JPH09201704A - センタ - Google Patents
センタInfo
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- JPH09201704A JPH09201704A JP3141996A JP3141996A JPH09201704A JP H09201704 A JPH09201704 A JP H09201704A JP 3141996 A JP3141996 A JP 3141996A JP 3141996 A JP3141996 A JP 3141996A JP H09201704 A JPH09201704 A JP H09201704A
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- Japan
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- pcd
- shank
- metal member
- metal
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 シャンク１の先端部にダイヤモンド焼結
体２を取り付けたセンタにおいて、シャンク１とダイヤ
モンド焼結体２との間に熱膨張応力緩和用の金属部材３
を介在させ、ダイヤモンド焼結体２と金属部材３とを活
性金属ロウ付け法によって固定し、さらに金属部材３を
シャンク１にロウ付け法によって固定した。 【効果】 ロウ付け時および加工時における熱歪みの発
生が抑制され、これによってダイヤモンド焼結体の剥離
やまた割れを大幅に少なくすることができ、信頼性の高
いセンタとなる。
体２を取り付けたセンタにおいて、シャンク１とダイヤ
モンド焼結体２との間に熱膨張応力緩和用の金属部材３
を介在させ、ダイヤモンド焼結体２と金属部材３とを活
性金属ロウ付け法によって固定し、さらに金属部材３を
シャンク１にロウ付け法によって固定した。 【効果】 ロウ付け時および加工時における熱歪みの発
生が抑制され、これによってダイヤモンド焼結体の剥離
やまた割れを大幅に少なくすることができ、信頼性の高
いセンタとなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、旋盤や円筒研削盤
などに使用され、被削材の芯押し治具として用いられる
センタに関する。
などに使用され、被削材の芯押し治具として用いられる
センタに関する。
【０００２】
【従来の技術】研削や切削など様々な加工が可能な旋盤
や研削盤においては、特に被加工物を正確に芯出しする
ことが重要であり、このようなセンタでは、従来超硬合
金などの超硬金属で形成された金属センタが用いられて
いる。センタの先端部は、切削または研削時に強い力が
集中的に加わるため非常に磨耗しやすく、このセンタ先
端部の磨耗は、回転体の中心位置のズレを生じ、これが
加工精度を低下させる大きな要因ともなっている。例え
ば、超硬合金をシャンクの先端部に取り付けたセンタの
場合、真円度３μｍ以上の良好な加工精度を維持するた
めには、約１０日ごとに再研磨が必要となる。
や研削盤においては、特に被加工物を正確に芯出しする
ことが重要であり、このようなセンタでは、従来超硬合
金などの超硬金属で形成された金属センタが用いられて
いる。センタの先端部は、切削または研削時に強い力が
集中的に加わるため非常に磨耗しやすく、このセンタ先
端部の磨耗は、回転体の中心位置のズレを生じ、これが
加工精度を低下させる大きな要因ともなっている。例え
ば、超硬合金をシャンクの先端部に取り付けたセンタの
場合、真円度３μｍ以上の良好な加工精度を維持するた
めには、約１０日ごとに再研磨が必要となる。
【０００３】この対策として、株式会社産業調査会 事
典出版センター発行『新マシニング・ツ─ル事典』の
８．４．２工作機械用耐磨工具（Ｐ６４６〜６４７）に
記載されているように、シャンクの先端に凸型に形成さ
れたダイヤモンド焼結体（以下ＰＣＤという。）によっ
て形成された凸型の超硬部材を嵌め込んだ凸型センタ、
またシャンクの先端部に凹状の切欠を設け、この切欠の
周縁部に同様にＰＣＤからなる超硬部材を取り付けた凹
型センタが実用化されている。
典出版センター発行『新マシニング・ツ─ル事典』の
８．４．２工作機械用耐磨工具（Ｐ６４６〜６４７）に
記載されているように、シャンクの先端に凸型に形成さ
れたダイヤモンド焼結体（以下ＰＣＤという。）によっ
て形成された凸型の超硬部材を嵌め込んだ凸型センタ、
またシャンクの先端部に凹状の切欠を設け、この切欠の
周縁部に同様にＰＣＤからなる超硬部材を取り付けた凹
型センタが実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような鉄鋼材から
なるシャンクへのＰＣＤの取付けは、ＰＣＤの主成分で
あるダイヤモンドと銀ロウとが直接接着できないため、
従来、機械的に固定するカシメ法や、また金属粉末によ
る焼結法等が採用されている。ところが、このようなカ
シメ法や金属粉末による焼結法等では、ＰＣＤと接合母
材とが化学的に接合されないため、いずれも充分な接合
強度を確保することが困難で、このため使用中にＰＣＤ
が外れやすいという問題がある。また特にカシメ法によ
る場合、ＰＣＤの中心位置を正確に出すことは極めて困
難であり、このことが、耐磨耗性に優れたＰＣＤを用い
たセンタを普及させるための大きな阻害要因となってい
る。
なるシャンクへのＰＣＤの取付けは、ＰＣＤの主成分で
あるダイヤモンドと銀ロウとが直接接着できないため、
従来、機械的に固定するカシメ法や、また金属粉末によ
る焼結法等が採用されている。ところが、このようなカ
シメ法や金属粉末による焼結法等では、ＰＣＤと接合母
材とが化学的に接合されないため、いずれも充分な接合
強度を確保することが困難で、このため使用中にＰＣＤ
が外れやすいという問題がある。また特にカシメ法によ
る場合、ＰＣＤの中心位置を正確に出すことは極めて困
難であり、このことが、耐磨耗性に優れたＰＣＤを用い
たセンタを普及させるための大きな阻害要因となってい
る。
【０００５】これを解消するために、ダイヤモンド工具
の接合にも使用されている、いわゆる活性金属ロウ付け
法を用いることが考えられるが、ＰＣＤの熱膨張率は一
般的に４．６×１０-6〔１／Ｋ〕で、一方シャンクの素
材として用いられる炭素工具鋼は１４×１０-6〔１／
Ｋ〕であり、シャンクの熱膨張量はＰＣＤの３倍にも達
する。
の接合にも使用されている、いわゆる活性金属ロウ付け
法を用いることが考えられるが、ＰＣＤの熱膨張率は一
般的に４．６×１０-6〔１／Ｋ〕で、一方シャンクの素
材として用いられる炭素工具鋼は１４×１０-6〔１／
Ｋ〕であり、シャンクの熱膨張量はＰＣＤの３倍にも達
する。
【０００６】このため、ロウ付け作業を行う際、ロウの
熱により膨張した状態で固定されたＰＣＤとシャンクと
が、冷却されることによって収縮差による歪みを生じ、
これがＰＣＤの剥離やＰＣＤ割れの大きな原因となって
いる。
熱により膨張した状態で固定されたＰＣＤとシャンクと
が、冷却されることによって収縮差による歪みを生じ、
これがＰＣＤの剥離やＰＣＤ割れの大きな原因となって
いる。
【０００７】さらに、加工時の熱による膨張においても
同様なことが言える。すなわち、通常の加工では特に問
題がないものの、加工異常が発生した場合、ＰＣＤは４
００〜６００℃の高温に達し、この熱によってＰＣＤが
膨張すると共に、またシャンクにもこの熱が伝わりシャ
ンク自体も膨張する。この際、ＰＣＤとシャンクとの熱
膨張率の違いによって、上記したと同様の歪みが生じ、
これがＰＣＤの剥離やまた割れを誘発することとなる。
同様なことが言える。すなわち、通常の加工では特に問
題がないものの、加工異常が発生した場合、ＰＣＤは４
００〜６００℃の高温に達し、この熱によってＰＣＤが
膨張すると共に、またシャンクにもこの熱が伝わりシャ
ンク自体も膨張する。この際、ＰＣＤとシャンクとの熱
膨張率の違いによって、上記したと同様の歪みが生じ、
これがＰＣＤの剥離やまた割れを誘発することとなる。
【０００８】本発明において解決すべき課題は、シャン
ク先端部にＰＣＤを取り付けたセンタにおいて、熱膨張
率の差異に起因するＰＣＤ割れなどの問題点を解消し、
信頼性の高いセンタを提供することにある。
ク先端部にＰＣＤを取り付けたセンタにおいて、熱膨張
率の差異に起因するＰＣＤ割れなどの問題点を解消し、
信頼性の高いセンタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、シャンクの先端部にＰＣＤを取り付けたセ
ンタにおいて、前記シャンクとＰＣＤとの間に熱膨張応
力緩和用の金属部材を介在させ、前記ＰＣＤと金属部材
とを活性金属ロウ付け法によって固定し、さらに前記金
属部材を前記シャンクにロウ付け法によって固定したこ
とを特徴とする。
するために、シャンクの先端部にＰＣＤを取り付けたセ
ンタにおいて、前記シャンクとＰＣＤとの間に熱膨張応
力緩和用の金属部材を介在させ、前記ＰＣＤと金属部材
とを活性金属ロウ付け法によって固定し、さらに前記金
属部材を前記シャンクにロウ付け法によって固定したこ
とを特徴とする。
【００１０】ここで、熱膨張応力緩和用の金属部材と
は、従来技術で述べた、ロウ付け時や加工時における、
ＰＣＤとシャンクとの熱膨張率の差異からくる熱歪みの
発生を、両材料の熱膨張を実質上等しくすることによっ
て緩和するものであり、このような金属部材を介在させ
ることによって、ＰＣＤとシャンクとの間におけるよう
な大幅な熱歪みの発生が抑制され、これに伴う、ＰＣＤ
の剥離や割れを解消することができる。また、金属部材
とシャンクとの接合部は、共に金属部材であるため、従
来公知の銀ロウ付けが可能となり、この部位における剥
離などの問題は殆ど生じない。
は、従来技術で述べた、ロウ付け時や加工時における、
ＰＣＤとシャンクとの熱膨張率の差異からくる熱歪みの
発生を、両材料の熱膨張を実質上等しくすることによっ
て緩和するものであり、このような金属部材を介在させ
ることによって、ＰＣＤとシャンクとの間におけるよう
な大幅な熱歪みの発生が抑制され、これに伴う、ＰＣＤ
の剥離や割れを解消することができる。また、金属部材
とシャンクとの接合部は、共に金属部材であるため、従
来公知の銀ロウ付けが可能となり、この部位における剥
離などの問題は殆ど生じない。
【００１１】ＰＣＤの熱膨張率は温度によって左右され
るが、一般には４．６×１０-6〔１／Ｋ〕の範囲であ
り、熱膨張応力緩和用金属部材の条件としては、ＰＣＤ
の熱膨張率の１００〜２００％、好ましくは１００〜１
５０％の範囲であることが望ましい。金属部材の熱膨張
率が上記範囲を越えると、熱歪みによる応力がＰＣＤの
破壊強度やロウ付けの接着強度に近くなり、充分な熱膨
張応力緩和の効果を発揮することができない。
るが、一般には４．６×１０-6〔１／Ｋ〕の範囲であ
り、熱膨張応力緩和用金属部材の条件としては、ＰＣＤ
の熱膨張率の１００〜２００％、好ましくは１００〜１
５０％の範囲であることが望ましい。金属部材の熱膨張
率が上記範囲を越えると、熱歪みによる応力がＰＣＤの
破壊強度やロウ付けの接着強度に近くなり、充分な熱膨
張応力緩和の効果を発揮することができない。
【００１２】また金属部材の素材としては、コバール、
モリブデン、超硬合金などを使用することができるが、
特に熱歪みの緩和効果の点からは、鉄５３％，ニッケル
２８％，コバルト１８％の合金であるコバール（ｋｏｖ
ｏｒ）が好適に使用可能である。
モリブデン、超硬合金などを使用することができるが、
特に熱歪みの緩和効果の点からは、鉄５３％，ニッケル
２８％，コバルト１８％の合金であるコバール（ｋｏｖ
ｏｒ）が好適に使用可能である。
【００１３】ＰＣＤは、公知の手段によって製造するこ
とができ、例えば、直径２５〜５０μｍのダイヤモンド
パウダを金属触媒と共にカプセルに充填し、ダイヤモン
ドの生成条件である１５００℃、５万気圧の条件下で焼
結することによって得ることができる。その際、センタ
用として焼結するには、円筒状カプセルにダイヤモンド
粉末を充填することによって所定の円筒状に成形する。
とができ、例えば、直径２５〜５０μｍのダイヤモンド
パウダを金属触媒と共にカプセルに充填し、ダイヤモン
ドの生成条件である１５００℃、５万気圧の条件下で焼
結することによって得ることができる。その際、センタ
用として焼結するには、円筒状カプセルにダイヤモンド
粉末を充填することによって所定の円筒状に成形する。
【００１４】また、ＰＣＤと金属部材とは、ＰＣＤとロ
ウ材との間に合金を形成させて、ＰＣＤと金属部材とを
化学的に接合させるために、ロウ材の中に活性金属を含
有させることが必要である。この活性金属（ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ ｍｅｔａｌ）としては、チタン又はタンタルを
好適に使用することができる。
ウ材との間に合金を形成させて、ＰＣＤと金属部材とを
化学的に接合させるために、ロウ材の中に活性金属を含
有させることが必要である。この活性金属（ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ ｍｅｔａｌ）としては、チタン又はタンタルを
好適に使用することができる。
【００１５】ＰＣＤと金属部材をロウ付けするときに使
用する活性金属ロウとして、活性金属の含有量は、被ロ
ウ付け材の種類や、ロウ付け条件によっても異なるが、
銀ロウを主材とし活性金属としてチタンを用いた場合、
銀ロウの２〜５重量％が望ましい。２重量％未満である
と接触面積が過少となり、また５重量％を越えると銀ロ
ウ強度が低下する。
用する活性金属ロウとして、活性金属の含有量は、被ロ
ウ付け材の種類や、ロウ付け条件によっても異なるが、
銀ロウを主材とし活性金属としてチタンを用いた場合、
銀ロウの２〜５重量％が望ましい。２重量％未満である
と接触面積が過少となり、また５重量％を越えると銀ロ
ウ強度が低下する。
【００１６】また、このＰＣＤと金属部材、および金属
部材とシャンクとのロウ付けの条件としては、銀ロウの
溶融温度になるまでに活性金属が合金化しないように、
雰囲気をアルゴン不活性ガス、又は５×１０-5Ｔｏｒｒ
以上の真空状態とするのが望ましい。
部材とシャンクとのロウ付けの条件としては、銀ロウの
溶融温度になるまでに活性金属が合金化しないように、
雰囲気をアルゴン不活性ガス、又は５×１０-5Ｔｏｒｒ
以上の真空状態とするのが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態を示
すセンタの正面図、図２は図１のＡ部分の拡大断面図、
図３は同じく要部の分解斜視図である。
すセンタの正面図、図２は図１のＡ部分の拡大断面図、
図３は同じく要部の分解斜視図である。
【００１８】１は炭素工具鋼からなるテーパ付きシャン
ク、２はシャンク１の先端に設けられたダイヤモンド粒
径２５μｍのＰＣＤで、φ１０×１５L の円筒状で先端
角度θは６０〜９０°に形成されている。図２及び図３
に明瞭に示すように、シャンク１先端部には円筒状の凹
部１ａが切欠形成され、この凹部１ａ内に、熱膨張応力
緩和用の金属部材３が設けられている。
ク、２はシャンク１の先端に設けられたダイヤモンド粒
径２５μｍのＰＣＤで、φ１０×１５L の円筒状で先端
角度θは６０〜９０°に形成されている。図２及び図３
に明瞭に示すように、シャンク１先端部には円筒状の凹
部１ａが切欠形成され、この凹部１ａ内に、熱膨張応力
緩和用の金属部材３が設けられている。
【００１９】金属部材３はコバールを素材とし、その外
径はシャンク１の凹部１ａの内径よりも０．２ｍｍ小さ
く、また上部にはＰＣＤ２を収納するための凹部３ａが
形成されている。
径はシャンク１の凹部１ａの内径よりも０．２ｍｍ小さ
く、また上部にはＰＣＤ２を収納するための凹部３ａが
形成されている。
【００２０】本例においては、ＰＣＤとしてダイヤモン
ド粒径２５μｍのダイヤモンド粉末によって形成され
た、熱膨張率が４．６×１０-6〔１／Ｋ〕のものを、ま
た金属部材として熱膨張率が４．７×１０-6〔１／Ｋ〕
のコバールを、さらに、シャンクは熱膨張率が１４．０
×１０-6〔１／Ｋ〕の炭素工具鋼を使用した。
ド粒径２５μｍのダイヤモンド粉末によって形成され
た、熱膨張率が４．６×１０-6〔１／Ｋ〕のものを、ま
た金属部材として熱膨張率が４．７×１０-6〔１／Ｋ〕
のコバールを、さらに、シャンクは熱膨張率が１４．０
×１０-6〔１／Ｋ〕の炭素工具鋼を使用した。
【００２１】ＰＣＤ２と金属部材３の凹部３ａの間は銀
ロウに２重量％のチタンを含有した活性金属ロウ５によ
って接合され、また金属部材３とシャンク１の凹部１ａ
の間は従来公知の銀ロウ６によって接合されている。こ
こで、先に、ＰＣＤ２を金属部材３に接合した後、金属
部材３をシャンク１の凹部１ａに接合することによっ
て、ＰＣＤ２と金属部材３を狭い空間内で接合すること
ができ、小さな設備規模での作業が可能となる。
ロウに２重量％のチタンを含有した活性金属ロウ５によ
って接合され、また金属部材３とシャンク１の凹部１ａ
の間は従来公知の銀ロウ６によって接合されている。こ
こで、先に、ＰＣＤ２を金属部材３に接合した後、金属
部材３をシャンク１の凹部１ａに接合することによっ
て、ＰＣＤ２と金属部材３を狭い空間内で接合すること
ができ、小さな設備規模での作業が可能となる。
【００２２】ロウ付け温度としては、ＰＣＤ２と金属部
材３間のロウ付けが７００〜８００℃、金属部材３間と
シャンク１については６００〜７００℃とし、活性金属
ロウ付けは、５×１０-5Ｔｏｒｒ以上の真空状態又はア
ルゴン不活性ガス雰囲気中で行う。
材３間のロウ付けが７００〜８００℃、金属部材３間と
シャンク１については６００〜７００℃とし、活性金属
ロウ付けは、５×１０-5Ｔｏｒｒ以上の真空状態又はア
ルゴン不活性ガス雰囲気中で行う。
【００２３】このようにして得られたセンタは、ロウ付
けによるＰＣＤ２の剥離やまた割れは全くみられなかっ
た。特に、金属部材３の熱膨張率がＰＣＤ２の熱膨張率
の１００〜２００％の範囲で良好な結果が得られ、なか
でも１００〜１５０％の範囲において、特に良好な結果
が得られた。
けによるＰＣＤ２の剥離やまた割れは全くみられなかっ
た。特に、金属部材３の熱膨張率がＰＣＤ２の熱膨張率
の１００〜２００％の範囲で良好な結果が得られ、なか
でも１００〜１５０％の範囲において、特に良好な結果
が得られた。
【００２４】なお上記においては、いわゆる凸型センタ
について述べたが、凹型センタにも無論適用可能であ
る。
について述べたが、凹型センタにも無論適用可能であ
る。
【００２５】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
ができる。
【００２６】（１）ロウ付け時および加工時における熱
歪みの発生が抑制され、これによってＰＣＤの剥離やま
た割れを大幅に少なくすることができ、信頼性の高いセ
ンタとなる。特に、金属部材の熱膨張率をＰＣＤの熱膨
張率の１００〜２００％、好ましくは１００〜１５０％
とすることによって、熱歪みによるＰＣＤの剥離や割れ
をなくすことができる。
歪みの発生が抑制され、これによってＰＣＤの剥離やま
た割れを大幅に少なくすることができ、信頼性の高いセ
ンタとなる。特に、金属部材の熱膨張率をＰＣＤの熱膨
張率の１００〜２００％、好ましくは１００〜１５０％
とすることによって、熱歪みによるＰＣＤの剥離や割れ
をなくすことができる。
【００２７】（２）熱膨張緩和用の金属部材としてコバ
ールを用いることによって、ロウ付け時の熱歪みが非常
に少ないロウ付け状態となる。
ールを用いることによって、ロウ付け時の熱歪みが非常
に少ないロウ付け状態となる。
【００２８】（３）活性金属としてチタンを２〜５重量
％含有させた活性金属ロウを用いることによって、ＰＣ
Ｄと金属母材とを強固に接合することができる。
％含有させた活性金属ロウを用いることによって、ＰＣ
Ｄと金属母材とを強固に接合することができる。
【図１】 本発明の実施の形態を示すセンタの正面図で
ある。
ある。
【図２】 図１のＡ部分の拡大断面図である。
【図３】 センタの分解斜視図である。
１ シャンク １ａ 凹部 ２ ＰＣＤ（ダイヤモンド焼結体） ３ 金属部材 ３ａ 凹部 ５ 活性金属ロウ ６ 金属ロウ
Claims (4)
- 【請求項１】 シャンクの先端部にダイヤモンド焼結体
を取り付けたセンタにおいて、前記シャンクとダイヤモ
ンド焼結体との間に熱膨張応力緩和用の金属部材を介在
させ、前記ダイヤモンド焼結体と金属部材とを活性金属
ロウ付け法によって固定し、さらに前記金属部材を前記
シャンクにロウ付け法によって固定したことを特徴とす
るセンタ。 - 【請求項２】 前記金属部材の熱膨張率が、前記ダイヤ
モンド焼結体の熱膨張率の１００〜２００％の範囲であ
ることを特徴とする請求項１記載のセンタ。 - 【請求項３】 前記金属部材が、コバール，モリブデ
ン，超硬合金の何れかであることを特徴とする請求項
１，２記載のセンタ。 - 【請求項４】 前記活性金属がチタン又はタンタルであ
ることを特徴とする請求項１，２，３記載のセンタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141996A JPH09201704A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | センタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141996A JPH09201704A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | センタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201704A true JPH09201704A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=12330749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3141996A Pending JPH09201704A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | センタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09201704A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103624276A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-12 | 宁波瑞亚紧固件制造有限公司 | 用于加工船用柴油机汽缸内运动螺栓的车床顶针 |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP3141996A patent/JPH09201704A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103624276A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-12 | 宁波瑞亚紧固件制造有限公司 | 用于加工船用柴油机汽缸内运动螺栓的车床顶针 |
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