JPH10180508A

JPH10180508A - スローアウェイチップ

Info

Publication number: JPH10180508A
Application number: JP35511996A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Kinukawa; 達治絹川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-07-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＢＮなど超高圧焼結体の少量化を図りかつ
それがなす切刃の面取加工を容易として、低コスト化を
図る。【解決手段】切刃７の面取部８のうち、切刃先端７ａ
を含む所定厚さをＣＢＮとし、切刃先端７ａを含まない
すくい面９側の所定厚さを超硬合金４として構成する。
すくい面９側が超硬合金４からなるため、その分ＣＢＮ
が減り、また、面取部８の形成時のＣＢＮ５の研削代が
少なくてすむから、ＣＢＮのコストと面取部形成のコス
トが減る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高硬度の金属部材
などの切削に使用されるスローアウェイチップに関し、
詳しくはチップ本体（母材）に、切刃をなす超高圧焼結
体が一体化（固着）され、その切刃に面取が施されてな
る超高圧焼結体付きのスローアウェイチップ（以下、単
にチップともいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】超高圧焼結体は従来のチップ材料に比べ
て格段と優れた耐摩耗性を有し、従来難削材とされてい
た被削材も高効率、高能率に切削できるが、それ自体が
極めて高価なため、図９に示したように超硬合金等から
なるチップ本体（母材）２に対し、切刃７を構成する超
高圧焼結体５が一体化されたものとしてスローアウェイ
チップ１とされる。ただし、一般にはこの超高圧焼結体
５は台座をなす超硬合金１４と一体で焼結されて複合体
１５とされ、この複合体１５がその超硬合金１４を介し
てチップ本体２にロー付けされる。このような従来のチ
ップのうち、超高圧焼結体が立方晶系窒化ほう素焼結体
（以下、ＣＢＮ焼結体、若しくは単にＣＢＮともいう）
を刃先部に有するものは、焼入れ鋼やチルド鋳鉄などＨ
ＲＣ５０〜６５程度の高硬度の金属材料の切削に好適と
されている。また、ダイヤモンド焼結体を刃先部に有す
るものは、アルミニュームなどの非鉄金属や石材の切削
などに好適とされる。

【０００３】しかし、ＣＢＮ焼結体等の超高圧焼結体
は、超高硬度であり靭性が低く欠損しやすい。したがっ
て、このような超高圧焼結体を切刃に有するスローアウ
ェイチップは、通常、図１０に示したようにその切刃７
を研削ないし研磨（以下、研磨ともいう）することによ
って所定の幅Ｗ、角度θで面取（ネガランド）８を形成
し、これによって耐欠損性ないし切刃強度を高め、その
長寿命化を図っている。因みに、このような面取部（単
に面取ともいう）８は、一般には幅Ｗが０．０５〜０．
５ｍｍ程度であるが、重切削の要求がある場合にはこれ
では十分な強度が保てないため、０．５〜３．０ｍｍ程
度とることがある。また、すくい面９とのなす角度θ
は、通常１０〜３５度程度である。そしてこのような面
取は、その幅（すくい面側の幅）Ｗ及び面取角度θが大
きいほど切刃強度が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、超高圧焼
結体５を切刃に有するスローアウェイチップ１は、切刃
の面取８の幅Ｗや面取角度θを大きくとるほど切刃強度
が向上するが、その一方で、切刃先端（面取部位８と逃
げ面１０との交差稜）７ａがすくい面９から大きく下が
り、したがってその様な場合には切刃７をなす超高圧焼
結体５を厚いものとする必要がある。しかし、ＣＢＮ焼
結体やダイヤモンド焼結体等の超高圧焼結体は、上記し
たようにそれ自体が著しく高価なために厚くすればその
材料コストの著しい上昇を招いてしまう。

【０００５】また、このような面取８はチップ１の製造
工程の最終段階で研削によって形成されるが、超高圧焼
結体は超難削材のため研削は極めて困難であ。したがっ
て、面取８を大きくするほど、或いは面取部８の切刃先
端７ａ側にさらに面取を付ける２段面取としたり小アー
ルを付したりする場合には面取代が増大し、したがって
多大な研削工程を要し、その加工コストが著しく上昇す
る結果、チップ自体の高コスト化を招いてしまう。な
お、図１０中面取部８と２点鎖線で囲まれる部位が面取
時の研削代である。

【０００６】本発明は、超高圧焼結体付きのスローアウ
ェイチップのもつ上記の問題点を解消すべく案出したも
のであって、その目的とするところは、ＣＢＮなどの超
高圧焼結体の使用量の少量化を実現してその材料コスト
の低減を図るとともに、切刃の面取加工（研磨）を容易
とし、もって所望とする面取が低コストで形成できる超
高圧焼結体付きのスローアウェイチップを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、スローアウェイチップ本体に切刃をな
す超高圧焼結体が一体化され、その切刃に面取が施され
てなるスローアウェイチップにおいて、その切刃の面取
部のうち、切刃先端を含む所定厚さが超高圧焼結体から
なるとともに、切刃先端を含まないすくい面側の所定厚
さが超硬合金からなることを特徴とする。

【０００８】従来の超高圧焼結体付きのスローアウェイ
チップ（図９及び図１０参照）においては、超高圧焼結
体は切刃先端を含めすくい面まで存在していたが、上記
手段によれば、切刃の面取部のうち、切刃先端を含まな
いすくい面側の所定厚さが超高圧焼結体ではなく超硬合
金から形成されている。したがって、その分、超高圧焼
結体の使用量を節減できる。

【０００９】また、従来の超高圧焼結体付きのスローア
ウェイチップにおいて面取を形成するには、すべて超高
圧焼結体を研削する必要があったが、上記手段によれ
ば、切刃先端を含まないすくい面側の所定厚さが超高圧
焼結体ではなく超硬合金からなるため、面取形成時にお
ける超高圧焼結体の研削代（研削量）が少なくてすむ。
すなわち、面取加工における研削において、超高圧焼結
体より研削が格段と容易な超硬合金をも研削することに
なるから、その分、研削が格段と容易となり研削コスト
を著しく低減できる。かくして、本発明によれば所定の
大きさの面取を形成するに際しても、比較的容易かつ低
コストで実現できる。

【００１０】なお、本発明では上記の構成のために、面
取部のうち、すくい面寄り部位が超高圧焼結体では構成
されずに超硬合金で構成されるが、面取部のすくい面寄
り部位は主として強度アップの役割を果たすところであ
り、切刃先端寄り部位ほど耐摩耗性は要求されない。す
なわち、この種のチップにおいて耐摩耗性が要求される
のは、面取部のうち切り屑の衝突を受け持つ比較的切刃
先端寄り部位であるからすくい面寄り部位に超硬合金が
配置されていても切削に支障はない。

【００１１】なお、切刃の耐摩耗性の確保及び超高圧焼
結体の使用量の低減のためには、前記切刃の面取部のう
ち、すくい面側から見た超高圧焼結体の幅が、すくい面
側から見た面取部全体の幅に対し、１０〜５０％あると
よい。すなわち、１０％未満では切り屑が超硬合金部分
に当たりやすくなるため切刃の耐摩耗性が不十分である
し、５０％をこえるようだと超高圧焼結体の使用量の低
減が少なくなり経済的メリットが小さいためである。な
お、本発明における超高圧焼結体は、立方晶窒化ほう素
を主成分とするもの又はダイヤモンドを主成分とするも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係るスローアウェイチッ
プを具体化した実施形態例について、図１ないし図３を
参照して詳細に説明する。図中１は、略正方形で平板状
をなすネガタイプのチップ（四角チップ）であって、本
例では超硬合金製のチップ本体２の一コーナーＣの後述
する凹部３に、平面視（すくい面からみて）略正方形を
なすとともに、超硬合金層４とＣＢＮ焼結体層５との上
下二層に一体焼結されてなる所定厚さの複合体６がＴｉ
系の活性ローによってロー付け（固着）されて構成され
ており、この複合体６のなす切刃７に対し、次記するよ
うに面取部８が形成されている。なお、切刃７を含むチ
ップ１のコーナーＣには、平面視、０．４ｍｍ〜３．２
ｍｍ程度の小アールが付されている。

【００１３】面取部８は、すくい面９側からみて切刃先
端７ａ側にＣＢＮ層５が所定の幅Ｗ１露出し、全体が幅
Ｗとなるようにすくい面９と所定角度θ（本例では２０
度）で形成され、ＣＢＮ層５が若干逃げ面１０を構成す
るように形成されている。なお、面取部８は、その加工
上から切刃７に続いて本体２の切刃部位（すくい面９と
逃げ面との稜線）に沿っても形成される。しかして、本
例のチップ１の面取部８は、幅Ｗ、深さＤで、コーナー
Ｃを挟む切刃７の部位に沿って形成されているが、すく
い面９側には超硬合金層４が配設されているために、面
取部８のうちＣＢＮ層５の部位は、幅Ｗ１、深さＤ１と
されている。

【００１４】このように本例のチップ１は、切刃７のす
くい面９側に超硬合金層４が配設されているため、すく
い面までＣＢＮ層が存在する従来のチップに比べ、配設
した超硬合金層４の厚さ分、ＣＢＮ層５の使用量が少く
てすむ。したがって、まずその分の材料コストの低減が
図られる。そして、面取のための研削時においては図３
中に示したように、ＣＢＮ層５の研削代（研削量）は右
下がりハッチング５ｋで示したように僅かであり、多く
は左下がりハッチング４ｋで示した超硬合金層４が削ら
れることになる。したがって、その面取の加工が容易と
なるので、さらにその分、チップ１の製造コストの低減
が図られる。

【００１５】前記の形態例では、面取部８の全体の幅Ｗ
および角度θは従来と同様に設定されており、したがっ
て、切刃７の強度は従来同様に確保されている。なお、
切刃７の面取部８のうち、ＣＢＮ焼結体層４のなす部位
のすくい面９側から見た幅Ｗ１が、面取部８のすくい面
９側から見た幅全体Ｗに対して、狭いほどＣＢＮの使用
量の削減が図られることは明らかである。このＣＢＮ層
５及び超硬合金層４の厚さは、形成する面取部８の大き
さ（幅Ｗ、深さＤ）及び、面取部８のうちＣＢＮ層５の
幅Ｗ１、ＣＢＮ層５のなす逃げ面１０の厚さに応じて適
宜に設定すればよい。ただし、ＣＢＮ層５のなす逃げ面
１０の厚さは、ＣＢＮ層５の強度上及びコスト上から
０．３〜１．０ｍｍの範囲にするのが好ましい。

【００１６】なお、このようなチップ１で焼入れ鋼など
ＨＲＣ５０〜６５程度の高硬度材料を切削する場合に
は、その際の切屑が面取部８のうちＣＢＮ層５の幅Ｗ１
内に衝突するような範囲で切削送り量を設定するのが好
ましい。面取部８のうちＣＢＮ層５の部位を切り屑衝突
面とし、超硬合金層４の部位に切り屑が衝突しないよう
にすれば、面取部位８における超硬合金層４の摩耗も少
なくなり、切り屑処理性に悪影響がでないからである。

【００１７】因みに、送り量はＣＢＮ層５の幅Ｗ１の半
分以下に設定するのが好ましい。というのは、理論上、
切屑厚さは送り量と等しいが、切削時において切屑はそ
の２倍以上に広がって流出するため、このように送り量
を設定すれば切り屑を面取部８のうちＣＢＮ層５の部位
で受けることができ、超硬合金層４の摩耗防止に効果的
だからである。もっとも、送り量は被削材に応じた切削
条件によって設定することになるから、Ｗ１はこうした
条件に応じて設定すればよいが、送り量の２〜５倍程度
となるように設定するのが好ましい。

【００１８】なお、このようなチップは次のようにして
製造される。すなわち、図４に示したようにコーナーＣ
に凹部３を備えた超硬合金製のチップ本体２を用意す
る。ただし、凹部３は、すくい面９とほぼ平行で平面
視、略正方形の底面１１と、この底面１１とほぼ直角に
交差しかつ次記する複合体６（図５参照）の厚さと略同
じ高さを持つ二つの壁面１２，１３からなっている。

【００１９】一方、図５に示したように、平面視、本体
２の凹部３の底面１１と略同一形状をなし、一定厚さの
超硬合金層４とＣＢＮ層５とを一体で焼結してなる複合
体６を形成する。そして、このものを、すくい面９側に
超硬合金層４が位置するようにしてチップ本体２の凹部
３の底面１１に載置し、かつ壁面１２，１３に側面を拘
束した下で、Ｔｉ系活性ローなどによりＡｒなどの不活
性雰囲気下、凹部３の底面１１および凹部３の壁面１
２，１３にロー付けする。しかして、その後、切刃７の
部位を研磨して面取部８を形成すればよい。

【００２０】上記においては超硬合金層４とＣＢＮ層５
とを２層構造とした複合体６をチップ本体２にロー付け
し、その後研磨することで面取部８を形成した場合を説
明したが、ロー付け前に面取部８を形成することもでき
る。また、図６に示したように複合体１６を、上下に超
硬合金層４，４を配置し中間にＣＢＮ層５を有する３層
構造としたものとし、これをチップ本体２にロー付け
後、又は前に面取部を形成することでも製造できる。な
お、このようにすれば、活性ローを用いることなく通常
の銀ローを用いることでロー付けできる。

【００２１】さて次に本発明に係るチップの別の実施形
態例について図７を参照して説明する。ただし、本例の
チップ１は、過酷な切削条件（超重切削）に適するよう
に、前例における面取幅Ｗ１における切刃先端７ａ寄り
部位の幅Ｗ１ａについて角度θより大きい角度（本例で
はすくい面と４５度）でさらに面取１８を付与した２段
で面取とした点が相違するだけで、前例と本質的相違が
ないので同一の部位には同一の符号を付すに止め、詳細
な説明は省略する。なお、この切刃先端７ａの面取１８
に代えてアールを付与しても重切削に好適となる。

【００２２】また、図８に示した実施形態例のように、
面取部８のうちＣＢＮ層５の切刃先端７ａ寄り部位の所
定の幅Ｗ１ａ，Ｗ１ｂに２段の面取１８，２８を施し、
面取部８全体を３段の面取としてもよい。そして、この
場合にも、切刃先端７ａ寄り部位の面取１８に代えてア
ールを付与しても重切削に好適となる。なお、図８中、
図７と同一の部位には同一の符号を付し、その説明を省
略する。

【００２３】上記においては、超硬合金製のチップ本体
２のすくい面９側の１コーナー（切刃の一部）にＣＢＮ
を設けたもので説明したが、三角、四角等のチップの平
面形状にかかわらず複数のコーナー（切刃の大部分）又
は全てのコーナーにＣＢＮを固着しても本発明を具体化
できるし、全周が切刃をなす円形チップのようなものの
ように全周にＣＢＮが配置されるものでもまったく同様
に具体化できる。しかも、本発明は、周囲全体にＣＢＮ
を配置する場合のように、すなわち切刃を全周に有する
チップのようにすくい面の全体にＣＢＮが使用されるよ
うなものほど、ＣＢＮの節減効果とともに面取加工も容
易となり、したがって、大幅なコストの低減が図られ
る。

【００２４】上記実施形態では超高圧焼結体をＣＢＮ焼
結体で説明したが、本発明における超高圧焼結体はこれ
に限定されるものではなく、例えば非鉄金属や石などの
非金属などの切削に好適なダイヤモンド焼結体などのよ
うに、その材料が極めて高価でありかつ難削材であるた
めに、切刃の面取加工のための研削が困難な材質のもの
において適用でき同様の効果がある。また、上記におい
てチップ本体は超硬合金のもので説明したが、本発明に
おいてはこの他、超高圧焼結体の一体化上の問題がなけ
ば高速度鋼、サーメット等であってもよい。さらに、上
記においてはネガチップで具体化したが、ポジチップで
も具体化できるし、ねじ止めクランプのための貫通孔が
すくい面から底面にかけて設けられるねじ止めタイプの
ものにおいても適用できる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る超高圧焼結体付きのスローアウェイチップによれ
ば、切刃の面取部のうち、切刃先端を含まないすくい面
側の所定厚さが超高圧焼結体ではなく超硬合金からなる
ため、その分、超高圧焼結体の使用量及びその材料コス
トを低減できる。また、面取部における超高圧焼結体が
薄い分、面取形成時における超高圧焼結体の研削代（研
削量）が少なくてすみ、これによって面取加工における
研削が、従来の超高圧焼結体のみを研削する場合に比べ
て格段と容易となり、したがって研削コストを著しく低
減できる。この結果、本発明によれば超高圧焼結体付き
のスローアウェイチップにおいて所定の大きさの面取を
形成したものでありながら、その製品コストの大幅な低
減が期待される。そして、こうした効果は、面取幅及び
面取角度が大きく、面取が大きいほどすなわち切刃強度
が高いものほど顕著となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスローアウェイチップを四角チッ
プに具体化した実施形態の斜視図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図。

【図３】面取における研削代を説明する図。

【図４】凹部を説明するチップ本体の斜視図。

【図５】ＣＢＮと超硬合金からなる複合体を説明する斜
視図。

【図６】別の複合体を説明する斜視図。

【図７】別の実施形態を説明する拡大断面図。

【図８】別の実施形態を説明する拡大断面図。

【図９】従来のチップを説明する斜視図。

【図１０】図９におけるＢ−Ｂ線拡大断面図。

【符号の説明】

１スローアウェイチップ２チップ本体３凹部４超硬合金（層）５ＣＢＮ焼結体（層）６，１６複合体７切刃７ａ切刃先端８面取部９すくい面１１凹部の底面Ｗ面取部の幅全体Ｗ１ＣＢＮの幅Ｃコーナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スローアウェイチップ本体に、切刃をな
す超高圧焼結体が一体化され、その切刃に面取が施され
てなるスローアウェイチップにおいて、その切刃の面取
部のうち、切刃先端を含む所定厚さが超高圧焼結体から
なるとともに切刃先端を含まないすくい面側の所定厚さ
が超硬合金からなることを特徴とするスローアウェイチ
ップ。
【請求項２】前記切刃の面取部のうち、すくい面側か
ら見た超高圧焼結体の幅が、すくい面側から見た面取部
全体の幅に対し、１０〜５０％であることを特徴とする
請求項１記載のスローアウェイチップ。
【請求項３】超高圧焼結体が、立方晶窒化ほう素を主
成分とするものである請求項１又は２記載のスローアウ
ェイチップ。
【請求項４】超高圧焼結体が、ダイヤモンドを主成分
とするものである請求項１又は２記載のスローアウェイ
チップ。