JP2007190642A - 軟質被削材料の乾式切削用サーキュラーソーおよび加工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工具本体外周に高硬度焼結体チップから成る切れ刃が複数設けられたサーキュラーソーで、その切れ刃のラジアル方向すくい角を0.5〜20度、外周第一逃げ角を10〜25度、刃物角が60度以上になるように設定する。工具本体には、切削点近傍に冷却エアーまたは、圧搾エアーを供給するためのエアー供給孔を設けたり、DLCまたはフッ素樹脂によるコーティングを施すことがより好ましい。
【選択図】図1
Description
半焼成セラミックス、グリーンセラミックスの切断用工具で、外周縁に切断刃を有する円盤状の形状をを有し、かつ中心側から外周縁に向かって切削水を供給するための溝が形成されたダイシングブレードが知られている。ダイシングブレードの内部から切削水が供給される構造を有するため、ダイシングブレードの切断刃が確実に切削水により冷却される。厚みの厚いワークを切断する場合であっても、切断刃及び切断部分に確実に切削水が供給され、切削水により切削屑も円滑に切断部分から排出されるというものである。
(例えば、特許文献1参照)
グリーンセラミックスの積層体に溝を形成するのに回転するスライサーにより機械加工することが知られている。
(例えば、特許文献2参照)
合成樹脂、高分子材料、グリーンセラミックスなどの軟質被削材料を高精度に切削加工するために工作物表面に冷媒を供給して工作物表面を脆化させるとともに、超音波振動を付与した工具によって材料表面を切削加工することが知られている。
(例えば、特許文献3参照)
超砥粒をメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド、ニッケルメッキで結合した超砥粒ホイールの外周部を鋸刃状に形成したものを用いてグリーンセラミックスを切削加工することが知られている。
(例えば、特許文献4参照)
そして、軟質被削材料の切削加工では刃先、特に外周逃げ面へ被削材料の付着、溶着、堆積が著しい。この度合いは、外周第一逃げ角の大きさとの相関が大きく、外周第一逃げ角が10〜25度において、その度合いは大きく低減できるのでこのように数値限定した。外周第一逃げ角は10〜23度であることがより好ましく、10〜20度であることが最も好ましい。
さらに、刃物角を60度以上とした理由は、刃先の欠損、欠けを誘発しない変位点が60度であり、60度未満では切削加工において刃先損傷を引き起こし満足のいく加工面品位(面粗さ、うねり)を得ることができないからである。刃物角は65度以上であることがより好ましく、70度以上であることが最も好ましい。
しかしながら、切りくずに高速度で接触するため、高い耐熱性と摺動性が要求される。これらの物性については、上記の3種類のフッ素樹脂の中でポリテトラフルオロエチレン樹脂が特に優れているので、本発明に最適である。ポリテトラフルオロエチレン樹脂は、耐熱性に関しては有機材料の中で最高の部類に属し、連続使用温度は約260℃と極めて高い。また、ポリテトラフルオロエチレン樹脂の表面の性質は非常に特異で、卓越したはっ水性、非粘着性を示すので、その摩擦係数は小さく、優れた摺動性を示すものである。以上の理由により、フッ素樹脂をサーキュラーソーの切れ刃の近傍にコーティングすると、切りくずの付着や溶着を防止するのに極めて有効である。
図1は本発明のサーキュラーソーの平面図を示す。高硬度焼結体チップ2にはダイヤモンド焼結体を用い、鋼製の台金3にロウ付けしたものである。
図2は、図1の刃先部分の拡大図を示す。ラジアル方向すくい角αが0.5〜20度、かつ、外周第一逃げ角βが10〜25度であるように設定する。さらに、両者の角度関係は刃物角によって制約を受け、刃物角γを60度以上に設定することが必要条件で有る。なお、チップポケット4は、切りくずの排出をスムーズに行うため、可能な限り大容量に設計することが好ましい。
図3は、切削点近傍に冷却エアーまたは、圧搾エアーを供給するためのエアー供給孔5を設けた一例を示す。ここでは、最も切りくずが付着したり、堆積し易い、すくい面にエアーが供給されるように設定されたものである。エアー供給孔は、切りくずによって塞がれることがないように、切りくずが擦過しない部位を選択して、複数箇所に設けることが好ましい。
図4は、切れ刃の近傍に、切りくずの付着、溶着および堆積を防止するための、DLCまたはフッ素樹脂によるコーティングを施す一例を示す。コーティングは、基板全体に施すことが好ましい。
ダイヤモンド焼結体チップを16チップ取り付けた直径60mm、切断幅3mm、ラジアル方向すくい角αを1度、外周第一逃げ角βを10度、刃物角γを79度にしたサーキュラーソーを製作して、アルミナ系のグリーンセラミックスを乾式切削加工を行った。使用した加工機はマシニングセンタ、回転数は1000/min、送り速度は100mm/min、切り込み深さは0.5mm、圧搾エアーを供給しながら乾式切削加工を行った。
その実験結果は、すくい面と逃げ面には切りくずの付着は無く、刃先損傷も無く、被削材料の表面性状も良好であり、満足できる結果が得られた。
さらに、ラジアル方向すくい角α、外周第一逃げ角β、刃物角γをそれぞれ変更した、本発明の実施例2と3、および比較例1と2のサーキュラーソーを製作し、実施例1と同じ切削条件でそれぞれ実験を行った結果を表1に示す。
2:高硬度焼結体チップ
3:基板
4:チップポケット
5:エアー供給孔
6:コーティング部位
α:ラジアル方向すくい角
β:外周第一逃げ角
γ:刃物角
Claims (7)
- 円盤状の工具本体の外周に、高硬度焼結体チップから成る切れ刃が複数設けられた、軟質被削材料の乾式切削加工に用いるサーキュラーソーであって、
前記切れ刃のラジアル方向すくい角が0.5〜20度、かつ、外周第一逃げ角が10〜25度、かつ、刃物角が60度以上であることを特徴とする、サーキュラーソー。 - 前記工具本体には、切削点近傍に冷却エアーまたは、圧搾エアーを供給するためのエアー供給孔が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のサーキュラーソー。
- 前記切れ刃の近傍には、切りくずの付着や溶着を防止するための、DLCまたはフッ素樹脂によるコーティングが施されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のサーキュラーソー。
- 前記切れ刃は、4箇所以上に設けられ、かつ、2箇所以上の切れ刃が切削することにより、所望する最終形状が得られるように、2つ以上の異なった刃型形状からなることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のサーキュラーソー。
- 前記高硬度焼結体チップは、ダイヤモンド焼結体またはCBN焼結体であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のサーキュラーソー。
- 前記軟質被削材料は、樹脂、ゴム、半焼成セラミックス、グリーンセラミックス、のいずれかひとつであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のサーキュラーソー。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載のサーキュラーソーを用いて、軟質被削材料を乾式切削加工する、軟質被削材料の乾式切削加工法。
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