JPH10166206A - スローアウェイチップおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切刃１９形成の際の砥石の目詰まりや研削ク
ラックを防止できるのは勿論のこと、切刃部材１４の成
形が容易であるとともに切刃１９の欠損を防止でき、さ
らには一般的なチップの金型を流用することが可能なチ
ップおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 台金１１のコーナ部１２の少なくとも一
つに、超硬合金等の硬質焼結体１６とダイヤモンドやＣ
ＢＮ等の超高硬度焼結体１７とを層状に成形して成る切
刃部材１４を、この切刃部材１４の逃げ面部分１８が台
金１１の逃げ面部分２０よりも外側に突出するようにし
て固着し、この切刃部材１４の逃げ面部分１８を、台金
１１の逃げ面部分２０に対する突出量εが０．０５mm未
満で外側に突出するように、超高硬度焼結体１７部分か
ら硬質焼結体１６の部分にかけて面一に研削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、台金のコーナ部
に、超硬合金等の硬質焼結体とダイヤモンドやＣＢＮ等
の超高硬度焼結体とから成る層状の切刃部材を固着した
スローアウェイチップ（以下、チップと略称する。）お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のチップにおいては、一般的に図
１０および図１１に示すようなものが用いられている。
これらの図に示すチップは、超硬合金よりなる四角形平
板状の台金１のコーナ部２に凹部３が形成され、この凹
部３に、超硬合金等の硬質焼結体４とダイヤモンドやＣ
ＢＮ等の超高硬度焼結体５とを層状に一体焼結した層状
焼結体より成る切刃部材６が、その超高硬度焼結体５の
部分をチップ上面側に向けてろう付け等により固着され
て成るもので、こうして切刃部材６を固着した上で、切
刃部材６の逃げ面部分７と台金１の逃げ面部分８とを面
一になるように研削することにより、上記超高硬度焼結
体５の稜線部に切刃９が形成されるようになされてい
る。

【０００３】ところが、このようなチップでは、上記切
刃９を形成する際に台金１の逃げ面部分８をも一緒に研
削することになるため、研削に用いる砥石に目詰まりが
生じ易く、またチップにも研削クラックが発生し易いと
いった問題がある。そこで、このような問題を解消する
ため、例えば特開昭６２−２４９０２号公報や特開平８
−１９２３０５号公報などに、上記切刃９が台金１の逃
げ面部分８よりも外側に突出した位置に形成されたチッ
プが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１２および図１３に
示すチップは、上記特開昭６２−２４９０２号公報に基
づくものであって、台金１のコーナ部２に固着される切
刃部材６の逃げ面部分７は、切刃９が形成される超高硬
度焼結体５の部分が超硬合金より成る硬質焼結体４の部
分よりも外側に突出するように段差をもって形成されて
おり、台金１の逃げ面部分８はこの硬質焼結体４におけ
る逃げ面部分７に面一となるように形成されている。と
ころが、このような構成のチップでは、切刃９の直下に
は超高硬度焼結体５が配されるだけであって硬質焼結体
４や台金１による支持がなく、このため切削時に過大な
負荷や衝撃的負荷が切刃９に作用した場合には、高度が
高いが故に脆性傾向も強い超高硬度焼結体５に形成され
た切刃９が欠損したりするおそれがある。

【０００５】また、このチップでは、切刃部材６の逃げ
面部分７に上述のような段差を付けなければならない
が、例えばこの公報に記載されているように、別々に焼
結成形された硬質焼結体４と超高硬度焼結体５とをホッ
トプレスして一体結合することにより、このような段差
の付いた切刃部材を形成した場合では、層状焼結体とし
て一体焼結された切刃部材に比べて結合強度が弱く、超
高硬度焼結体５が剥離するおそれがある。また、大径円
板状に一体焼結成形された層状焼結体（いわゆる丸ブラ
ンク）から必要な大きさに切断された切刃部材に上述の
ような段差を形成するには、多大な労力と時間とを要す
る結果となる。

【０００６】一方、図１４および図１５に示すチップ
は、特開平８−１９２３０５号公報に基づくものであ
り、台金１のコーナ部２に固着された切刃部材６は、そ
の逃げ面部分７が、超高硬度焼結体５から硬質焼結体４
の部分に亙って面一に形成されるとともに、台金１の逃
げ面部分８よりも外側に突出するようにされており、そ
の突出量δは０．０５mmから０．５mmとされている。し
かるに、このチップでは、上述したチップのような切刃
部材６に段差を付ける際の問題点は解消するが、チップ
製造上の経済性を追求するあまり上記突出量δが０．０
５mm以上と大きく、切刃９に作用する負荷を台金１が吸
収することが期待できないため、過大な負荷や衝撃的負
荷が作用した場合に切刃９に欠損が生じるおそれが拭え
ない。

【０００７】また、このようなチップを設計する際、切
刃９の寸法を基準として同じ大きさの切刃９を設けよう
とすると、上記図１４および図１５に示したように切刃
９が台金１の逃げ面部分８よりも外側に突出したチップ
では、図１０および図１１に示した一般的なチップに対
し、台金１の大きさを突出量δ分だけ一回り小さく形成
しなければならない。ここで、かかる超硬合金製の台金
１を製造する際には、周知の通り超硬合金素材となるＷ
Ｃ粉末やＣｏ粉末を金型に充填してプレスし、こうして
得られた圧粉体を炉内に装入して焼結させるのである
が、上記突出量δが小さい場合には、上記素材の組成や
配合を調整して圧粉体が焼結の際の収縮率を大きくする
ことにより、図１０および図１１に示した一般的なチッ
プの台金１用の金型を流用して一回り小さな台金１を焼
結成形することができる。しかし、突出量δが０．０５
mm以上と大きいと、最早このような超硬合金素材の組成
や配合を調整するだけでは所定の台金１を成形すること
はできず、たとえ成形できたとしても著しい品質の劣化
を招くことになる。このため、結果的に金型自体を一回
り小さなものに変える必要が生じ、甚だ不経済なことと
なる。

【０００８】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、上述のような層状焼結体の超高硬度焼結体部
分に切刃が形成されたチップにおいて、切刃形成の際の
砥石の目詰まりや研削クラックを防止できるのは勿論の
こと、切刃部材の成形が容易であるとともに切刃の欠損
を防止でき、さらには一般的なチップの金型を流用する
ことが可能なチップおよびその製造方法を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、か
かる目的を達成するために、本発明のチップは、台金の
コーナ部の少なくとも一つに、超硬合金等の硬質焼結体
とダイヤモンドやＣＢＮ等の超高硬度焼結体とを層状に
成形して成る切刃部材を固着したチップにおいて、上記
切刃部材の逃げ面部分を、上記超高硬度焼結体部分から
硬質焼結体の部分にかけて面一に形成するとともに、上
記台金の逃げ面部分よりも外側に突出させ、この台金の
逃げ面部分に対する上記切刃部材の逃げ面部分の突出量
を０．０５mm未満としたことを特徴とし、また本発明の
チップの製造方法は、台金のコーナ部の少なくとも一つ
に、超硬合金等の硬質焼結体とダイヤモンドやＣＢＮ等
の超高硬度焼結体とを層状に成形して成る切刃部材を、
この切刃部材の逃げ面部分が上記台金の逃げ面部分より
も外側に突出するようにして固着し、この切刃部材の逃
げ面部分を、上記台金の逃げ面部分に対する突出量が
０．０５mm未満でこの台金の逃げ面部分よりも外側に突
出するように、上記超高硬度焼結体部分から硬質焼結体
の部分にかけて面一に研削することを特徴とする。

【００１０】しかるに、上記構成のチップにおいては、
切刃部材の逃げ面部分が台金の逃げ面部分よりも外側に
突出しているので、切刃形成の際に研削砥石が台金を研
削することがなく、またこの切刃部材の逃げ面部分は超
高硬度焼結体部分から硬質焼結体部分にかけて面一とさ
れるので、切刃部材に段差を設ける必要もない。そし
て、この切刃部材の逃げ面部分の突出量は、０．０５mm
未満とされているので、切刃が形成される超高硬度焼結
体の部分を、この超高硬度焼結体部分よりは靱性に富む
切刃部材の硬質焼結体の部分や台金によって支持するこ
とができ、これにより切刃に過大な負荷や衝撃的な負荷
が作用した場合でも、これを上記硬質焼結体部分や台金
部分によって吸収して切刃の欠損を防ぐことができる。

【００１１】また、上記構成のチップでは、切刃を基準
としてチップを設計する際、切刃の寸法を同じとする
と、その台金は、切刃部材の逃げ面部分と台金の逃げ面
部分とが面一とされた一般的なチップの台金よりも一回
り小さなものとなるが、上記チップの製造方法では、こ
の切刃部材の逃げ面部分が台金の逃げ面部分に対して突
出する突出量を０．０５mm未満としているので、台金を
超硬合金等の焼結体により形成する場合には、この焼結
する圧粉体の素材の組成や配合を調整して焼結時の収縮
率を小さくすることで、品質を劣化させることなく、上
述のような一回り小さな台金を得ることができる。従っ
て、上記製造方法によれば、上記一般的なチップの台金
を形成するための金型を、そのまま流用することが可能
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明のチッ
プの一実施形態を示すものである。これらの図に示すよ
うに、本実施形態のチップは、菱形をなす上面がすくい
面とされるとともに、逃げ面とされる側面がこの上面に
直交するように形成された略菱形平板状のネガティブチ
ップであって、超硬合金よりなる台金１１の菱形をなす
上面の鋭角をなす１つのコーナ部１２に、この上面から
一段凹むように凹部１３が形成されており、この凹部１
３に略三角形平板状の切刃部材１４が接合されて固着さ
れた構成とされている。また、この台金１１には、当該
チップをバイト等の工具本体に取り付けるための取付穴
１５が菱形をなす上下面の中央部を貫くように形成され
ている。

【００１３】上記切刃部材１４は、超硬合金より成る硬
質焼結体１６とダイヤモンドやＣＢＮを主成分とする超
高硬度焼結体１７とを層状に一体焼結成形した層状焼結
体より成るものであって、この超高硬度焼結体１７の部
分を上向きにして上記凹部１３にろう付けされることに
より固着されている。ここで、この切刃部材１４の上面
は台金１１の上面に面一とされており、この切刃部材１
４のすくい面とされる上面と、これに直交する切刃部材
１４の側面、すなわち切刃部材１４における逃げ面部分
１８との交差稜線部には、切刃１９が形成されている。
そして、この切刃部材１４の逃げ面部分１８は、上記超
高硬度焼結体１７の部分から硬質焼結体１６の部分にか
けて面一に形成されるとともに、台金１１の上面に直交
する当該台金１１の逃げ面部分２０に対して平行かつ外
側に一段突出するようになされており、その突出量εは
０．０５mm未満とされている。

【００１４】次に、上記構成のチップを製造するための
本発明のチップの製造方法の一実施形態について説明す
る。本実施形態において、まず切刃部材１４を製造する
には、この種のチップに固着される一般的な層状焼結体
製の切刃部材と同様に、円筒型容器内に硬質焼結体１６
部分を構成する超硬合金の原料となるＷＣ粉末およびバ
インダーとしてのＣｏ粉末の均一混合粉末を充填して敷
き詰め、その上に超高硬度焼結体１７部分の原料となる
ダイヤモンドやＣＢＮの粉末およびＣｏ粉末の均一混合
粉末を充填し、次いでこの容器を超高圧高温発生装置に
装入して高温高圧下で上記原料を焼結させ、超硬合金よ
り成る硬質焼結体１６とダイヤモンドやＣＢＮを主成分
とする超高硬度焼結体１７とからなる大径円板状の層状
焼結体を形成する。そして、この層状焼結体を切断して
凹部１３の底面よりもやや大きめの略三角形状の切刃部
材１４を成形する。

【００１５】一方、台金１１は、ＷＣ粉末およびＣｏ粉
末の均一混合粉末を金型に充填プレスして台金１１の原
型となる圧粉体を成形し、これを炉内に装入して焼結せ
しめることにより成形される。そして、この台金１１の
上面コーナ部１２に形成された凹部１３に上記切刃部材
１４を銀ろう等によりろう付けして固着し、次いでこの
切刃部材１４の側面部分、すなわち逃げ面部分１８を、
超高硬度焼結体１７部分から硬質焼結体１６部分にかけ
て研削砥石によって面一に研削することにより、この逃
げ面部分１８が台金１１の逃げ面部分２０に対して突出
し、かつその突出量εが０．０５mm未満となるように成
形するとともに、この逃げ面部分１８と切刃部材１４の
上面との交差稜線部に切刃１９を形成する。

【００１６】しかるに、このようにして製造された本実
施形態のチップでは、切刃部材１４の逃げ面部分１８が
台金１１の逃げ面部分２０に対して外側に突出している
ので、この逃げ面部分１８を研削砥石によって研削して
形成する際や、あるいは切刃１９に摩耗が生じた場合に
この逃げ面部分１８を研削し直して切刃１９を再研磨す
る際などに、研削砥石が台金１１の逃げ面部分２０の接
触して目詰まりを起こしたり、チップに研削クラックが
発生したりするような事態を未然に防止することができ
る。また、この切刃部材１４は、大径円板状の上記層状
焼結体から所定の寸法の三角形平板状に切断したものを
台金１１の上記凹部１３に固着し、その逃げ面部分１８
を超高硬度焼結体１７の部分から硬質焼結体１６の部分
にかけて面一となるように研削すればよく、すなわち層
状焼結体から切り出した切刃部材１４の逃げ面部分１８
に段差を付けたりする必要がないので、その成形を容易
とすることができる。

【００１７】さらに、本実施形態のチップでは、このよ
うに切刃部材１４の逃げ面部分１８に段差が付くことが
なく、超高硬度焼結体１７部分の逃げ面に硬質焼結体１
６部分の逃げ面が面一に連なって上記逃げ面部分１８が
形成されており、しかも、台金１１の逃げ面部分２０か
ら突出するこの切刃部材１４の逃げ面部分１８の突出量
εが０．０５mm未満と小さく設定されていて、切刃１９
が形成される切刃部材１４の超高硬度焼結体１７の部分
が、これら硬質焼結体１６部分と台金１１とによって支
持された状態となっている。このため、切削時にこの切
刃１９に過大な負荷や衝撃的な負荷が作用しても、超高
硬度焼結体１７よりは靱性の高い上記硬質焼結体１６部
分や台金１１により、このような負荷をある程度分散さ
せて吸収し、かかる負荷が超高硬度焼結体１７部分に集
中するのを避けることができる。従って、本実施形態の
チップによれば、このような過大な負荷や衝撃的負荷に
よる切刃１９の欠損等を防止することが可能となり、こ
れによりチップ寿命の延長を図るとともに安定した切削
を促すことができる。

【００１８】一方、本発明のチップの製造方法において
は、上記台金１１のコーナ部１に形成された凹部１３
に、硬質焼結体１６と超高硬度焼結体１７とから成る層
状焼結体の切刃部材１４を、その逃げ面部分１８が台金
１１の逃げ面部分２０よりも外側に突出するように固着
した上で、この切刃部材１４の逃げ面部分１８を、台金
１１の逃げ面部分２０に対して突出量εが０．０５mm未
満で外側に突出するように、上記超高硬度焼結体１７部
分から硬質焼結体１６部分にかけて面一に研削している
ので、同じ寸法の切刃１９を備えたチップを製造する場
合には、図１０および図１１に示したような切刃部材６
の逃げ面部分７と台金１の逃げ面部分８とが面一となる
一般的なチップを製造する場合において、この台金１を
成形する際の圧粉体成型用の金型をそのまま流用するこ
とが可能となる。

【００１９】すなわち、上記突出量εが０．０５mmと小
さく抑えられているので、同寸法の切刃１９を設定した
場合、本実施形態によるチップの台金１１と上記一般的
なチップの台金１との寸法差も小さく抑えられる。この
ため、当該台金１１を成形する際の圧粉体の原料粉末の
組成や配合を適宜調整して、圧粉体の寸法は同じでも、
焼結の際の収縮率を、台金１１を構成する超硬合金の性
質に支障を来さない範囲で大きくすることにより、上記
一般的チップの場合と同じ圧粉体成型用金型で、本実施
形態のチップの台金１１用の圧粉体を成形することが可
能となるのである。従って、本実施形態の製造方法によ
れば、この台金１１用の圧粉体を成形するための金型を
別に準備したりする必要がなく、すなわち新たな設備投
資が不要であるので、きわめて経済的である。

【００２０】なお、本実施形態では、菱形平板状のチッ
プにおいて、その台金１１の上面の１のコーナ部１２に
のみ切刃部材１４を固着して切刃１９を形成した場合に
ついて説明したが、例えば図３および図４に示すよう
に、菱形平板状の台金１１の一対の鋭角をなすコーナ部
１２，１２のそれぞれに凹部１３を形成して切刃部材１
４を固着し、一つのチップに２つの切刃１９，１９を設
けるようにしてもよく、また図５および図６に示すよう
に台金１１の上下面の鋭角コーナ部１２，１２に切刃部
材１４，１４を固着して切刃１９，１９を形成するよう
にしてもよい。この場合には、図示のように台金１１の
上下面の相対するコーナ部１２，１２に切刃部材１４，
１４を固着してもよく、また上下面の互い違いのコーナ
部１２，１２に切刃部材１４，１４を固着するようにし
てもよい。さらには、図７および図８に示すように、台
金１１の上下面の全ての鋭角コーナ部１２…に切刃部材
１４…を固着するようにしてもよい。

【００２１】さらにまた、このような菱形平板状のチッ
プに限らずに、例えば正方形平板状や長方形平板状のチ
ップとして、かかるチップ形状に応じた台金の１ないし
複数のコーナ部に切刃部材を固着するようにしてもよ
い。また、四角形に限らず、例えば図９に示すように、
正三角形平板状の台金１１のコーナ部１２に凹部１３を
形成して切刃部材１４を固着し、切刃１９を形成するよ
うにしてもよく、さらにかかる三角形状のチップにおい
ても、複数のコーナ部に切刃部材を固着して切刃を設け
ることができる。なお、これら図３ないし図９に示した
変形例においては、図１および図２に示した実施形態の
チップと共通する構成要素に同一の符号を配してある。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のチップに
よれば、切刃部材の逃げ面部分の形成の際の研削砥石の
目詰まりや研削クラックを防ぐことができるのは勿論、
切刃部材の成形を容易にすることができるとともに、切
刃に過大な負荷や衝撃的な負荷が作用しても、これをあ
る程度は吸収して切刃の欠損を防ぎ、従ってチップ寿命
の延長を図って安定した切削を促すことができる。ま
た、本発明のチップの製造方法によれば、このような優
れた効果を有するチップを、従来の一般的なチップの台
金を成形する際の圧粉体成型用金型をそのまま流用する
ことにより、廉価に製造することができ、新たな金型を
準備する必要がなくて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のチップの一実施形態を示す平面図で
ある。

【図２】 図１に示すチップの側面図である。

【図３】 図１の実施形態のチップの変形例を示す平面
図である。

【図４】 図３に示すチップの側面図である。

【図５】 図１の実施形態のチップの変形例を示す平面
図である。

【図６】 図５に示すチップの側面図である。

【図７】 図１の実施形態のチップの変形例を示す平面
図である。

【図８】 図７に示すチップの側面図である。

【図９】 図１の実施形態のチップの変形例を示す平面
図である。

【図１０】 従来のチップの平面図である。

【図１１】 図１０に示すチップの側面図である。

【図１２】 従来のチップの平面図である。

【図１３】 図１２に示すチップの側面図である。

【図１４】 従来のチップの平面図である。

【図１５】 図１４に示すチップの側面図である。

【符号の説明】

１１ 台金 １２ コーナ部 １３ 凹部 １４ 切刃部材 １６ 硬質焼結体 １７ 超高硬度焼結体 １８ 切刃部材１４の逃げ面部分 １９ 切刃 ２０ 台金１１の逃げ面部分 ε 台金１１の逃げ面部分２０に対する切刃部材１４の
逃げ面部分１８の突出量

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台金のコーナ部の少なくとも一つに、超
   硬合金等の硬質焼結体とダイヤモンドやＣＢＮ等の超高
   硬度焼結体とを層状に成形して成る切刃部材を固着した
   スローアウェイチップにおいて、上記切刃部材の逃げ面
   部分は、上記超高硬度焼結体部分から硬質焼結体の部分
   にかけて面一に形成されるとともに、上記台金の逃げ面
   部分よりも外側に突出させられており、この台金の逃げ
   面部分に対する上記切刃部材の逃げ面部分の突出量が
   ０．０５mm未満とされていることを特徴とするスローア
   ウェイチップ。
2. 【請求項２】 台金のコーナ部の少なくとも一つに、超
   硬合金等の硬質焼結体とダイヤモンドやＣＢＮ等の超高
   硬度焼結体とを層状に成形して成る切刃部材を、この切
   刃部材の逃げ面部分が上記台金の逃げ面部分よりも外側
   に突出するようにして固着し、この切刃部材の逃げ面部
   分を、上記台金の逃げ面部分に対する突出量が０．０５
   mm未満でこの台金の逃げ面部分よりも外側に突出するよ
   うに、上記超高硬度焼結体部分から硬質焼結体の部分に
   かけて面一に研削することを特徴とするスローアウェイ
   チップの製造方法。