JP2010058179A - 切削工具及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切刃部のすくい面6に前記切刃部の母材(例えば、超硬合金)より耐摩耗性の高い材料の被覆12(例えば、ダイヤモンド被覆)が施され、切刃部の逃げ面10,13の全部又は切刃部の切刃先端15に連続する一部において母材が露出してなるドリルである。
【効果】当該被覆の切刃先端のエッジが摩耗により減ってもそれと同時に逃げ面が摩耗により減ることにより切刃先端が比較的鋭利に保持されるので、切刃先端の摩耗に伴う切削性能の低下が抑えられ、より多くの加工数に亘り切削性能が持続する。
【選択図】図7
Description
従来、このような問題が生じにくいドリルとして特許文献1,2にも記載されるダブルアングルドリルが用いられていた。
特許文献1に記載のダブルアングルドリルにあっては、耐摩耗性を向上させるために先端部にダイヤモンド被覆が施されている。
前記切刃部のすくい面にダイヤモンド被覆が施され、前記切刃部の逃げ面の全部又は前記切刃部の切刃先端に連続する一部において前記母材が露出してなる切削工具である。
図1に示すように、本実施形態のドリルは、先端部1とシャンク部2とを有する。先端部1とシャンク部2の間の部分に2条のストレート溝3が形成されている。
先端部1はクロスシンニングされており、シンニング11,11にストレート溝3,3が連続する。シンニング11,11及びストレート溝3,3により窪んだ部分にすくい面6が形成されている。
すくい面6にはダイヤモンド被覆12が施されている。切刃二番逃げ面10においては母材が露出している。母材は超硬合金である。切刃三番逃げ面13内の切削方向前縁側の領域は母材が露出し、切削方向後縁側の領域にはダイヤモンド被覆12が施されている。このように、切刃二番逃げ面10の全面と、切刃三番逃げ面13内の切削方向前縁側の領域については母材を露出させる。切削時の摩耗により被削材に逃げ面のダイヤモンド被覆12が接触しないようにするためである。したがって、本実施形態に拘わらず、切刃部の逃げ面の全部においてドリルの母材を露出させても良い。一次切刃7については、一つの逃げ面の全部において母材が露出している。
切削方向前縁のマージン5のうち、少なくとも切刃二番逃げ面10に連続する一部においては母材が露出している。
本法を適用するため、除去する必要性のない切削方向後縁側の領域にダイヤモンド被覆12が残っているが、これについても除去してよい。
逃げ面やマージン5をマスキングした上で、すくい面6にダイヤモンド被覆を施す方法も考えられるが、ダイヤモンド被覆の形成時に高温化し、この高温に耐えるマスキングが難しい。したがって、上記方法が有利である。
本実施形態のドリルと同一形状のドリルに対して切刃部のすくい面6及び逃げ面10,13の全体にダイヤモンド被覆が施されたドリルを比較例とする。比較例のドリル及び本実施形態のドリルをそれぞれ使用して炭素繊維強化樹脂複合材への穿孔加工を行う。
比較例のドリルによる切削状態断面図を図6に示す。本実施形態のドリルによる切削状態断面図を図7に示す。図中の被削材14は炭素繊維強化樹脂複合材である。
一方、本実施形態のドリルにあっては図7(b1)→(b2) →(b3)のように、炭素繊維強化樹脂複合材14への穿孔加工を行うとすくい面6に施されたダイヤモンド被覆12の切刃先端の縁部が摩耗により脱落すると同時に母材がむき出しの逃げ面10が摩耗して中心方向へ後退することにより切刃先端15が比較的鋭利に保持され切れ味の低下が抑えられる。
また、母材の摩耗は先端部1から軸方向後方へも進行しようとする。図8において5は初期のマージン形成範囲、Cは摩耗領域である。上述したように本実施形態のドリルは、切削方向前縁のマージン5のうち、少なくとも切刃二番逃げ面10に連続する一部においては母材が露出している。したがって、本ドリルによれば、マージン5上の母材の摩耗も逃げ面同様に進行させることができるので、三次切刃9の切刃最大外径部を矢印5aのように軸方向へ後退させることができ、最大外径部及びその付近に構成される切刃先端15が比較的鋭利に、かつ、ドリル先端側の切刃先端15から滑らかに連続するように保持され、切れ味の低下が抑えられる。したがって、本実施形態のドリルにあっては、切刃先端の摩耗に伴う切削性能の低下が抑えられ、より多くの加工数に亘り切削性能が持続する。
本発明の切削工具を有効に使用できる被削材としては、上掲の材料に限られない。図6に示した切刃の摩耗現象が生じる被削材に対しては、本発明の切削工具を有効に適用することができ、それにより図7に示したように本発明の効果が得られる。具体的には、繊維強化樹脂複合材、コンクリートなどに対しては本発明の切削工具を有効に適用することができる。切刃に焼きつきが生じる金属材料に対しては、切刃が使用不能になる過程が図6に示すような摩耗現象によるものではないので、そのような材料には上述の本発明による切刃維持原理が有効に働かない。金属でも鋳物など粘度の低い材料に対しては、本発明の切削工具を有効に適用することができる。
本発明の切刃維持原理は、逃げ面の母材を切削時の摩耗により減らすことにあるから、母材は低硬度であることが好ましい。したがって、ダイヤモンド被覆を適用する場合、超硬合金のコバルト含有率を従来の上限の6%いっぱいとすることが好ましい。
本発明の切刃維持原理を大いに活かすために、将来的には、「コバルト含有率が6%を超える超硬合金を母材として切刃部が形成され、前記切刃部のすくい面にダイヤモンド被覆が施され、前記切刃部の逃げ面の全部又は前記切刃部の切刃先端に連続する一部において前記母材が露出してなる切削工具」を構成することは有効である。
2 シャンク部
3 ストレート溝
4 平面カット逃がし面
5 マージン
6 すくい面
7 一次切刃
8 二次切刃
9 三次切刃
10 切刃二番逃げ面
11 シンニング
12 ダイヤモンド被覆
13 切刃三番逃げ面
14 炭素繊維強化樹脂複合材(被削材)
15 切刃先端
φd 一次切刃7の外径
φD 刃部最大外径
Claims (5)
- 切刃部のすくい面に前記切刃部の母材より耐摩耗性の高い材料の被覆が施され、前記切刃部の逃げ面の全部又は前記切刃部の切刃先端に連続する一部において前記母材が露出してなる切削工具。
- 超硬合金を母材として切刃部が形成され、
前記切刃部のすくい面にダイヤモンド被覆が施され、前記切刃部の逃げ面の全部又は前記切刃部の切刃先端に連続する一部において前記母材が露出してなる切削工具。 - 切刃先端から軸方向後方に連続する稜線に沿って逃げ面側に延在し前記逃げ面に連続するマージンのうち、少なくとも前記逃げ面に連続する一部においては母材が露出していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の切削工具。
- 前記すくい面を含めた前記切刃部の表面に前記被覆を施した後、前記逃げ面上の被覆を除去して前記母材を露出させる請求項1又は請求項2に記載の切削工具の製造方法。
- 前記すくい面を含めた前記切刃部及び前記一部の表面に前記被覆を施した後、前記逃げ面上及び前記一部上の被覆を除去して前記母材を露出させる請求項3に記載の切削工具の製造方法。
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