JPH11333604A - 高硬度切削用チップ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高硬度焼結体と硬質基体の接合界面の耐剥離
性がある切削用チップと、切断ロスの少ない安価なブラ
ンクの製法の提供。 【解決手段】 高硬度焼結体１と硬質基体２の接合界面
を曲面又は屈曲面で構成し剥離させる切削抵抗に十分耐
えうる接合強さをもつ切削チップ形状とし、硬質基体上
における高硬度焼結体の配列を最終の切削用チップを切
り出す時の切り出しロスを低く抑えた切削用チップの量
産可能な製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木質系材料，窯業系
材料，金属系等の種々の材料の切削加工に用いられるＰ
ＣＤ切削工具、ＣＢＮ切削工具等の切削用チップに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）や
立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）等の高硬度焼結体を刃先材料
とする切削工具は、図１９に示すように、高硬度焼結体
１０１（以下刃先体という）が超硬合金などの硬質基体
１０２の片面全面に一体焼結され、平板状の焼結チップ
素材（以下ブランクと称する）から必要な寸法形状のチ
ップに、図２０，図２１の工程を経て切り出し、高硬度
焼結体側がすくい面又は逃げ面となるようにして図２２
（ａ）に示す工具の刃体１０３のチップ座に接合して
後、仕上げ研摩により刃先を鋭利にするのが一般的であ
る。

【０００３】硬質基体１０２に比して刃先体１０１は非
常に高価であるため、刃先体１０１の焼結体層部分を無
駄に削除することなく刃先付近にのみ存在するような状
態にブランクから直方体を切り出し（図２０）、次に切
刃面を形成するため該直方体を斜めの切断線１０１ｂで
分割する（図２０）。続いて該分割体の刃先体１０１の
焼結されていない硬質基体１０２の他端の突起部分１０
２ｉを必要により削除して図２１（ａ）に示す形状の切
削用チップを製作している。

【０００４】この切削用チップは、例えば図２２（ａ）
に示すように丸鋸の本体外周部の刃体１０３に接合して
使用される。この従来技術では刃先体１０１が逃げ面に
位置し、刃先体１０１と硬質基体１０２との接合界面１
０１ａが逃げ面１０１ｃと平行であるため切削抵抗に抗
しきれずに剥離し易い。他の従来技術として、前記ブラ
ンクから切り出した前記直方体を垂直の切断線１０１ｄ
で分割して図２１（ｂ）に示す形状の切削用チップを切
り出すこともある。この切削用チップは、例えば図２２
（ｂ）に示すように丸鋸の本体外周部の刃体１０３に接
合した後に刃先体１０１を斜めに削除することで逃げ面
を形成して使用される。この例でも、先の従来技術例と
同様に、刃先体１０１と硬質基体１０２との接合界面１
０１ａが切削抵抗に抗しきれずに剥離しやすい。

【０００５】この欠陥を補う形のチップ形状として特開
平９−３１４４０６号が公知である。当該技術は刃先体
と硬質基体との接合界面がチップのすくい面と逃げ面と
を結ぶ傾斜面であるため、すくい面に向けて傾斜したこ
とにより接合界面からの剥離に対して有利となるが接合
面積が小さくなる分不利となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたよ
うに、逃げ面と接合界面が平行あるいは平行に近い場合
は工具使用中での高硬度焼結体の剥離性が高く、作業上
問題となることが多い。又特開平９−３１４４０６号の
発明の様に接合界面が切削用チップのすくい面と逃げ面
とを結ぶ傾斜面である場合は接合面積が小さく重切削に
対して十分な接合強度が期待しがたい場合がある。しか
も、ブランクから斜めに切り出した後に刃先材の高硬度
焼結体の鋭利な角部を少なからず除去して同高硬度焼結
体中の個所に鋭利な切刃を形成させるための作業が不可
欠であり、更に高価な刃先体の一部を削除するためコス
ト高となる。

【０００７】本発明は従来の技術の有するこのような問
題に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、高硬度焼結体と硬質基体の接合界面に曲面による接
合界面を取り入れ剥離しがたい接合状態でチップ素材を
一体焼結し用途に応じたチップ形状を切り出してチップ
の必要な部分に高硬度焼結体を配した廉価な高硬度切削
用チップを提供すると共に該切削用チップを製造する方
法を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために請求項１記載の発明は、超硬合金、サーメット等
よりなる硬質基体に、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）及
び／又は立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）を主材としてなる高
硬度焼結体を一体的に焼結してなる切削用チップにおい
て、該高硬度焼結体と硬質基体との接合界面が曲面又は
屈曲面で形成され、少なくとも切刃線の一部が高硬度焼
結体で形成してなり、該硬質基体部分を工具の刃体に接
合又は機械的手段で固着させ加工時に硬質基体から高硬
度焼結体部分の剥離のないようにしたものである。

【０００９】本発明は刃先体と硬質基体との接合面が曲
面又は屈曲面で構成されているので接合面積を広くし切
削抵抗に有効に抗することが可能で刃先体が硬質基材か
ら剥離するのを防ぐことができる。

【００１０】また、切削用チップのすくい面の刃厚中央
を半径方向に延びる中央線にほぼ沿った部分を凹形形状
に形成するようしたものである。

【００１１】また、切削用チップのすくい面の刃厚中央
を半径方向に延びる中央線にほぼ沿った部分を凸形形状
に形成するようにしたものである。

【００１２】また切削用チップであって切刃稜の近傍に
チップブレーカを形成するようにしたものである。

【００１３】また、超硬合金，サーメット等よりなる硬
質基体の表面に当該硬質基体の幅方向全域又は幅を限定
して設けた少なくとも１条の細溝に、該細溝をダイヤモ
ンド及び／又は立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）を主材として
なる高硬度焼結体で埋めるように焼結させて焼結チップ
素材を一体焼結し、当該焼結チップ素材から切り出しに
より高硬度切削用チップを製造するようにしたものであ
る。硬質基体の表面に曲線又は屈曲面で形成される溝を
作り、この溝を埋めるように刃先体を充当し一体焼結し
てブランクを製造する。当該ブランクから使用目的に合
致したチップを刃先体部分の削除ロスを最少にするよう
にして切削用チップを製造するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
り図面に従い次に説明する。

【００１５】切削用チップの切り出しの実施例 〔実施例１〕図１（ａ）において、硬質基体２上に平行
に複数の溝３が形成されており、当該溝の断面形状は、
一つは円弧面２ａであり、他はほぼ平面状の曲面２ｂの
二つの曲面の組み合わせで形成されている。円弧面２ａ
の一端が硬質基体２の上面を始点として凡そ１／４円弧
面２ａの下端が溝３の最深部であり曲面２ｂの一端が前
記硬質基体２上面からほぼ垂下して前記１／４円弧面２
ａの下端と結ばれ一つの溝３を形成している。高硬度焼
結体からなる刃先体１の設計寸法に従い前記円弧面２ａ
の半径寸法や溝の形状および溝間距離は設計自在であ
る。

【００１６】硬質基体２に溝３を形成して後、図１
（ｂ）に示すように当該溝３に刃先体である高硬度焼結
体原料を埋め込むようにして一体焼結してブランクを製
作する。本発明の切削用チップはこのブランクから切り
出される。切り出しはワイヤカット装置が主として使用
される。切出した直後は硬質基体の端部に突起があり必
要により削除して丸鋸の刃体に接合し易い形状に加工し
切削用チップを得る。

【００１７】図１（ａ）に示す溝３は硬質基体上面を研
削等の機械加工により形成するが、硬質基体原料を型に
埋め込んで予め図１（ａ）の溝付の板材に焼結して得る
こともできる。続いて溝に高硬度焼結体原料を埋め込む
ようにして焼結して高硬度焼結体が硬質基体上の溝に一
体焼結されたチップ切り出し用ブランクを得ることがで
き、このブランクから切削用チップを効率的かつ経済的
に切り出すことができる。

【００１８】図２は（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の四種の
切削用チップの切り出しを同一ブランク上に切断線を入
れて示したものである。例えば（Ａ）は切断線２ｃ，２
ｄで切断する。図中の一点鎖線は切断線でありワイヤカ
ットで加工可能である。ワイヤカットによる切り出し
後、図３（ａ）において、（Ｂ）はチップブレーカの機
能を有する段差面２ｅの追加加工を要し、（Ｃ）はすく
い面の切粉の流出方向に沿った中央部分を谷線とする凹
状面１ｄを形成するため切断面２ｒで分割し、（Ｄ）は
前記（Ｃ）とは逆に切粉の流出方向に沿った中央部分を
稜線とする凸状面１ｅを形成するための切断面２ｓで分
割して、切削用チップを削り出すものである。

【００１９】図３（ａ）で図示した（Ｃ）（Ｄ）のチッ
プの切り出し方法として別の方法を図３（ｂ）（ｃ）に
示している。図３（ｂ）において、高硬度焼結体の刃先
体の形状を変更して大きくし切断面２ｔ，２ｃで（Ｅ）
（Ｆ）を同時に分割し、その後で逃げ面を面２ｆで追加
加工して切削用チップが形成される。（Ｅ）（Ｆ）を組
で使用できるので加工上のロスが少ない切削用チップの
切り出し法である。尚、切削用チップを刃体にろう付け
等で接合する場合は、接合後に逃げ面を形成してもよ
く、必要に応じて各面は仕上げ研摩される。

【００２０】図４は、図３（ａ）において（Ａ）の切削
用チップを丸鋸刃体４の溝４ａに半埋め状態にろう付け
することで強固に固定できる。特に台金厚みの薄い丸鋸
などに利用できる切削用チップの取り付け例を示したも
ので、図３（ａ）の（Ａ）に替え（Ｂ）の切削用チップ
をろう付けすることも可能である。

【００２１】図３（ａ）の（Ｃ）（Ｄ）の凹面１ｄ及び
凸面１ｅは、曲面又は多角平面で形成することが可能で
ある。

【００２２】図５は、図３（ａ）の（Ｃ）の凹形刃先の
チップを丸鋸刃体４にろう付けした図であり、図５
（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図を示
している。図５，図６の切削用チップのろう付けは同種
の切削用チップで又は交互に配列して丸鋸として使用さ
れる。

【００２３】図７は、切削用チップの量産用の切断法で
ある。実施例１に説明したブランクにおいて、高硬度焼
結体１と硬質基体２との隣接ピッチを等しいピッチとし
て傾斜した切断面２ｄのみで連続的に切断することによ
り切削用チップの刃先に逃げ面を形成できるようにして
効率的に切削用チップを切り出すことができる。

【００２４】実施例１に説明した中で図２の（Ａ）で示
した切削用チップの切り出しに対し図８に示すように切
断線２ｃの切断開位置を高硬度焼結体１を埋めた大き目
の溝の内側から刃先体を切り出すようにして切削用チッ
プを切り出すことも可能である。図８（ａ）は切断線２
ｃ，２ｄの位置を示し、（ｂ）は切り出し後に硬質基体
の端部の突起を削除したチップの形状である。この形状
にチップを切り出すと刃先体が大き目なので再研摩回数
を多く出来る切削用チップが製造できる。

【００２５】〔実施例２〕高硬度焼結体１と硬質基体２
との接合界面１ａを屈曲面で構成した場合の切削用チッ
プの切り出しの実施例を図９に示す。図９（ａ）におい
て、硬質基体上に溝３を複数個平行に設け、当該溝に高
硬度焼結体原料を埋め込むように焼結しブランクを作り
切削用チップを切り出す手法は実施例１と共通するので
説明を省略する。

【００２６】図９（ｂ）は、ブランクを切断する切断線
２ｃ，２ｄを示しており、実施例１と同様図３に示す
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の形状に切り出すこともでき
る。図９（ｂ）において、接合界面１ａを屈曲面で形成
しているので焼結接合面の結合がより強固であり、切削
抵抗の激変にも耐え得る接合界面を得ることが可能とな
った。図９（ｃ）に、削り出した本実施例による切削用
チップの外観図を示す。

【００２７】〔実施例３〕図１０は硬質基体２上に断面
が半円形状の高硬度焼結体１を一体焼結してブランクを
作り当該高硬度焼結体の半円柱の中心線近傍で切断面２
ｄに沿って切断し、続いて平行に埋め込むように焼結さ
れている隣接する高硬度焼結体との中間部分で硬質基体
２を切断面２ｃで切断する。前述の切断作業を繰り返し
ブランクに加えることにより１／４円弧面２ａを対称に
有する切削用チップの直方体状基体が効率的に切り出し
可能である。この場合切断面が実施例１のように傾斜し
ていないので逃げ面１ｃが形成されない。

【００２８】図１１（ａ）に示すように切断線２ｆの加
工を付加することにより図１１（ｂ）に示す逃げ面１ｃ
を形成する。更に図１１（ａ）で切断面２ｇにより切削
用チップが完成する〔図１１（ｂ）〕。

【００２９】本実施例によれば硬質基体上に形成する溝
３の形状が半円形であり切断面２ｄに対し対称であるの
で溝の形成が容易である。更に溝壁面すなわち接合界面
を切断面２ｄに対称的な屈曲した曲面で形成することも
可能で、この場合一層の耐剥離性が得られる。本実施例
の場合逃げ面１ｃの形成が必要であるが加工代は少な
く、特殊な段取りを使用しないで量産可能な形状であ
る。高硬度焼結体の接合していない硬質基体の他端の加
工は不要である。この製造方法によれば高価格材のロス
が僅少で量産に適した切削用チップを削り出すことがで
きる。

【００３０】〔実施例４〕図１２において、高硬度焼結
体１と硬質基体２との接合界面２ａを半円形とし半円形
の複数の溝３に高硬度焼結体の原料を等間隔に埋め込む
ようにして一体焼結している。この場合、高硬度焼結体
１と硬質基体が等しい間隔でブランク表面を覆ってお
り、接合界面の半円形の最深部に対応して高硬度焼結体
１の稜線があり、これを刃先として、逃げ角に相当する
傾斜角をもち稜線から硬質基体上の谷線に至る対称的な
平面で形成されている。

【００３１】ブランクの形状を一体焼結するときに刃先
の逃げ面を形成させたので本実施例は実施例３に比べ刃
先の仕上げ代が極めて少ないので加工コストを低く抑え
て切削用チップを切り出すことができる。本実施例では
切断面２ｃ，２ｄを傾斜させる必要がなく、又山線１
ｄ，谷線２ｈに沿って切断した後は切断面２ｇを付加す
るのみで切削用チップが得られる〔図１３〕。

【００３２】〔実施例５〕高硬度焼結体１と硬質基体２
とを焼結させて形成した厚みの薄いブランクから切削用
チップを削り出す実施例を図１４乃至図１６に示す。図
１４に示すように薄い硬質基体２上に平行に一つ以上の
溝３が形成されており、当該溝の断面形状が矩形で硬質
基体２の平板上に、該平板の端部に至る溝３の全域に高
硬度焼結体原料を埋め込むように焼結してブランクを形
成する。

【００３３】図１５に示す例は、ブランクを平板状に切
断し、続いて（Ａ）（Ｃ）の切断の場合は切断線１ｄ，
２ｈ，２ｊに従って分割する。（Ｂ）の切断の場合は切
断線２ｋ，２ｌに従って分割し、切刃線の一部が高硬度
焼結体で形成される中心刃用のチップを分割する。最終
的に分割して得られる形状は図１６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
の三種のチップである。前記三種のチップの左刃用・中
心刃用・右刃用を組み合わせて、例えばＪＩＳＢ−４８
０５の超硬丸のこの組刃・平刃・交互刃等の超硬丸鋸と
同様な刃型にすることができる。

【００３４】〔実施例６〕実施例５において高硬度焼結
体１の原料を断面が矩形で長手方向寸法一定の溝であっ
て、最終的に分割したときにチップの形成上要求される
高硬度焼結体の設計形状に対応した寸法で所定のピッチ
で硬質基体の平板上に配設した溝に、高硬度焼結体１の
原料を埋め込んで一体焼結しブランクを製作する。

【００３５】図１７に示すようにブランクを平板状に切
断する。（Ａ）（Ｃ）の切断の場合は、切断線１ｄ，２
ｈ，２ｍに従って分割し、（Ｂ）の場合は切断線２ｎ，
２ｐ，２ｑで切断することができる。最終的に分割して
得る形状は図１８の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の三種のチップ
であり、実施例５と同様の刃型のチップとすることがで
きる。尚、各実施例において、切断線を示し切り出す順
序をも記述したが、この順序は変更でき得るものであ
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明の高硬度切削用チップ及びその製
造方法は、上述のように構成されているので次に記載す
る効果を奏する。各実施例において記述したように必要
な部分のみ高硬度焼結体を配した安価なブランクを予め
一体焼結し、高価な刃先体の削除ロスを少なく切断して
切削用チップを製作する方法であり、高硬度焼結体と硬
質基体との接合界面が曲面又は屈曲面であるため耐剥離
性が高く、何回かの再研摩も可能で安価な切削用チップ
を切り出すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高硬度焼結体と硬質基体を一体焼結し
たブランクで、（ａ）は硬質基体上に設けられた溝、
（ｂ）は焼結後のブランクの分割の位置を示す図であ
る。

【図２】ブランクを直方体に切り出した後の分割の態様
図である。

【図３】分割態様を変更した切削用チップの外観図であ
る。

【図４】切削用チップを刃体に固着した状態図である。

【図５】切削用チップ（Ｃ）を刃体に固着した状態図で
ある。

【図６】切削用チップ（Ｄ）を刃体に固着した状態図で
ある。

【図７】図３の（Ａ）に示す切削用チップを量産する場
合の分割の態様図である。

【図８】再研摩代を付した切削用チップの切断線を示し
た図である。

【図９】接合界面が屈曲面からなる切削用チップの図で
ある。

【図１０】接合界面が円弧面の量産用ブランクを示す図
である。

【図１１】量産用ブランクからの切断及び加工面指示図
である。

【図１２】逃げ面の取り代の少ない量産用ブランクの図
である。

【図１３】量産ブランクからの切断指示図である。

【図１４】薄肉硬質基体上に高硬度焼結体を一体焼結し
たブランクの図である。

【図１５】直方体薄肉ブランクから切削用チップを分割
する説明図である。

【図１６】薄肉ブランクから分離した左刃用・中心刃用
・右刃用の切削用チップを示す図である。

【図１７】直方体薄肉ブランクから切削用チップを分割
する説明図である。

【図１８】薄肉ブランクから分離した左刃用・中心刃用
・右刃用の切削用チップを示す図である。

【図１９】従来の技術による切削用チップ切り出し用の
ブランクの図である。

【図２０】従来の技術によるブランク切断の途中形状を
示す図である。

【図２１】従来の技術による切削用チップ分割後の付加
加工図である。

【図２２】従来の技術による丸鋸刃体に切削用チップを
ろう付けした図で、（ａ）は切り出したチップの焼結体
側が逃げ面又はすくい面となるように接合したもの、
（ｂ）はチップを刃体に接合後、斜めに削除したもので
ある。

【符号の説明】

１ 高硬度焼結体 ２ 硬質基体 ３ 溝 ４ 刃体 １ａ 接合界面 １ｂ すくい面 １ｃ 逃げ面 ２ｃ，２ｄ，２ｇ，２ｈ，２ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２
ｎ，２ｐ，２ｑ，２ｒ，２ｓ，２ｔ 切断面（切断線） ２ｆ 加工面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超硬合金、サーメット等よりなる硬質基
   体に、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）及び／又は立方晶
   窒化硼素（ＣＢＮ）を主材としてなる高硬度焼結体を一
   体的に焼結してなる切削用チップにおいて、該高硬度焼
   結体と硬質基体との接合界面が曲面又は屈曲面で形成さ
   れ、少なくとも切刃線の一部が高硬度焼結体で形成して
   なり、該硬質基体の部分を工具の刃体に接合又は機械的
   手段で固着させ加工時に硬質基体から高硬度焼結体部分
   の剥離のない高硬度切削用チップ。
2. 【請求項２】 切削用チップのすくい面の刃厚中央を半
   径方向に延びる中央線にほぼ沿った部分を凹形形状に形
   成してなる請求項１記載の高硬度切削用チップ。
3. 【請求項３】 切削用チップのすくい面の刃厚中央を半
   径方向に延びる中央線にほぼ沿った部分を凸形形状に形
   成してなる請求項１記載の高硬度切削用チップ。
4. 【請求項４】 切削用チップであって切刃稜の近傍にチ
   ップブレーカを形成してなる請求項１乃至３記載の高硬
   度切削用チップ。
5. 【請求項５】 超硬合金，サーメット等よりなる硬質基
   体の表面に当該硬質基体の幅方向全域又は幅を限定して
   設けた少なくとも１条の細溝に、該細溝をダイヤモンド
   及び／又は立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）を主材としてなる
   高硬度焼結体で埋めるように焼結させて焼結チップ素材
   を一体焼結し、当該チップ素材から切り出しにより請求
   項１乃至４記載の高硬度切削用チップを製造する方法。