JP3215368B2 - スローアウェイチップの製造方法及びスローアウェイチップ - Google Patents
スローアウェイチップの製造方法及びスローアウェイチップInfo
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Description
切りなどに使用されるスローアウェイチップ及びその製
造方法に関するものである。
加工に使用するために、例えば図18(a)に示すよう
な、略三角形状のスローアウエイチップ(以下、単にチ
ップと記す)が知られている。
示すように、溝幅などに対応した刃先の厚みが(チップ
の基準厚み(チップ基準厚み:中央部の最も厚肉部分)
より、一方の主面側にて段差によって薄くなっているも
の、又は図18(c)に示すように、両方の主面側にて
段差によって薄くなっているものがある。
場合には、例えば下記、、に示す方法が知られて
いる。 例えばWC−Coの合金粉末を、図19(a)に示す
ように、略三角柱状に焼結し、その後、3箇所の頂部の
少なくとも一方の主面側を段差状に研削して除去し(破
線部分)、所望の寸法のチップを完成する方法。
うに、粉末を固めて形成した略三角形状の焼結前の成形
体に対して、3箇所の頂部の少なくとも一方の主面側を
研削して除去し、その後焼結し、最後に仕上げのための
研削加工を施して、所望の寸法のチップを完成する方
法。
プレス機を用いてプレスし、その後焼結してそのまま、
もしくは仕上げ研削して所望の寸法のチップを製造する
方法。
な技術でも、必ずしも十分ではなく、一層の改善が求め
られていた。つまり、前記の技術では、焼結後に研削
により除去する部分が多く、しかも焼結後には、略三角
形状の素材は非常に硬化するので、研削加工が容易では
ないという問題があった。
という問題があった。また、焼結後に研削により除去す
る部分は、前記よりは少ないが、それでも焼結後に
は、所定の寸法精度を確保するために、凸部の表面全体
(上面、側面、下面)を仕上げ研削するので、同様に研
削加工が容易ではないという問題があった。
肉部分との圧縮比が同じにならないので、焼結すると、
歪、反り、クラックなどが発生し易く、特に段差が大き
い場合には、製造が不可能であった。また、段差の大き
さが異なるチップの場合には、それぞれ別の金型を用い
なければならない。
れたものであり、段差が大きな場合でも、加工が容易で
あり、しかも精度のよいスローアウェイチップ及びその
製造方法を提供することを目的とする。
した発明は以下の通りである。 (請求項1)全体として略板状であり、その外周面に
は、周方向に隣接して形成されるすくい面と逃げ面との
対が1組又は周方向に沿って複数組形成され、対をなす
すくい面と逃げ面との交差位置にそれぞれ厚さ方向の切
刃が形成されたチップ本体を有し、その切刃部分の厚み
が、チップ中央部に形成される最も厚肉部分の厚さとし
て定義されるチップ基準厚みに対して小さく設定され、
さらに切刃部分を形成する薄肉部の先端側にて、一方又
は両方の主面側に***部が設けられるとともに、チップ
本体に対応する形状の粉末成形体を考えた場合に、該粉
末成形体が厚さ方向のダイプレス成形によって得られる
ものとなるように、チップ本体の外周面ひいては粉末成
形体の外周面が、プレスダイのダイ孔内面に対しプレス
方向に対応するいずれか一方の向きに相対的にスライド
させることにより、ダイ孔から離型できる形状を有する
スローアウェイチップの製造方法であって、 粉末成形体
を作るために、得るべき粉末成形体の厚さの異なる部分
に対応して、上プレスパンチ及び下プレスパンチの少な
くともいずれかが複数に分割されたプレス成形機が使用
され、それら分割されたパンチ(以下、分割パンチとい
う)により、プレスダイのキャビティ内に充填された材
料粉末を、得るべき粉末成形体の対応する各部の厚さに
応じて互いに異なるストロークで圧縮して粉末成形体と
なし、その粉末成形体を焼結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。 (請求項2) 上記プレス成形機は、前記各分割パンチ
を互いに独立に駆動するプレス制御機構を備えたものが
使用される請求項1記載のスローアウェイチップの製造
方法。 (請求項3) キャビティ内の粉末は、得るべき粉末成
形体の各部の厚さに関係なく、0.75〜4t/cm2
の範囲で設定されるほぼ一定の圧力で圧縮・成形される
請求項1又は2に記載のスローアウェイチップの製造方
法。 (請求項4) キャビティ内の材料粉末は、得るべき粉
末成形体の対応する各部の厚さに応じて、各部の材料粉
末の圧縮比が互いにほぼ等しくなるようにその充填深さ
が調整され、分割パンチにより該材料粉末が、各部に対
応する充填深さに応じて互いに異なるストロークで圧縮
される請求項3記載のスローアウェイチップの製造方
法。 (請求項5) 圧縮比は2〜4の範囲で調整される請求
項4記載のスローアウェイチップの製造方法。 (請求項6) キャビティ内への材料粉末の充填量を変
更することにより、平面視における外形形状はほぼ同一
であり、かつ厚さが互いに異なるスローアウェイチップ
を製造する請求項1ないし5のいずれかに記載のスロー
アウェイチップの製造方法。(請求項7) 全体として略板状であり、その外周面に
は、周方向に隣接して形成されるすくい面と逃げ面との
対が1組又は周方向に沿って複数組形成され、対をなす
すくい面と逃げ面との交差位置にそれぞれ厚さ方向の切
刃が形成されたチップ本体を有し、その切刃部分の厚み
が、チップ中央部に形成される最も厚肉部分の厚さとし
て定義されるチップ基準厚みに対して小さく設定され、
さらに切刃部分を形成する薄肉部の先端側にて、一方又
は両方の主面側に***部が設けられるとともに、チップ
本体に対応する形状の粉末成形体を考えた場合に、該粉
末成形体が厚さ方向のダイプレス成形によって得られる
ものとなるように、チップ本体の外周面ひいては粉末成
形体の外周面が、プレスダイのダイ孔内面に対しプレス
方向に対応するいずれか一方の向きに相対的にスライド
させることにより、ダイ孔から離型できる形状をなすこ
とを特徴とするスローアウェイチップ。 (請求項8)***部の一方又は両方の主面側の表面が研
削面とされている請求項7記載のスローアウェイチッ
プ。 (請求項9) 切刃部分を形成する薄肉部のうち、***
部を除いた主面側の表面が焼結肌面である請求項7又は
8に記載のスローアウェイチップ。 (請求項10) ***部の一方又は両方の主面側の表面
粗さが0.05〜0.4μmRaであり、切刃部分を形
成する薄肉部のうち、***部を除いた主面側の表面の粗
さが0.2〜1μmRaである請求項7ないし9のいず
れかに記載のスローアウェイチップ。 (請求項11) ***部が、溝入れ幅の調整用である請
求項7ないし10のいず れかに記載のスローアウェイチ
ップ。
であり、その外周面には、周方向に隣接して形成される
すくい面と逃げ面との対が1組又は周方向に沿って複数
組形成され、対をなすすくい面と逃げ面との交差位置に
それぞれ厚さ方向の切刃が形成されたチップ本体を有
し、その切刃部分の厚みが、チップ中央部に形成される
最も厚肉部分の厚さとして定義されるチップ基準厚みに
対して小さく設定され、さらに切刃部分を形成する薄肉
部の先端側にて、一方又は両方の主面側に***部が設け
られるとともに、チップ本体に対応する形状の粉末成形
体を考えた場合に、該粉末成形体が厚さ方向のダイプレ
ス成形によって得られるものとなるように、チップ本体
の外周面ひいては粉末成形体の外周面が、プレスダイの
ダイ孔内面に対しプレス方向に対応するいずれか一方の
向きに相対的にスライドさせることにより、ダイ孔から
離型できる形状を有するスローアウェイチップの製造方
法であって、 その粉末成形体を作るために、得るべき粉
末成形体の厚さの異なる部分に対応して、上プレスパン
チ及び下プレスパンチの少なくともいずれかを複数に分
割して分割パンチとしたプレス成形機を使用する。そし
て、それら分割パンチにより、プレスダイのキャビティ
内に充填された材料粉末を、前記得るべき粉末成形体の
対応する各部の厚さに応じて互いに異なるストロークで
圧縮して粉末成形体とし、その粉末成形体を焼結する。
の凹凸が大きなスローアウェイチップの場合でも、単に
そのままプレスした後に焼結するだけで、良好な形状の
スローアウェイチップが得られる。このようにして製造
したスローアウェイチップは、十分な寸法精度を有して
いるが、更に研削して一層寸法精度を上げる場合であっ
ても、従来と比べて研削面積(体積)が少なく、研削時
間も少なくて済む。そのため、研削を行なう砥石の減り
も少ない。
ローアウエイチップの場合、図18(b)に示すよう
に、溝幅などに対応した刃先の厚みがチップの基準厚み
(最も肉厚部分の厚み:例えばチップ中央部に形成され
る)より、一方の主面側にて段差により薄くなっている
もの、又は図18(c)に示すように、両方の主面側に
て段差により薄くなっているものがある。この場合、ダ
イプレス機を用いてその粉末成形体を製造する場合、図
19(b)に示すように、上下の1組のプレスパンチ4
01,402により厚肉部分と薄肉部分とを一括して成
形してしまうと、厚肉部分と薄肉部分とでは粉末充填深
さに差があるにも拘わらず、同一のプレスストロークで
圧縮されてしまうので両部分の圧縮比に差が生じる。そ
のため、得られる粉末成形体は、例えば厚肉部分では低
密度、薄肉部分で高密度といった具合に、その見掛け密
度が一様でなくなる。このような成形体を焼成した場
合、高密度部分の収縮率は小さく、低密度部分の収縮率
は大きくなることから、得られるスローアウェイチップ
に歪や反り、あるいはクラックなどが発生し易く、特に
段差が大きい場合には、製造自体が不可能となることも
あった。また、段差の大きさが異なるチップの場合に
は、それぞれ別の金型を用いなければならない。
さの異なる部分に対応して、上プレスパンチ及び下プレ
スパンチの少なくともいずれかを複数に分割して例えば
割り型とし、それら分割されたパンチ(分割パンチ)に
よりキャビティ内の粉末を、得るべき粉末成形体の対応
する各部の厚さに応じて互いに異なるストロークで圧縮
する。より具体的にいえば、粉末充填深さの大きい厚肉
部分と充填深さの小さい薄肉部分とを、別々のプレスパ
ンチにより、前者は密度が不足しないように大きな圧縮
ストロークでプレスし、後者は密度が上がり過ぎないよ
うに小さな圧縮ストロークでプレスするようにする。
形成される場合でも、成形体の密度をほぼ一様にでき、
主面側の段差等のように、その凹凸が大きなスローアウ
ェイチップの場合でも、粉末成形体の密度を単にそのま
まプレスした後に焼結するだけで、良好な形状のスロー
アウェイチップが得られるようになる。なお、当然のこ
とながら、薄肉部と厚肉部とでは圧縮すべき粉末の量に
も差を付けることが、均一な密度の成形体を得る上で望
ましい。この場合、ダイ孔内において、例えば分割され
た下プレスパンチのうち厚肉部分のプレスを受け持つも
のを、同じく薄肉部分のプレスを受け持つものよりも下
方に位置させることにより、ダイ孔内の粉末の充填深さ
を前者において後者よりも大きくすることが有効であ
る。なお、使用するプレス機は、各分割パンチを互いに
独立に駆動するプレス制御機構を備えたものとすれば、
各分割パンチのプレスストローク制御を簡単かつ精度よ
く行うことができる(請求項2)。
べき粉末成形体の各部の厚さに関係なく、0.75〜4
t/cm2の範囲で設定されるほぼ一定の圧力で圧縮・
成形するのが、密度が均一で健全かつ取り扱いも容易な
成形体を得る上で都合がよい(請求項3)。圧力が0.
75t/cm2未満になると、成形体の強度が不足して
成形後の取り扱い時等に割れや欠け等が生じやすくなる
場合がある。また、圧力が4t/cm2を超えるとプレ
スパンチやプレスダイに過大な力が付加され、その寿命
を縮めてしまう問題を生ずる場合がある。上記圧力は、
より望ましくは1〜2t/cm2の範囲で調整するのが
よい。
の圧力をほぼ一定とするためには、キャビティ内の材料
粉末は、得るべき粉末成形体の対応する各部の厚さに応
じて、各部の材料粉末の圧縮比が互いにほぼ等しくなる
ようにその充填深さを調整し、分割パンチにより、各部
に対応する充填深さに応じて互いに異なるストロークで
該材料粉末を圧縮することが望ましい(請求項4)。こ
の場合、その圧縮比は2〜4の範囲で調整するのがよい
(請求項5)。圧縮比が2未満になると成形時の圧力が
不十分となり、成形体の強度が不足して成形後の取り扱
い時等に割れや欠け等が生じやすくなる場合がある。ま
た、圧縮比が4を超えると、プレスパンチやプレスダイ
に過大な力が付加され、その寿命を縮めてしまう問題を
生ずる場合がある。なお、圧縮比は、粉末の材質や性状
(例えば、嵩密度、流れ性あるいは粒度分布等)に応じ
て適宜最適の値に調整するようにする。
周方向に隣接して形成されるすくい面と逃げ面との対が
1組又は周方向に沿って複数組形成することができ、対
をなすすくい面と逃げ面との交差位置にそれぞれ厚さ方
向の切刃が形成されたチップ本体を有するものとして構
成できる。この場合、その切刃部分の厚みは、チップ中
央部に形成される最も厚肉部分の厚さとして定義される
チップ基準厚みに対して小さく設定されることとなる。
の厚さ方向のプレス成形を可能とするためには、チップ
本体の外周面ひいては粉末成形体の外周面を、プレスダ
イのダイ孔内面に対しプレス方向に対応するいずれか一
方の向きに相対的にスライドさせることにより、ダイ孔
から離型できる形状とする必要がある(請求項9)。こ
のような外周面形状は、さらに具体的には次の条件を満
たすものである。以下、図4の模式図により説明すれ
ば、チップ本体1aは、厚さ方向と平行な任意の断面S
において、厚さ方向と直交する向きにおける断面の最大
幅Wmaxの中点Mを通って厚さ方向と平行な基準線Oを
仮想的に設定したときに、チップ1の外周面を表す断面
外形線部分(P1〜P3)の形態が、次のいずれかになっ
ている必要がある。
である:図4(a)の外形線部分P1がこれに該当す
る。同図を援用して説明すれば、粉末成形体PCは、そ
の断面の外形線部分がこのような形状をしていること
で、例えば上パンチ101を退避させ、下パンチ102
をダイ100に対して相対的に上昇させることで、これ
をダイ孔100aから離型させることができる。
Lが、基準線Oの一方の側から他方の側に向けて単調に
減少する:図4(b)に示す外形線部分P2がこれに該
当する。ダイ孔100aに抜きテーパが付与されている
場合などである。この場合は、上記Lが増大する方向に
おいて、粉末成形体PCをダイ100に対して相対的に
スライドさせればこれを離型できる。
の距離Lが最大となる最大点Uが存在し、その最大点U
の両側部分Pa,Pbがいずれも、該最大点Uから離れる
に従い基準線Oからの距離Lが単調に減少する:図4
(a)の外形線部分P3がこれに該当する。例えば、粉
末成形体PCの外周面から、プレス方向に直角な向きに
突出部Bが形成される場合でも、その突出部が2以上の
極大部を有していなければ、ダイ孔100aの内面とパ
ンチ101(あるいは102)の先端面との組み合わせ
により成形が可能であり、パンチ101を退避させれば
ダイ孔100aからの離型は問題なく行なえる。と同
様に、上パンチ101を退避させ、下パンチ102をダ
イ100に対して相対的に上昇させることで、粉末成形
体PCをダイ孔100aから離型させることができる。
プレスダイのダイ孔内面と、そのダイ孔に上下から挿入
されたプレスパンチの各パンチ面とによってキャビティ
が形成され、上下のプレスパンチを相対的に接近させて
そのキャビティ内に充填された材料粉末をプレス成形す
ることにより、スローアウェイチップとなるべき粉末成
形体を製造するダイプレス装置とすることができる。ま
た、キャビティ内の材料粉末は上下のプレスパンチによ
り、形成されるべき粉末成形体の厚さ方向に圧縮され
る。
請求項6に記載したように、キャビティ内への材料粉末
の充填量を変更することにより、平面視における外形形
状はほぼ同一であり、かつ厚さが互いに異なるスローア
ウェイチップを、同一のダイ及びパンチの組で製造でき
る利点も生ずる。これにより、各種厚さのチップを製造
する場合に、高価なダイ及びパンチの組を多数用意する
必要がなくなり、非常に経済的である。また、粉末充填
量とともに、各分割パンチの圧縮ストロークを独立に変
更するようにすれば、成形体に形成される厚肉部と薄肉
部との厚さ比の変更も自在に行うことが可能となる。例
えば、後記請求項8のスローアウェイチップのように、
中心部分より薄い切刃部分が形成される場合には、中心
部分に対応するパンチの圧縮ストロークを固定し、切刃
部分に対応するパンチの圧縮ストロークを変更すること
により、該中心部分の厚さを一定として切刃部分の厚さ
のみを変更するようなことも可能となる。
アウェイチップは、中心部分より薄い切刃部分を有し、
この切刃部分にて加工を行なう溝入れチップ又は突切チ
ップとすることができる。また、スローアウェイチップ
の切刃部分の先端側に、一方又は両方の主面側に向けて
***した***部を設ることができ、この***部の表面を
研削することにより、切刃部分の厚さを調節することが
可能である。
分の先端側の厚さを調節する場合、本発明の請求項7の
構成では、***部の形成されたその先端側表面のみを研
削すればよいので研削する部分が少なくて済み、ひいて
は加工が容易となってコストも低減できる。しかも、研
削面積が少なくて済むことにより研削抵抗が少なくなる
ので、研削機械や治工具のたわみが少なく、その点から
も寸法精度が向上する。なお、上記***部は、切刃部分
の主面の少なくとも一方を、該切刃部分が先端側で厚肉
となるような段付形状とすることにより形成することが
できる。これにより、***部を研削する際にその研削面
積が変動しにくくなり、ひいては研削抵抗が安定化して
さらに精度の高い加工が可能となる。
方の主面側の表面が、研削面である。つまり、***部の
表面を研削することにより切刃部分の先端側の厚さを調
節してあるので、高い寸法精度を確保できる。
ち、主面側の表面が焼結肌面である。つまり、本発明で
は、薄肉部の表面には研削を施しておらず焼成時のまま
である。この薄肉部は、直接に被加工物に接する訳では
ないので、寸法精度を上げる必要がなく、それによって
製造コストを低減できる。
面粗さは、例えば、該表面を通常の研削により仕上げた
場合は、0.05〜0.4μmRaの範囲とすることが
できる。また、切刃部分を形成する薄肉部のうち、***
部を除いた主面側の表面の粗さは、例えば該表面が焼結
肌面である場合は0.2〜1μmRaの範囲とすること
ができる(請求項10)。
幅の調節用であるので、この***部の表面を研削してそ
の高さを調節することにより、切刃部分の先端側の厚
さ、すなわち溝入れ幅を調節することができる。また、
この***部の表面を研削する場合、***部は切刃部分の
一部でその面積が少ないので研削が僅かで済み、加工が
容易である。
は、研削前としては、0.1〜1.0mmを採用でき
る。この範囲であれば、研削してその高さを低めて好適
に溝幅を調節できる。また、適度な高さであるので、強
度的にも十分であり、使用中に破損等が生じ難い。な
お、研削後の***部の高さとしては、0.05〜0.5
mm程度を採用できる。
に示すいくつかの実施例を参照して説明する。 (実施例1)図1(a)及び(b)は、本発明の一実施
例たるスローアウェイチップ1である。該チップ1は、
例えば溝入れ加工に用いるためのものであり、全体とし
て略三角形板状に形成されたチップ本体1aを有する。
そして、そのチップ本体1aの外周面には、周方向に隣
接して形成されるすくい面302と逃げ面303との対
が三角形の各頂点位置に対応して計3組形成されてお
り、対をなす各すくい面302と逃げ面303との交差
位置にそれぞれ厚さ方向の切刃301が形成されてい
る。
最も厚肉の中央部2(基準厚み:例えば4〜5mm)
が、一方の主面側(以下、主A面という)に段差状に突
出して設けられている。また、三角形のチップ1の3箇
所の頂点側には、中央部2から段差状に薄くなった切刃
部分5が形成されており、この切刃部分5は、主とし
て、その中心側の薄肉部6と、薄肉部6より厚い先端側
の厚肉部7とから構成されている。つまり、厚肉部7
は、薄肉部6から段差8を介して主A面側に***する隆
起部9を備えており、この***部9の高さ分だけ薄肉部
6より厚くなっている。なお、切刃301は厚肉部7の
先端縁に形成されている。
あり、厚肉部7の最も厚い部分の厚さは例えば3.0m
m程度である。この厚肉部7は、チップ1の頂点から径
方向に例えば約1.5mm程度の幅(段差の上面におけ
る幅)で設けられている。また、図2(a)において、
***部9の高さすなわち厚肉部7と薄肉部6との差であ
る段差8の高さは例えば0.5mm程度であり、***部
9すなわち厚肉部7をは先端側に向かうほど徐々に厚さ
が増大する形状となっている。
***部9の表面は研削され、JISに規定された中心線
平均線粗さにて0.05〜0.4μmRa(例えば0.
2μmRa程度)の研削面となっているが、薄肉部6の
主A面側の表面は研削されていないので、焼成時のまま
の焼き肌面(焼結肌面)となっており、その表面粗さは
例えば0.2〜1μmRaである。ただし、焼き肌面に
はブラスト処理やコーティング等の表面処理が施されて
いてもよく、本明細書ではこのような表面処理が施され
た焼き肌面のことも焼結肌面と称するものとする。一
方、チップ1の主A面の反対側の主面(以下、主B面と
記す)は、主A面側とは異なり、凹凸のない平坦な面で
あり、0.05〜0.4μmRa(例えば0.2μmR
a程度)の表面粗さとなるように研削されている。ま
た、厚肉部7の角の部分(コーナー部)は、溝底形状に
適合するようにR加工が施してある。
(a)に示すように、鋼製のチップホルダ(以下、単に
ホルダという)11に取り付ける(これによりチップ1
は、チップホルダ11とともに工具ユニットを構成す
る)。つまり、ホルダ11の先端に設けられた略三角形
の凹状の取付部12に、チップ1の外周面を支持させる
形で嵌め込む。そして、その際に上面側となったチップ
1の側方支持面1qを係止部材15で挟み、その係止部
材15をネジ13で止めることにより、チップ1をホル
ダ11に固定する。なお、上記チップ1はねじ止めによ
っても取り付けが可能となるように、主面中央部におい
てこれを厚さ方向に貫通するねじ挿通孔4が形成されて
いる。また、図1に示すように、その主面中央部1pは
平坦とされ、図3においてホルダ11の凹状の取付部1
2にチップ1を取り付けた際に、チップ1を厚さ方向に
おいてホルダ11に位置決めするための主面側基準面と
なっている
場合には、チップ1がホルダ11から外れない工夫がさ
れている。つまり、チップ1の側方支持面1qには、そ
の全周にわたりチップ1の外径が、ホルダ11に面する
主面側へゆくほど広がるテーパが形成され、一方、取付
部12は、その外側ほど径が狭くなるテーパが形成され
ているので、チップ1を取付部12に嵌め込んで上方よ
り押さえ付けると、チップ1は主A面側に押圧され、そ
れによって脱落が防止される。
図3(b)に示すように、例えば回転する被加工部材1
6に対して溝入れ加工を行なう場合には、チップ1をホ
ルダ11とともに矢印A方向に押し付けて、切削加工を
行なう。本実施例においては、ホルダ11は例えば矩形
断面を有する角棒状に形成されている。
硬合金やサーメット等の金属−セラミック複合材料によ
り構成され、粉末冶金的手法によって製造される。具体
的には、厚さ方向のダイプレス成形により材料粉末を成
形して粉末成形体を作り、これを1400〜1600℃
で焼結し、さらに必要に応じて外面に研磨等の加工を施
すことにより製造される。
粉末成形体PCが得られるようにするためには、プレス
後の粉末成形体PCは、ダイ孔内面に対しプレス方向に
対応するいずれか一方の向きに相対的にスライドさせる
ことで、ダイ孔から離型できるような外周面形状を有し
ていなければならない。従って、粉末成形体PCを焼成
して得られるスローアウェイチップ1の外周面形状は、
厚さ方向のどの断面を取ってみても、例外なく次の3つ
の条件のいずれかに該当していなければならない(以
下、図4参照)。
となる。図4(a)において、断面Sの右側に表れてい
る外形線部分P1がこれに該当する。 断面外形線部分が、基準線Oからの距離Lが、基準線
Oの一方の側から他方の側に向けて単調に減少する。図
4(b)において、断面Sの右側に表れている外形線部
分P2がこれに該当する。ダイ孔内面に、抜きテーパが
付与されている場合など。 断面外形線部分が、中間に基準線Oからの距離Lが最
大となる最大点Uが存在し、その最大点Uの両側部分P
a,Pbがいずれも、該最大点Uから離れるに従い基準線
Oからの距離Lが単調に減少する。図4(a)におい
て、断面Sの左側に表れている外形線部分P3がこれに
該当する。具体的には、側面の厚さ方向中間部に凸部B
が形成されている場合など。
ず、チップ1の材料粉末は、前述の通り超硬合金あるい
はサーメット等の金属−セラミック複合材料の材料粉末
であって、例えば、WC−Co系超硬合金を使用する場
合は、WC80〜95重量部(例えば94重量部)とC
o5〜10重量部(例えば6重量部)とに、結合剤とし
てパラフィン系樹脂を約2重量%加え、スプレードライ
法等により造粒した粉末が使用できる。
充填する。このダイプレス装置は、図5(a)に示すよ
うに(図5は特徴部分を強調して模式的に示してあ
る)、チップ1の中央部2(図1)に対応した上下1対
の割型(分割パンチ)221,222、切刃部分5に対
応した上下1対の割型(分割パンチ)223,224等
を備えたものである。なお、***部9に対応した箇所
は、上側の割型223に含まれる。ここで、上の割型2
21,223が上プレスパンチを、下の割型222,2
24が下プレスパンチを構成する。
ぞれ型プレート221a,223aに取り付けられ、こ
れら型プレート221a,223aが図示しないねじ軸
等の駆動軸を介してモータ241,242で駆動される
ことにより、互いに独立に昇降駆動されるようになって
いる。他方、下の割型222,224も、型プレート2
22a,224aに取り付けられ、これら型プレート2
22a,224aが図示しないねじ軸等の駆動軸を介し
てモータ251,252で駆動されることにより、互い
に独立に昇降駆動されるようになっている。ここで、モ
ータ241,242及びモータ251,252、及びそ
れらによって駆動される上記図示しない駆動軸等がプレ
ス制御機構を構成する(図5(b)及び(c)ではプレ
ス制御機構部分は省略して描いている)。
の側方支持面1qのテーパ形状に合わせたテーパを有す
るプレスダイ231のダイ孔232(キャビティ)内
に、上述した材料粉末Pを充填する。このとき、中央部
2及び切刃部分5に対応する上下の割型221〜224
は、各々の上下の割型221〜224の間隔が、各部の
厚さに応じてその位置が設定される。なお、充填された
材料粉末Pの高さは、図示しない擦り切りフィーダ等の
作動によりダイプレート231の表面に対しほぼ面一の
状態となっている。
ス装置の駆動軸を前記モータ241,242及び25
1,252により上下方向に駆動し、割型221,22
2間の間隔と、同じく割型223,224間の間隔とを
一定にしたまま、各割型221〜224を移動させる。
そして、図5(b)に示すように、上下の割型221,
222と上下の割型223,224とを軸方向に相対的
に接近させて所望のチップ1形状の位置にて停止させ、
次いで図5(c)に示すように上の割型221,223
と下の割型222,224とを互いに接近させて所定の
圧力にてプレスする。結果として、厚肉の中央部をプレ
スする割型221,222の全圧縮ストロークは、同じ
く薄肉の切刃部分をプレスする割型223,224の全
圧縮ストロークよりも大きくなる。これにより、肉厚に
よらずほぼ一様な密度を有する成形体PCが得られる。
成形体PCは、例えば上側の割型221,223を退避
させた後、下側の割型222,224で押し上げること
により取り出され、所定の温度で焼結され、所定の公差
の範囲(厚み方向例えば±0.05mm、外周方向例え
ば±0.1mm)内のチップ素材(ブランク)とされ
る。
力は、肉厚の大きい部分も小さい部分もおおむね同一の
圧力、具体的には0.5〜4t/cm2(望ましくは1
〜2t/cm2)の圧力が作用するように設定するのが
よい。この場合、図5(b)の状態とプレス後の図5
(c)の状態との間での粉末の圧縮比は、2〜4程度に
設定される。そして、各割型221,222、あるいは
割型223,224の圧縮ストロークは、これらプレス
圧力及び粉末圧縮比の条件が満たされるように調整され
る。
には、チップ素材の中央部2及び厚肉部7の主A面側
と、厚肉部7の先端側と、主B面側全体とを研削して
(例えば0.2μmRa)、その表面を滑らかにすると
ともに、所望の高い精度の寸法とする。更に、厚肉部7
の先端の角部にR加工などを施しチップ1を完成する。
プ1は、切刃部分5に***部9を備えた構造であるの
で、溝入れ幅に合わせてその寸法(厚肉部7の厚み)を
精度良く仕上げる場合等には、従来のチップと比べて研
削加工の量が少なくて済み、加工が容易であるという利
点がある。つまり、図6(a)に示すように、切刃部分
5に***部が形成されない場合は、その主A面側(横逃
げ面側)において切刃部分5の表面のほぼ全体(同図の
斜線部分)を研削しなければならないが、図6(b)に
示すように、***部9を形成することで当該***部9の
表面のみ(同図の斜線部分)を切削すればよいという利
点がある。また、***部9は、切刃部分5の主A面側に
先端側で厚肉となるような段差8を設けることで形成さ
れている。これにより、***部9を研削する際にその研
削面積が変動しにくくなり、ひいては研削抵抗が安定化
してさらに精度の高い加工が可能となる。
合には、図5に示すように、チップ1に大きな段差等の
凹凸があっても、その凹凸に合わせた複数の割型221
〜224を用いて多軸のプレス機にてプレスし焼結すれ
ばいいので、その製造が容易である。特に凹凸に応じた
割型221〜224を移動させて押圧するので、凹凸形
状を良好に形成することができる。また、薄肉部6の主
A面側の表面6aとチップ1の主B面とがほぼ平行にな
っているので、薄肉部6におけるプレス圧力が均一とな
り、反りやひずみが抑制されるので好適である。なお、
研削加工前の厚肉部7も、薄肉部6と同様に、主A面側
の表面とチップ1の主B面とが平行になるようにしても
よい。
するために、***部9の表面を研削したが、それほど寸
法精度を要求されない場合には、***部9の表面の研削
を省略してもよい。その場合には、***部9の表面も焼
結肌面となる。さらに、本実施例では、薄肉部6の厚さ
は一定であるが、例えば図7に示すように、その厚さを
先端側に向けて徐々に変化(例えば増大)させてもよ
い。
体は、厚さ方向にダイプレスして製造されることから、
図8(a)及び(b)に示すように、ダイ100のダイ
孔100a(キャビティ)内への材料粉末の充填量を変
更することにより、平面視における外形形状はほぼ同一
であり、かつ厚さが互いに異なる成形体PC(換言すれ
ばチップ)を、同一のダイ100及びパンチ101,1
02の組で製造できる。また、粉末充填量とともに、各
分割パンチの圧縮ストロークを独立に変更するようにす
れば、成形体に形成される厚肉部と薄肉部との厚さ比の
変更も自在に行うことが可能となる。例えば、後記実施
例2の図10において、中央部2(中心部分:図9)を
形成する割型236,237の圧縮ストロークを固定
し、切刃部分9(図9)に対応する割型238,239
の圧縮ストロークを変更することにより、中央部2の厚
さを一定として切刃部分9の厚さのみを変更することが
可能となる。
するが、前記実施例1と同様な部分の説明は、省略又は
簡略化する。
9に示すように、***部を有しない切刃部分31を備え
た略三角形状のチップ32を作製するものである。以
下、その製造方法を簡単に説明する。まず、チップ32
を製造するための材料は、前記実施例1と同様である。
この粉末をプレスするダイプレス装置は、図10に示す
ように(図10は特徴部分を強調して模式的に示してお
り、プレス制御機構部分は省略して描いている)、中央
部33(図9)に対応した上下1対の割型236,23
7、薄肉の切刃部分31(図9)に対応した上下1対の
割型238,239を備えたものである。以下、その製
造手順を説明する。
41のダイ孔242内に、上述した材料粉末Pを充填す
る。このとき、中央部33及び切刃部分31(図9)に
対応する上下の割型236〜239は、各々の上下の割
型236〜239の間隔が、各部の厚さに応じて配置さ
れる。つまり、厚さの薄い切刃部分31に対応した上下
の割型238,239の間隔は狭く、中央部33に対応
した上下の割型236,237の間隔は広くなってい
る。すなわち、粉末の充填深さが前者において小さく、
後者において大きくなっている。
割型236,237の間隔と上下の割型38,39の間
隅とを一定にしたまま、各割型236〜239を移動さ
せる。そして、図10(c)に示すように、上下の割型
236,237と上下の割型238,239とを、各々
近づくように移動させて、所望のチップ32形状の位置
にて停止させ、プレスする。プレスが終了すれば成形体
PCを取り出し、これを焼成してチップ素材を作製す
る。得られたチップ素材は、中央部33及び切刃部分3
1の主A面側と、切刃部分31の先端側と、主B面側全
体とが研削され、図12のチップ32が完成する。
するが、前記実施例1と同様な部分の説明は、省略又は
簡略化する。本実施例は、ダイプレス装置を用いて、図
11に示すように、厚肉の中央部51と、***部を有し
ない薄肉の切刃部分52を備えた略三角形状のチップ5
3を作製するものである。以下、その製造方法を簡単に
説明する。まず、チップ53を製造するための材料は、
前記実施例2と同様である。
図12に示すように、上側の全面が平坦な割型255
と、下側の中央部51に対応した割型256及び切刃部
分52に対応した割型257を備えたものである(プレ
ス制御機構部分は省略して描いている)。以下、順にそ
の製造手順を説明する。まず、図12(a)に示すよう
に、ダイ261のダイ孔262内に、上述した材料粉末
Pを充填する。このとき、各割型255〜257は、チ
ップ53の中央部51及び切刃部分52の厚さに応じて
配置される。
割型255〜257が近づくように移動させて材料粉末
を徐々に圧縮し、所望のチップ53の形状の位置にて停
止させ、プレスする。プレスが終了すれば成形体PCを
取り出して焼成することにより、チップ素材を作製す
る。チップ素材は研削され、チップ53となる。本実施
例では、下側のパンチのみ割型256,257としつ
つ、前記実施例2,3と同様な効果が得られる利点があ
る。
するが、前記実施例1と同様な部分の説明は、省略又は
簡略化する。本実施例のチップは、図13(a)、
(b)に示すように、略三角形状のチップ71であり、
その両主面側において、中央部72から刃先部分75に
至る段差を有している。また、図13(c)に示すよう
に、刃先部分75は、薄肉部73と先端側の厚肉部74
とから構成されており、厚肉部74の両主面側に***部
76,77を有している。なお、***部76,77の各
主面側の表面は研削面となっており、薄肉部73の両主
面側の表面は焼き肌面となっている。
大きいが、他方の主面側の段差は小さいので、図14に
模式的に示すように、段差の大きい方が下側になるよう
にして、図の上方に1つの割型281、下方に二つの割
型282,283を配置したダイプレス装置によって製
造することができる(プレス制御機構部分は省略して描
いている)。
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。例え
ば上記実施例1〜4では、超硬合金を用いて略三角形状
のチップを製造する場合について述べたが、本発明は、
サーメット、セラミックス等の超硬質工具材料にも同様
に適用できる。また、本発明のスローアウェイアウェイ
チップ1は、例えば図15(a)及び(b)に示すよう
に平行四辺形状に形成したり、図16(a)及び(b)
に示すように正方形状としたり、あるいは図17の台形
状とするなど、各種平面形状を有する板状に形成でき
る。
図、平面図及び正面図。
チップをホルダに取り付けた状態を示す斜視図、(b)
は加工状態を示す説明図。
ターンの説明図。
プと比較して示す説明図。
を製造する方法を示す説明図。
の要部を拡大して示す説明図。
面図。
び側面図。
面図。
プ) 2,33,51,72 中央部 5,31,52,75 切刃部分 6,73 薄肉部 7,74 厚肉部 8,35 段差 9,76,77 ***部 231 プレスダイ 232 ダイ孔(キャビティ) 241,242 モータ(プレス制御機構) 251,252 モータ(プレス制御機構) 301 切刃 302 すくい面 303 逃げ面
Claims (11)
- 【請求項1】 全体として略板状であり、その外周面に
は、周方向に隣接して形成されるすくい面と逃げ面との
対が1組又は前記周方向に沿って複数組形成され、前記
対をなすすくい面と逃げ面との交差位置にそれぞれ厚さ
方向の切刃が形成されたチップ本体を有し、その切刃部
分の厚みが、チップ中央部に形成される最も厚肉部分の
厚さとして定義されるチップ基準厚みに対して小さく設
定され、さらに前記切刃部分を形成する薄肉部の先端側
にて、一方又は両方の主面側に***部が設けられるとと
もに、前記チップ本体に対応する形状の粉末成形体を考
えた場合に、該粉末成形体が厚さ方向のダイプレス成形
によって得られるものとなるように、前記チップ本体の
外周面ひいては前記粉末成形体の外周面が、プレスダイ
のダイ孔内面に対しプレス方向に対応するいずれか一方
の向きに相対的にスライドさせることにより、前記ダイ
孔から離型できる形状を有するスローアウェイチップの
製造方法であって、 前記粉末成形体を作るために、 得るべき粉末成形体の厚
さの異なる部分に対応して、上プレスパンチ及び下プレ
スパンチの少なくともいずれかが複数に分割されたプレ
ス成形機が使用され、それら分割されたパンチ(以下、
分割パンチという)により、プレスダイのキャビティ内
に充填された材料粉末を、前記得るべき粉末成形体の対
応する各部の厚さに応じて互いに異なるストロークで圧
縮して前記粉末成形体となし、その粉末成形体を焼結す
ることを特徴とするスローアウェイチップの製造方法。 - 【請求項2】 前記プレス成形機は、前記各分割パンチ
を互いに独立に駆動するプレス制御機構を備えたものが
使用される請求項1記載のスローアウェイチップの製造
方法。 - 【請求項3】 前記キャビティ内の粉末は、前記得るべ
き粉末成形体の各部の厚さに関係なく、0.75〜4t
/cm2の範囲で設定されるほぼ一定の圧力で圧縮・成
形される請求項1又は2に記載のスローアウェイチップ
の製造方法。 - 【請求項4】 前記キャビティ内の前記材料粉末は、前
記得るべき粉末成形体の対応する各部の厚さに応じて、
各部の材料粉末の圧縮比が互いにほぼ等しくなるように
その充填深さが調整され、前記分割パンチにより該材料
粉末が、前記各部に対応する充填深さに応じて互いに異
なるストロークで圧縮される請求項3記載のスローアウ
ェイチップの製造方法。 - 【請求項5】 前記圧縮比は2〜4の範囲で調整される
請求項4記載のスローアウェイチップの製造方法。 - 【請求項6】 前記キャビティ内への前記材料粉末の充
填量を変更することにより、平面視における外形形状は
ほぼ同一であり、かつ厚さが互いに異なるスローアウェ
イチップを製造する請求項1ないし5のいずれか1項に
記載のスローアウェイチップの製造方法。 - 【請求項7】 全体として略板状であり、その外周面に
は、周方向に隣接して形成されるすくい面と逃げ面との
対が1組又は前記周方向に沿って複数組形成され、前記
対をなすすくい面と逃げ面との交差位置にそれぞれ厚さ
方向の切刃が形成されたチップ本体を有し、その切刃部
分の厚みが、チップ中央部に形成される最も厚肉部分の
厚さとして定義されるチップ基準厚みに対して小さく設
定され、さらに前記切刃部分を形成する薄肉部の先端側
にて、一方又は両方の主面側に***部が設けられるとと
もに、前記チップ本体に対応する形状の粉末成形体を考
えた場合に、該粉末成形体が厚さ方向のダイプレス成形
によって得られるものとなるように、前記チップ本体の
外周面ひいては前記粉末成形体の外周面が、プレスダイ
のダイ孔内面に対しプレス方向に対応するいずれか一方
の向きに相対的にスライドさせることにより、前記ダイ
孔から離型できる形状をなすことを特徴とするスローア
ウェイチップ。 - 【請求項8】 前記***部の一方又は両方の主面側の表
面が研削面とされている請求項7記載のスローアウェイ
チップ。 - 【請求項9】 前記切刃部分を形成する薄肉部のうち、
前記***部を除いた前記主面側の表面が焼結肌面である
請求項7又は8に記載のスローアウェイチップ。 - 【請求項10】 前記***部の一方又は両方の主面側の
表面粗さが0.05〜0.4μmRaであり、前記切刃
部分を形成する薄肉部のうち、前記***部を除いた前記
主面側の表面の粗さが0.2〜1μmRaである請求項
7ないし9 のいずれか1項に記載のスローアウェイチッ
プ。 - 【請求項11】 前記***部が、溝入れ幅の調整用であ
る請求項7ないし10のいずれか1項に記載のスローア
ウェイチップ。
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