JPH08141804A - 切削工具およびその寿命検出装置 - Google Patents

切削工具およびその寿命検出装置

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JPH08141804A
JPH08141804A JP6287018A JP28701894A JPH08141804A JP H08141804 A JPH08141804 A JP H08141804A JP 6287018 A JP6287018 A JP 6287018A JP 28701894 A JP28701894 A JP 28701894A JP H08141804 A JPH08141804 A JP H08141804A
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JP
Japan
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cutting tool
cutting
workpiece
conductive layer
layer
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JP6287018A
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English (en)
Inventor
Yuji Matsumoto
祐司 松本
Hideaki Tashiro
秀昭 田代
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Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 切削工具4の使用に伴って、切削工具4の切
削部6が摩耗し、まず第一導電層14の先端部が摩耗す
るが、切削工具本体12にコーティングした第一導電層
14と第二導電層15とは、同じく切削工具本体12に
コーティングした絶縁層16によって絶縁されているの
で通電せず、電流計23の示す値は極めて小さく、切削
部6の摩耗が更に進んで、第一導電層14および絶縁層
16が切削部6の先端で切断されて第二導電層15が工
作物3に接触すると、第一導電層14と切削工具本体1
2が工作物3を介して通電され、第一導電層14と切削
工具本体12との間に電流が流れたことを電流計23が
検出し、これにより抵抗値が減少したことを知る。 【効果】 切削工具本体の切削部表面に、導電層と絶縁
層を順にコーティングしたコーティング層を設けたの
で、切削工具の製作に手間がかからず、また切削部の切
削力を低下させることもない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、切削機械における切削
工具およびその寿命を自動的に検出するための切削工具
の寿命検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の切削機械における切削工具(切削
刃)を、図9に示す。この切削工具50は、その刃先に
工作物51と接触してこれを切削する切削部50aと、
この切削部50aに連続したテーパー面(逃げ面ともい
う)50bとを有している。
【0003】そしてこのテーパー面50bには、下層に
絶縁膜52が塗布され、これに抵抗箔(導電材料)53
が貼着され、その上層にさらに絶縁膜54が塗布されて
いる。
【0004】またこの構成において、切削工具50の使
用によりこれが摩耗して切削力が低下してしまうので、
適当な時期に交換や補修作業が必要となる。そして図1
0に示すように、作業者がこの切削工具50の交換補修
の時期を知るために検出装置55を設けている。
【0005】この検出装置55は、電源60を、導線6
1を介して切削工具50と抵抗箔53間に接続し、導線
61の途中に電流検出器62を接続したものである。そ
してこの検出装置55において、切削工具50の使用に
よって切削部50aが摩耗して工作物51との接触面積
が変化するのに伴う電流値の変化を電流検出器62で知
り、この電流検出器62で検出された電流値に応じた抵
抗値の変化を知って、この抵抗値が所定の値になったと
きに切削工具50が寿命と判断するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の切削工具5
0では、そのテーパー面50bに絶縁膜52を塗布し、
この絶縁膜52に抵抗箔53を貼着し、その上にさらに
絶縁膜54を塗布するといった工程が必要であるので製
作が大変であり、時間も必要とする。
【0007】また、切削工具50とは別の箔体を切削工
具50のテーパー面50bの刃先部分に貼着すると、切
削工具50の切削力(切れ味)が低下してしまうといっ
た課題がある。
【0008】本発明は、上記課題を解決し得る切削工具
およびその寿命検出装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明における課題を解
決するための手段は、金属製の工作物を加工するための
切削工具であって、工作物に接触してこれを切削する切
削工具本体の切削部に、導電層と絶縁層とを順にコーテ
ィングしたコーティング層が設けられたものである。
【0010】また、金属製の工作物を加工するための切
削工具であって、切削工具本体が導電性材料から形成さ
れ、工作物に接触してこれを切削する切削部に、導電層
と絶縁層とを上層から順にコーティングしたコーティン
グ層が設けられたものである。
【0011】また、切削部に導電層と絶縁層とが順にコ
ーティングされるとともに工作物に接触してこれを切削
する切削工具本体と、工作物との間の電気抵抗の変化を
検出するための検出器を備えたものである。
【0012】さらに、切削部に上層から順に導電層と絶
縁層とがコーティングされるとともに工作物に接触して
これを切削する導電性の切削工具本体と、工作物との間
の電気抵抗の変化を検出するための検出器を備えたもの
である。
【0013】
【作用】上記課題解決手段において、工作物を切削工具
の切削部に当接して工作物を回転することにより工作物
を切削加工し、切削工具の使用に伴って、切削工具の切
削部にコーティングしたコーティング層が上層の導電層
から摩耗されるが、このとき、導電層と切削工具本体と
は、下層の絶縁層によって絶縁されているので未だ絶縁
状態であり、検出器が示す、切削工具本体と工作物との
間の電気抵抗は大きく、続いて絶縁層が摩耗すると、上
層の導電層と切削工具本体とが工作物を介して通電状態
となり、検出器が示す工作物との間の電気抵抗は小さく
なり、これが所定の値に到ると、切削工具が寿命である
と判断して交換、補修を行なう。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1の全体構成図に示すように、基台1にホルダ
ー2を介して金属製の工作物3を旋盤加工するための切
削工具4が取付けられ、前記ホルダー2を基台1に対し
て固定するための保持手段5が設けられ、該保持手段5
は、ホルダー2の上面に当接する刃物台10と、該刃物
台10に螺合する刃物押さえボルト11とから構成され
ている。
【0015】前記切削工具4は、その先端に配置されて
鋭角的に形成した切削部6を有して、全体として断面略
長方形に形成された超硬合金製の切削工具本体12(W
C−Co製で電気抵抗19.3〜32.3×10-6Ωc
m)と、該切削工具本体12の上面12a、下面12b
および前面(テーパー面)12cに設けられたコーティ
ング層13とから構成されている。
【0016】該コーティング層13は、図2〜図5の拡
大図に示すように、表面側(上層)の第一導電層(Ti
N層で電気抵抗が22.7×10-6Ωcm)14と、該
第一導電層14の下層に設けられた絶縁層(Al2 3
層で電気抵抗が1.0×10 14Ωcmより大)16と、
該絶縁層16のさらに下層に設けられた切削工具本体1
2側の第二導電層(TiC層で電気抵抗が1.1×10
-4Ωcm)15とから構成されている。
【0017】また前記切削工具本体12と工作物3との
間の電流値(電気抵抗値)の変化を検出することによ
り、切削工具4の寿命を検出するための寿命検出装置2
0が設けられている。
【0018】図1に示すように、該寿命検出装置20
は、電源21と、該電源21と前記第一導電層14およ
びホルダー2間を接続する導線22と、該導線22の途
中に接続された電流計23とから構成され、この寿命検
出装置20に、工作物3の回転駆動装置に、その駆動を
停止させるための停止スイッチ(図示せず)が接続され
ている。
【0019】上記構成において、工作物3を切削工具4
の切削部6に当接させて回転駆動装置で回転すると、図
2〜図5に示すように、工作物3の外周面を旋盤加工す
ることができる。
【0020】ところで切削工具4の使用に伴って切削部
6が摩耗する場合、まず第一導電層14の先端部が摩耗
する。そして、第一導電層14が上面12a側と前面1
2c側に分離して、図3に示すように、絶縁層16が工
作物3に接触する。
【0021】この図2および図3で示す状態では、第一
導電層14と切削工具本体12とは、絶縁層16によっ
て絶縁されているので通電せず、この状態では電流計2
3が示す電流値は極めて小さく、従って、この電流値よ
り演算される電気抵抗値Ωは、図6の一点鎖線Aより左
部分で示すように、後述の工具摩耗限界値Dよりはるか
に大である。
【0022】ところで切削時間が経過して、切削部6の
摩耗がさらに進むと、図4に示す状態、すなわち、第一
導電層14および絶縁層16が切削部6の先端で切断さ
れて第二導電層15が工作物3に接触する状態となる。
【0023】すると、第一導電層14と第二導電層15
とが工作物3を介して通電され、第二導電層15は切削
工具本体12側に設けられているので、第一導電層14
と切削工具本体12とが通電状態となり、第一導電層1
4と切削工具本体12との間に電流が流れたことを電流
計23が検出し、このような状態になると、図6の一点
鎖線Aと二点鎖線Bの間で示すように、切削工具本体1
2と工作物3との間の電気抵抗値が減少する。
【0024】さらに切削部6の摩耗が進んで、第二導電
層15が切断されると、切削部6の先端が直接工作物3
に接触することになり、第一導電層14と切削工具本体
12との間に、切削工具4の摩耗の限界に対応する電気
抵抗値である工具摩耗限界値Dに対応する電流が流れた
時点で、停止スイッチが切れて工作物3の回転が停止す
るので、作業者は、切削工具4を交換あるいは補修す
る。
【0025】なお切削工具4の切削部6を摩耗させて通
電させなくとも、図7および図8に示すような装置を用
いて、切削部6が摩耗した際の電気抵抗値を知ることが
できる。
【0026】すなわちこの装置は、電源21に導電性の
バー25を接続し、このバー25の基端部をゴム製の絶
縁シート26を介してホルダー2の表面に取付け、この
バー25の先端部に接触子27を取付け、上面のコーテ
ィング層13の一部を剥離させて切削工具本体12に接
触子27を接触させるものである。
【0027】上記のような装置を用いて、切削部6が摩
耗した際の電気抵抗値の変化および工具摩耗限界値Dを
予め知っておくことにより、切削工具4の交換補修の時
期が確実になる。
【0028】なお図6によれば、切削時間の増大に伴っ
て工具摩耗量μmは増大することは明らかである。以上
のように本発明の実施例によれば、切削工具本体12の
表面に、第一導電層14と、切削工具本体12側の第二
導電層15と、両導電層14,15の間に配置された絶
縁層16をコーティング層13として設けたので、切削
工具4の製作の際に、従来のように絶縁膜、抵抗箔を塗
布あるいは貼着する場合に比べて手間がかからず、切削
工具4の切削力を低下させることもない。
【0029】また上記のように、コーティング層13
が、摩耗することに伴う、切削工具本体12と工作物3
との間の電流値(電気抵抗値)を知って切削工具4の寿
命を確実に知り、切削工具4を交換補修することができ
る。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よれば、切削工具本体の切削部表面に、導電層と絶縁層
を順にコーティングしたコーティング層を設けたので、
従来のように絶縁膜、抵抗箔を塗布あるいは貼着する場
合に比べて切削工具の製作に手間がかからず、また切削
部の切削力を低下させることもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す切削工具およびその寿命
検出装置の全体構成図である。
【図2】同じく実施例を示す切削工具の一部拡大断面図
である。
【図3】同じく第一導電層が切断された状態の拡大断面
図である。
【図4】同じく第一導電層および絶縁層が切断された状
態の拡大断面図である。
【図5】同じく第二導電層が切断された状態の拡大断面
図である。
【図6】同じく切削時間と電気抵抗値および摩耗量の関
係を示すグラフ図である。
【図7】同じく実験例を示す全体構成図である。
【図8】同じく図7における要部拡大図である。
【図9】従来の切削工具およびその寿命検出装置を示す
要部拡大断面図である。
【図10】従来の切削工具およびその寿命検出装置を示
す全体模式図である。
【符号の説明】
1 基台 2 ホルダー 3 工作物 4 切削工具 5 保持手段 6 切削部 10 刃物台 12 切削工具本体 13 コーティング層 14 第一導電層 15 第二導電層 16 絶縁層 20 寿命検出装置 23 電流計

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の工作物を加工するための切削工
    具であって、工作物に接触してこれを切削する切削工具
    本体の切削部に、導電層と絶縁層とを順にコーティング
    したコーティング層が設けられたことを特徴とする切削
    工具。
  2. 【請求項2】 金属製の工作物を加工するための切削工
    具であって、切削工具本体が導電性材料から形成され、
    工作物に接触してこれを切削する切削部に、導電層と絶
    縁層とを上層から順にコーティングしたコーティング層
    が設けられたことを特徴とする切削工具。
  3. 【請求項3】 切削部に導電層と絶縁層とが順にコーテ
    ィングされるとともに工作物に接触してこれを切削する
    切削工具本体と、工作物との間の電気抵抗の変化を検出
    するための検出器を備えたことを特徴とする切削工具の
    寿命検出装置。
  4. 【請求項4】 切削部に上層から順に導電層と絶縁層と
    がコーティングされるとともに工作物に接触してこれを
    切削する導電性の切削工具本体と、工作物との間の電気
    抵抗の変化を検出するための検出器を備えたことを特徴
    とする切削工具の寿命検出装置。
JP6287018A 1994-11-22 1994-11-22 切削工具およびその寿命検出装置 Pending JPH08141804A (ja)

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