JP4324289B2 - 切削用工具および切削用工具の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削部および軸部を有する切刃本体部と、前記切刃本体部が接合されるシャンク部とを備える切削用工具および切削用工具の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、リーマやドリル等の切削用工具では、超硬材で構成される切刃部分と鉄系材で構成されるシャンク部分とを、ロウ付けにより接合する構造が採用されている。具体的には、図6に示すように、従来の切削用工具1は、超硬材製切刃部分2とスチール製シャンク部分3とを備えており、このシャンク部分3には、インロウ部分を構成する孔部4が所定の深さまで形成されている。この孔部4の直径は、切刃部分2の嵌合部(軸部)5の直径よりも0.1mm程度大径に設定されており、前記孔部4と前記嵌合部5との隙間6にロウ材7が導入されることにより、切刃部分2とシャンク部分3とがロウ付け固定されることになる。
【0003】
ところが、孔部4と嵌合部5との間には、周回する隙間6が設けられるため、切刃部分2とシャンク部分3とを同軸上に正確に位置決め固定することは極めて困難であり、加熱、芯修正および冷却を繰り返し行う必要があった。しかしながら、インロウ部分が何度も繰り返し加熱されると、ロウ付け層内にガスや気泡が発生してロウの濡れ性が低下するとともに、素材品質が劣化してしまい、所望の品質を有する切削用工具1を得ることができないという問題があった。
【0004】
しかも、切刃部分2とシャンク部分3との芯出しが、1回のロウ付け作業で達成されないため、後に研磨工程によって前記切刃部分2と前記シャンク部分3の軸芯を出す作業が必要となっている。さらに、研磨工程において軸芯を出したとしても、ロウ付け層の厚さにばらつきがあると、切刃部分2に曲がり等が生じてしまうという不具合があった。
【0005】
そこで、例えば、特開平1−153230号公報に開示されているように、粉末押し出し成形法により周面全部にスパイラル状の刃形が形成された一次成形素材を成形し、次いでこれを焼結する一方、内周面に上記刃形のスパイラルに合うスパイラル溝が形成された筒体を形成し、この筒体のスパイラル溝中に上記一次成形素材の内側のスパイラル状刃部分を螺着し、螺着面をロウ付けしてこの筒体をシャンクとし、以後、必要な研削、研磨を施す超硬工具の製法が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、シャンク部分を構成する筒体の内周面に刃形のスパイラルを螺着するためのスパイラル溝部が形成されており、前記筒体と刃形部分とを同軸状に正確に芯出しするためには、前記スパイラル溝を高精度に形成しなければならない。これにより、スパイラル溝の加工作業が相当に煩雑化するとともに、この形成作業に熟練を要するという問題が指摘されている。
【0007】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、切刃本体部とシャンク部とを高精度かつ容易に芯出しするとともに、ロウ付け品質の低下等を有効に阻止し、簡単な構成を有しかつ高品質な切削用工具および切削用工具の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る切削用工具は、切削部および軸部を有する切刃本体部をシャンク部に接合して構成される切削用工具であって、前記軸部は、前記切刃本体部の基端側に形成され、前記シャンク部は、前記軸部が隙間を設けて挿入されるとともに、前記隙間にロウ材を供給して該軸部を固着するための挿入孔部と、前記軸部の端部側が嵌合し、前記挿入孔部に同軸的に連通するとともに前記挿入孔部より小径の嵌合孔部と、を有し、前記シャンク部に、前記隙間に供給された前記ロウ材の余剰分を収容するために前記挿入孔部と前記嵌合孔部との間に位置する周状の溝部を形成して、前記挿入孔部と前記嵌合孔部とを離間させたことを特徴とする。
【0009】
その際、軸部が嵌合孔部に所定の嵌め合い公差で嵌合しており、切刃本体部とシャンク部とを同軸上に高精度に芯出しすることができる。これにより、迅速かつ確実なロウ付け作業が遂行される。
【0010】
ここで、シャンク部には、挿入孔部と嵌合孔部との間に位置して溝部が形成されており、この挿入孔部の隙間に供給されたロウ材の余剰部分がこの溝部に収容される。このため、軸部と嵌合孔部との間にロウ材が進入することを確実に回避し、前記軸部と前記嵌合孔部との間に進入して固化したロウ材により該軸部が圧潰されることを有効に阻止することが可能になる。
【0011】
また、本発明に係る切削用工具の製造方法は、切削部および軸部を有する切刃本体部をシャンク部に接合して構成される切削用工具の製造方法において、前記切刃本体部の基端側に前記軸部を形成するとともに、前記切削部を前記切刃本体部に形成する工程と、前記シャンク部に、前記軸部が隙間を設けて挿入されるとともに、前記隙間にロウ材を供給して該軸部を固着するための挿入孔部を形成する工程と、前記軸部の端部側が嵌合し、前記挿入孔部に同軸的に連通するとともに前記挿入孔部より小径の嵌合孔部を形成する工程と、前記挿入孔部と前記嵌合孔部との間に位置する周状の溝部を形成する工程と、前記軸部を前記嵌合孔部に嵌合する工程と、前記軸部を挿入し、前記挿入孔部との間に形成された前記隙間に溶融ロウ材を供給する工程とを有することを特徴する。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る切削用工具10の分解斜視説明図であり、図2は、この切削用工具10の要部縦断面説明図である。
【0014】
切削用工具10は、例えば、リーマを構成しており、超硬材製の切刃本体部12と、前記切刃本体部12が接合される鉄系材製のシャンク部14とを備える。切刃本体部12は、リーマ刃を構成する切削部16と、この切削部16と同軸的に設けられる軸部18とを一体的に設けている。
【0015】
図2に示すように、シャンク部14は、軸部18が隙間Sを設けて挿入されるとともに、この隙間Sにロウ材20が供給されて前記軸部18を固着するための挿入孔部22と、前記挿入孔部22と同軸的に連通し、前記軸部18の端部側が嵌合する嵌合孔部24と、前記挿入孔部22と前記嵌合孔部24との間に位置して形成される溝部26とを有する。
【0016】
軸部18と嵌合孔部24とは、所定の嵌め合い公差により嵌合するように構成されており、この軸部18の直径D1が、例えば、φ12h7に設定される一方、嵌合孔部24の内径D2が、例えば、φ12H7に設定されている。挿入孔部22の内径D3は、例えば、φ12.1に設定されることにより、この挿入孔部22と軸部18との間には、0.05mmの隙間Sが全周にわたって設けられる。
【0017】
図3は、切刃本体部12の軸部18とシャンク部14とのインロウ部分を銀ロウ等のロウ材20によってロウ付けするための誘導加熱装置30の概略説明図である。この誘導加熱装置30は、二重巻線を構成して軸部18とシャンク部14とのインロウ部分を内部に配置する誘導コイル32を備え、この誘導コイル32が、図示しない高周波交番電圧印加手段に接続されている。
【0018】
このように構成される切削用工具10を接合する際には、まず、切刃本体部12の軸部18がシャンク部14に設けられている挿入孔部22から嵌合孔部24に挿入される。その際、軸部18の直径D1がφ12h7に設定される一方、嵌合孔部24の内径D2がφ12H7に設定されており、前記軸部18を前記嵌合孔部24に同軸的かつ高精度に嵌合することができる。
【0019】
これにより、軸部18を嵌合孔部24に嵌合させるだけで、切刃本体部12とシャンク部14との軸芯が正確に一致するとともに、この軸部18と挿入孔部22との隙間Sが、全周にわたり0.05mmの寸法に確実に維持されることになる。
【0020】
次いで、図3に示すように、シャンク部14および切刃本体部12が誘導加熱装置30内に配置され、この切刃本体部12とこのシャンク部14とのインロウ部分が誘導コイル32に周回される。この状態で、図示しない高周波交番電圧印加手段が駆動されると、誘導コイル32内に存在する金属、すなわち、ロウ材20が交番磁界により誘導加熱され、このロウ材20が加熱溶融されて軸部18と挿入孔部22との隙間Sに供給される。
【0021】
隙間Sに供給された溶融ロウ材20の余剰部分が溝部26に導入されるとともに、所定の時間だけ冷却処理が施されることにより、前記隙間Sに供給された溶融ロウ材20が固化し、軸部18とシャンク部14とがロウ付け固着される。
【0022】
このように、第1の実施形態では、軸部18をシャンク部14の嵌合孔部24に差し込むだけで、切刃本体部12と前記シャンク部14との軸芯が高精度に芯出しされる。このため、熟練を必要とすることがなく、ロウ付け作業が1回で確実に遂行され、切削用工具10のロウ付け処理全体の効率化が容易に達成されるという効果が得られる。
【0023】
しかも、軸部18と挿入孔部22との間には、全周にわたって0.05mmの隙間Sが確実に形成されており、この隙間Sに溶融ロウ材20が迅速かつ均一に供給されるため、ロウ付け層の厚みの相違に起因する切刃本体部12の曲がり等を惹起させることがない。これにより、切刃本体部12の精度が向上するとともに、曲がり修正のために再加熱を行う必要がなく、作業全体の簡素化が図られる。
【0024】
その際、ロウ付け層の厚さを0.05mmに確保することができるため、インロウ部分の接合強度が有効に向上する。さらに、ロウ付け処理が1回で達成されるため、再度加熱処理を繰り返す際のようなロウ付け品質の低下や切刃本体部12自体の品質劣化を惹起させることがない。さらに、切刃本体部12とシャンク部14の軸芯が高精度に一致するため、後工程での研磨用取り代を少なくすることが可能になり、研磨工数の削減が図られて研磨作業全体が短時間で効率的に遂行される。
【0025】
また、軸部18と挿入孔部22の隙間Sに供給された余分な溶融ロウ材20は、溝部26に収容されるため、この余分なロウ材20が嵌合孔部24と軸部18との間に進入することがない。従って、嵌合孔部24内でロウ材20が固化して軸部18に圧潰等が発生することを確実に阻止することができるという利点がある。
【0026】
なお、第1の実施形態では、シャンク部14に溝部26を形成しているが、切刃本体部12を構成する軸部18に、挿入孔部22と嵌合孔部24との間に対応して溝部(周溝)を形成するようにしてもよい。
【0027】
図4は、本発明の第2の実施形態に係る切削用工具40の分解斜視説明図であり、図5は、前記切削用工具40の要部縦断面説明図である。
【0028】
切削用工具40は、切刃本体部42とこの切刃本体部42が接合されるシャンク部44とを備え、前記切刃本体部42は、例えば、テーパ刃を構成する切削部46と軸部48とを一体的に設ける。軸部48は、第1嵌合軸50と前記第1嵌合軸50より小径な第2嵌合軸52とを有し、前記第1および第2嵌合軸50、52の間に周溝(溝部)54が形成される。
【0029】
図5に示すように、シャンク部44は、第1嵌合軸50が隙間S1を設けて挿入されるとともに、この隙間S1にロウ材20が供給されて前記第1嵌合軸50を固着するための挿入孔部56と、前記挿入孔部56に同軸的に連通し、第2嵌合軸52を嵌合する嵌合孔部58とを有する。第2嵌合軸52と嵌合孔部58との嵌め合い公差はh7およびH7に設定されるとともに、隙間S1は全周にわたって0.05mmに設定されている。
【0030】
このように構成される第2の実施形態では、軸部48を構成する第2嵌合軸52がシャンク部44の嵌合孔部58に差し込まれるだけで、切刃本体部42と前記シャンク部44の軸芯が高精度に一致する。これにより、切刃本体部42とシャンク部44とのロウ付け作業が確実に遂行される等、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0031】
なお、第2の実施形態では、軸部48に余剰なロウ材20を収容するための周溝54が形成されているが、第1の実施形態と同様に、シャンク部44の内周部に、挿入孔部56と嵌合孔部58との間に位置して溝部を形成してもよい。
【0032】
【発明の効果】
本発明に係る切削用工具では、切刃本体部を構成する軸部をシャンク部に設けられた嵌合孔部に嵌合させるだけで、互いの芯出しが確実になされ、軸部と前記シャンク部に設けられた挿入孔部との隙間にロウ材を供給することにより、単一のロウ付け作業によって前記切刃本体部と前記シャンク部とを高精度かつ確実にロウ付け固着することができる。その際、軸部またはシャンク部に形成された溝部に余剰な溶融ロウ材が収容され、この溶融ロウ材が軸部と嵌合孔部との間に進入することを確実に阻止することが可能になる。
【0033】
また、本発明に係る切削用工具では、切刃本体部を構成する軸部の第2嵌合軸をシャンク部に設けられた嵌合孔部に嵌合させるだけで、前記切刃本体部と前記シャンク部との軸芯が正確に一致し、前記軸部の第1嵌合軸と前記シャンク部の挿入孔部との隙間にロウ材が供給されることにより、単一のロウ付け処理によって前記切刃本体部と前記シャンク部とを高精度かつ効率的にロウ付け固着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る切削用工具の分解斜視説明図である。
【図2】前記切削用工具の要部縦断面説明図である。
【図3】前記切削用工具をロウ付けするための誘導加熱装置の概略説明図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る切削用工具の分解斜視説明図である。
【図5】前記切削用工具の要部縦断面説明図である。
【図6】従来技術に係る要部縦断面説明図である。
【符号の説明】
10、40…切削用工具 12、42…切刃本体部
14、44…シャンク部 16、46…切削部
18、48…軸部 20…ロウ材
22、56…挿入孔部 24、58…嵌合孔部
26…溝部 30…誘導加熱装置
32…誘導コイル 50、52…嵌合軸
54…周溝
Claims (2)
- 切削部および軸部を有する切刃本体部をシャンク部に接合して構成される切削用工具であって、
前記軸部は、前記切刃本体部の基端側に形成され、
前記シャンク部は、前記軸部が隙間を設けて挿入されるとともに、前記隙間にロウ材を供給して該軸部を固着するための挿入孔部と、
前記軸部の端部側が嵌合し、前記挿入孔部に同軸的に連通するとともに前記挿入孔部より小径の嵌合孔部と、を有し、
前記シャンク部に、前記隙間に供給された前記ロウ材の余剰分を収容するために前記挿入孔部と前記嵌合孔部との間に位置する周状の溝部を形成して、前記挿入孔部と前記嵌合孔部とを離間させたことを特徴とする切削用工具。 - 切削部および軸部を有する切刃本体部をシャンク部に接合して構成される切削用工具の製造方法において、
前記切刃本体部の基端側に前記軸部を形成するとともに、前記切削部を前記切刃本体部に形成する工程と、
前記シャンク部に、前記軸部が隙間を設けて挿入されるとともに、前記隙間にロウ材を供給して該軸部を固着するための挿入孔部を形成する工程と、
前記軸部の端部側が嵌合し、前記挿入孔部に同軸的に連通するとともに前記挿入孔部より小径の嵌合孔部を形成する工程と、
前記挿入孔部と前記嵌合孔部との間に位置する周状の溝部を形成する工程と、
前記軸部を前記嵌合孔部に嵌合する工程と、
前記軸部を挿入し、前記挿入孔部との間に形成された前記隙間に溶融ロウ材を供給する工程とを有することを特徴とする切削用工具の製造方法。
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