ、超
硬合金チップ（１）に外周切れ刃（３）、底刃（６）が
形成されてなるものであるから、ボデイ（８）の外周の
適当な位置にネジ穴（９）を設けることにより、どの位
置にでも刃部を作成することが可能となり、従来のろう
付けタイプのスパイラル状超硬合金チップのようにボデ
イに形成されるスパイラル状の台座部との間の形状の適
合性等の問題は生じなくなる。また本発明の超硬合金チ
ップ（１）は適度な幅としておけば、捻じれ角のある程
度の変更には追随出来るため、若干の不等リードの捻じ
れの形成など、製造上裕度が大きくなり加工が容易にな
る。

【００２７】さらに本発明の超硬合金チップ（１）を使
用したエンドミルの場合は、フライス加工によるボデイ
（８）へのポケットの形成や超硬合金チップのろう付け
作業をしなくても良くなるから、製造に要するコストを
低減出来るほか、エンドミル使用時に超硬合金チップ
（１）が磨耗したときは数回の再研摩が可能であるう
え、損耗したときには必要なチップのみを交換すること
が出来るから、切削加工に要する費用を大幅に低減出来
るという産業上の効果が大きい。

【００２８】本発明の超硬合金チップ（１）は上述した
ようにボデイ（８）からネジ（１０）を緩めることによ
り、取り外すことが出来るから、強化被膜層を形成する
ために超硬合金チップ（１）のみをコーテイング作業に
供することが可能であり、コーテイング時に炉内の占有
容積を小さくすることが出来、コーテイングの費用を低
減することが出来る。

【００２９】さらに本発明の超硬合金チップ（１）は捻
じれた長尺のものに形成出来るから、スロウアウエイチ
ップのように小型のものを不連続に多数取り付ける態様
とは異なり、一様に捻じれた切れ刃を形成してなるか
ら、被削材の仕上げ面は良好となり好ましい切削加工を
なすことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超硬合金チップの底面図である。

【図２】図１を側面から見たときの説明図である。

【図３】従来のろう付けタイプエンドミルの底面図であ
る。

【符号の説明】

１．超硬合金チップ ２．外周逃げ面 ３．外周切れ刃 ４．すくい面 ５．超硬合金チップ底面 ６．底刃 ７．ネジ貫通孔 ８．ボデイ ９．ネジ穴 １０．ネジ １１．押さえ金具 １２．移動防止
壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒または円板状ボデイの外周に局部的に
   固着されて使用される超硬合金の小片であって、ボデイ
   の外周に当接される底面の形状が上記ボデイの軸心に直
   角な平面内で円弧状の凹形に形成されていることを特徴
   とする切削工具用超硬合金チップ。
2. 【請求項２】ボデイにネジ手段で固着されるためのネジ
   穴を穿設され、ボデイに一体に組み立てられて、外縁に
   外周切れ刃を、端面に底刃を形成されていることを特徴
   とする請求項１記載の切削工具用超硬合金チップ。
3. 【請求項３】刃部の表面にチタン、ボロンまたはダイヤ
   モンド等の強化被膜層を形成したことを特徴とする請求
   項１記載の切削工具用超硬合金チップ。