JP5365300B2 - Cutting tools - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting tool capable of sufficiently securing machining accuracy while preventing the cutting blade from being chipped or broken. <P>SOLUTION: This cutting tool includes a cutting blade 4 at the crossing ridge line part between a rake face 2 and a flank 3 which are formed on a base 1. The cutting blade 4 is characterized in that the cross section thereof orthogonal to the ridge line is curved and the radiuses of curvature R1, R3 of the rake face 2 side end part 41 of the cross section and the flank 3 side end part 43 thereof are set larger than the radius of curvature R2 of the center part 42 between the rake face 2 and the flank 3. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、切削工具に関するものである。   The present invention relates to a cutting tool.

従来、この種の切削工具としては、例えば、正方形や菱形等の多角形平板状をなす基体の多角形面がすくい面とされるとともに周面が逃げ面とされ、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成された切削インサートが知られている。また、このような切削工具は、サーメット、超硬合金等の硬質材料により作製される。特に、被削材に仕上げ加工を行う際には、前記基体が炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）基サーメット等のサーメットからなる切削工具が多く用いられている。   Conventionally, as this type of cutting tool, for example, the polygonal surface of a base plate having a polygonal flat plate shape such as a square or rhombus is a rake face and the peripheral surface is a flank face. There is known a cutting insert in which cutting edges are formed at the crossing ridge portions. Moreover, such a cutting tool is produced with hard materials, such as a cermet and a cemented carbide. In particular, when finishing a work material, a cutting tool in which the base is made of a cermet such as a titanium carbonitride (TiCN) -based cermet is often used.

このような切削工具は、非常に高硬度である反面、脆弱な性質を有していることから、切削加工時の衝撃等によって切刃にチッピングや欠損が生じることがある。そこで、切刃のチッピングや欠損を防止する目的で、この切刃に、丸ホーニングやチャンファーホーニング等のホーニング処理を施すことが行われている。   Although such a cutting tool is very hard, it has a fragile property, so that the cutting edge may be chipped or chipped due to impact during cutting. Therefore, honing treatment such as round honing and chamfer honing is performed on the cutting blade for the purpose of preventing chipping and chipping of the cutting blade.

例えば、特許文献１の切削工具においては、切刃に丸ホーニングを施している。すなわち、切刃の稜線に直交する断面が、曲線状に形成されている。そして、この切刃の断面におけるすくい面側の端部及び逃げ面側の端部の曲率半径が、これら端部同士の間の中央部における曲率半径よりも小さく設定されている。詳しくは、前記断面における切刃の曲率半径は、すくい面側の端部から前記中央部に向かって漸次大きくなり、前記中央部から逃げ面側の端部へ向かって漸次小さくなるように設定されている。このように、前記中央部の曲率半径を比較的大きく設定することで、切刃のチッピングや欠損を抑制するようにしている。   For example, in the cutting tool of Patent Document 1, round honing is applied to the cutting edge. That is, the cross section orthogonal to the ridgeline of the cutting edge is formed in a curved shape. And the curvature radius of the edge part by the side of a rake face and the edge part by the side of a flank in the cross section of this cutting blade is set smaller than the curvature radius in the center part between these edge parts. Specifically, the radius of curvature of the cutting edge in the cross section is set so as to gradually increase from the end portion on the rake face side toward the center portion and gradually decrease from the center portion toward the end portion on the flank face side. ing. Thus, the chipping and chipping of the cutting edge are suppressed by setting the radius of curvature of the central portion relatively large.

特開２００５−１３１７３９号公報JP 2005-131739 A

しかしながら、特許文献１のような切削工具では、被削材に切り込む前記中央部の曲率半径が比較的大きく設定されることから、切削加工時の切削背分力が増大し、これによりビビリ振動が発生するなどして、被削材の加工面に斑が生じたり該加工面が白っぽく変色したりして、加工精度を確保できなかった。   However, in a cutting tool such as Patent Document 1, since the radius of curvature of the central portion cut into the work material is set to be relatively large, the cutting back force at the time of cutting increases, thereby causing chatter vibration. As a result, the processing surface of the work material becomes uneven or the processing surface turns whitish, so that the processing accuracy cannot be ensured.

本発明は、このような事状に鑑みてなされたものであって、切刃のチッピングや欠損を防止しつつ、加工精度を充分に確保できる切削工具を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cutting tool that can sufficiently ensure machining accuracy while preventing chipping and chipping of a cutting edge.

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、基体に形成されたすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃を有する切削工具であって、前記切刃は、その稜線に直交する断面が曲線状をなし、前記断面における前記すくい面側の端部及び前記逃げ面側の端部の曲率半径が、これらすくい面と逃げ面との間の中央部の曲率半径よりも夫々大きく設定され、前記基体は、表面から内部に向かうに連れ漸次硬度が低くなる表層部を有し、前記切刃は、前記表層部に形成され、前記中央部は、その突出する頂部から周囲の前記すくい面側又は前記逃げ面側へ向かうに連れ漸次硬度が低められていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
That is, the present invention is a cutting tool having a cutting edge at a crossing ridge line portion between a rake face and a flank formed on a base, and the cutting blade has a curved cross section perpendicular to the ridge line. the rake face side of the end portion and the radius of curvature of the end portion of the flank side, is also set respectively greater than the radius of curvature of the central portion between these rake face and the flank of the substrate is inside from the surface The cutting edge is formed in the surface layer portion, and the central portion is directed from the protruding top portion to the surrounding rake face side or the flank face side. The gradual hardness is gradually reduced along with.

本発明に係る切削工具によれば、切刃は、その稜線に直交する断面が曲線状をなし、所謂丸ホーニングとされているので、切刃のチッピングや欠損が防止される。また、切刃の断面におけるすくい面側の端部及び逃げ面側の端部の曲率半径が、これらすくい面と逃げ面との間の中央部の曲率半径よりも夫々大きく設定されており、これにより、この切刃は、前記中央部を突出させるようにして刃先が形成されている。   According to the cutting tool of the present invention, the cutting edge has a curved cross section perpendicular to the ridgeline, and is a so-called round honing, so that chipping and chipping of the cutting edge are prevented. In addition, the radius of curvature of the edge on the rake face side and the edge on the flank face side in the cross section of the cutting edge is set to be larger than the radius of curvature of the center part between the rake face and the flank face. Thus, the cutting edge is formed with a cutting edge so that the central portion protrudes.

従って、この切削工具は、切刃の前記中央部から被削材に鋭く切り込むようにして切削加工するので、切削加工時の切削背分力を低減できる。これにより、ビビリ振動が抑制され、被削材の加工面に斑が生じたり該加工面が白っぽく変色したりするようなことが確実に防止され、加工精度が高められる。   Therefore, since this cutting tool performs cutting by sharply cutting into the work material from the central portion of the cutting blade, it is possible to reduce the cutting back force during cutting. As a result, chatter vibration is suppressed, and it is reliably prevented that spots are formed on the processed surface of the work material and the processed surface is whitishly discolored, and the processing accuracy is increased.

また、このような構成の切削工具を仕上げ加工に用いた際には、被削材の加工面における表面粗さが抑制されて、該加工面が精度よくきれいに仕上げられる。すなわち、切刃の前記逃げ面側の端部の曲率半径が比較的大きく設定されることから、この端部において、切刃が被削材の加工面に対して擦れるように長く接触することになり、所謂バニッシュ（ｂｕｒｎｉｓｈ）効果を奏して、高精度の仕上げ加工が行える。
また、前記基体は、表面から内部に向かうに連れ漸次硬度が低くなる表層部を有し、前記切刃は、前記表層部に形成され、前記中央部は、その突出する頂部から周囲の前記すくい面側又は前記逃げ面側へ向かうに連れ漸次硬度が低められている。
この切削工具によれば、基体は、その表面から内部に向かうに連れ漸次硬度が低くなる表層部を有しており、この表層部に形成された切刃の前記中央部は、前述のように突出するようにして形成されている。このように切刃の中央部が突出して形成されることにより、中央部は、その頂部が表層部における厚さ方向の表面側に配置され、該頂部から周囲のすくい面側又は逃げ面側へ向かうに連れ漸次表層部における厚さ方向の内部側へ向かうように傾斜して形成される。すなわち、切刃の中央部は、その頂部が高硬度に形成されているとともに、該頂部から周囲のすくい面側又は逃げ面側へ向かうに連れ漸次硬度が低められている。
このような構成により、切刃の刃先となる前記中央部の頂部の硬度が確実に高められるので、高精度の切削加工が長期に亘り安定して行える。また、切刃の中央部は、その頂部から周囲のすくい面側又は逃げ面側へ向かうに連れ漸次硬度が低められているので、靭性が確保され、切削加工時の衝撃等による切刃のチッピングや欠損が確実に防止される。 Further, when the cutting tool having such a configuration is used for finishing, the surface roughness on the processed surface of the work material is suppressed, and the processed surface is finished with high accuracy. That is, since the radius of curvature of the end portion on the flank side of the cutting edge is set to be relatively large, at this end portion, the cutting blade is in long contact so as to rub against the work surface of the work material. Thus, a so-called burnish effect can be achieved and high-precision finishing can be performed.
Further, the base has a surface layer portion whose hardness gradually decreases from the surface toward the inside, the cutting edge is formed in the surface layer portion, and the central portion is the rake around the protruding top portion. The hardness gradually decreases toward the surface side or the flank side.
According to this cutting tool, the base body has a surface layer portion whose hardness gradually decreases from the surface toward the inside, and the central portion of the cutting blade formed on the surface layer portion is as described above. It is formed so as to protrude. By forming the central portion of the cutting blade so as to project in this way, the central portion is arranged on the surface side in the thickness direction of the surface layer portion, and from the top portion to the surrounding rake face side or flank face side. It is formed so as to be gradually inclined toward the inner side in the thickness direction in the surface layer portion as it goes. In other words, the central portion of the cutting edge is formed with a high hardness at the top, and the hardness gradually decreases from the top toward the surrounding rake face side or flank face side.
With such a configuration, the hardness of the top portion of the central portion, which is the cutting edge of the cutting blade, is reliably increased, so that highly accurate cutting can be performed stably over a long period of time. In addition, since the hardness of the center part of the cutting edge is gradually reduced from the top part toward the surrounding rake face side or flank face side, toughness is ensured and chipping of the cutting edge due to impact, etc. during cutting processing is ensured. And defects are reliably prevented.

また、本発明に係る切削工具において、前記すくい面側の端部の曲率半径Ｒ１と、前記中央部の曲率半径Ｒ２とが、０．１≦Ｒ２／Ｒ１≦０．７の範囲内に設定され、前記曲率半径Ｒ２と、前記逃げ面側の端部の曲率半径Ｒ３とが、０．１≦Ｒ２／Ｒ３≦０．７の範囲内に設定されることとしてもよい。   In the cutting tool according to the present invention, the curvature radius R1 of the end portion on the rake face side and the curvature radius R2 of the central portion are set within a range of 0.1 ≦ R2 / R1 ≦ 0.7. The radius of curvature R2 and the radius of curvature R3 of the flank end may be set within the range of 0.1 ≦ R2 / R3 ≦ 0.7.

本発明に係る切削工具によれば、切刃の前記断面において、前記すくい面側の端部の曲率半径Ｒ１と、前記中央部の曲率半径Ｒ２との関係が、０．１≦Ｒ２／Ｒ１≦０．７の範囲内に設定され、前記曲率半径Ｒ２と、前記逃げ面側の端部の曲率半径Ｒ３との関係が、０．１≦Ｒ２／Ｒ３≦０．７の範囲内に設定されているので、切刃の前記中央部が剛性を確保しつつ充分に突出して形成される。これにより、切削加工時の切削背分力を確実に低減でき、切削加工の精度が充分に確保される。   According to the cutting tool of the present invention, in the cross section of the cutting blade, the relationship between the curvature radius R1 of the end portion on the rake face side and the curvature radius R2 of the central portion is 0.1 ≦ R2 / R1 ≦. Is set within a range of 0.7, and the relationship between the radius of curvature R2 and the radius of curvature R3 of the end portion on the flank side is set within a range of 0.1 ≦ R2 / R3 ≦ 0.7. Therefore, the central portion of the cutting blade is formed to sufficiently protrude while ensuring rigidity. Thereby, the cutting back force at the time of a cutting process can be reduced reliably, and the precision of a cutting process is fully ensured.

詳しくは、前記Ｒ２／Ｒ１又は前記Ｒ２／Ｒ３が０．１よりも小さく設定された場合、切刃の前記中央部がその頂部を鋭利に突出させすぎるようにして形成され、該切刃の剛性が確保できないことがある。また、前記Ｒ２／Ｒ１又は前記Ｒ２／Ｒ３が０．７を超えて設定された場合、切刃の前記中央部が充分には突出して形成されないこととなり、切削加工時の切削背分力を低減できず、ビビリ振動が発生するなどして加工精度が確保できないことがある。   Specifically, when R2 / R1 or R2 / R3 is set to be smaller than 0.1, the center portion of the cutting blade is formed so that its top portion protrudes too sharply, and the rigidity of the cutting blade is May not be secured. In addition, when R2 / R1 or R2 / R3 is set to exceed 0.7, the central portion of the cutting edge is not sufficiently projected to be formed, and the cutting back force during cutting is reduced. In some cases, machining accuracy may not be ensured due to chatter vibration.

また、本発明に係る切削工具において、前記基体は、炭窒化チタン基サーメットからなることとしてもよい。   In the cutting tool according to the present invention, the base may be made of a titanium carbonitride-based cermet.

本発明に係る切削工具によれば、基体が、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）基サーメットからなるので、この切削工具を仕上げ加工に用いて特に好適である。
また、本発明に係る切削工具において、前記切刃の前記断面がなす凸曲線は、前記端部から前記中央部に向かうに従い曲率半径が漸次小さくなることとしてもよい。 According to the cutting tool according to the present invention, the substrate is made of titanium carbonitride (TiCN) -based cermet, so that this cutting tool is particularly suitable for use in finishing.
Moreover, the cutting tool which concerns on this invention WHEREIN: As for the convex curve which the said cross section of the said cutting edge makes | forms, it is good also as a curvature radius becoming small gradually as it goes to the said center part from the said edge part.

本発明に係る切削工具によれば、切刃のチッピングや欠損を防止しつつ、加工精度を充分に確保できる。   According to the cutting tool according to the present invention, it is possible to sufficiently ensure machining accuracy while preventing chipping and chipping of the cutting edge.

本発明の一実施形態に係る切削工具を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the cutting tool which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の切削工具の切刃を拡大して示す部分側断面図である。It is a partial sectional side view which expands and shows the cutting blade of the cutting tool of FIG. 図２における基体の表層部の硬さ勾配を示す部分側断面図である。FIG. 3 is a partial side cross-sectional view showing a hardness gradient of a surface layer portion of a base body in FIG. 2.

図１に示すように、本実施形態に係る切削工具１０は、ＴｉＣＮ基サーメットからなり、例えば、正方形平板状に形成された基体１を有する切削インサートである。基体１は、その一対の正方形面が夫々すくい面２とされ、すくい面２の周囲においてこれら一対のすくい面２同士を繋ぐように該すくい面２に交差して形成された逃げ面３と、すくい面２と逃げ面３との交差稜線部に形成された切刃４と、を有している。   As shown in FIG. 1, a cutting tool 10 according to the present embodiment is a cutting insert made of a TiCN-based cermet and having a base 1 formed in a square flat plate shape, for example. The base body 1 has a pair of square surfaces as a rake face 2, and a flank face 3 formed so as to intersect the rake face 2 so as to connect the pair of rake faces 2 around the rake face 2. And a cutting edge 4 formed at the intersection ridge line portion of the rake face 2 and the flank face 3.

また、基体１は、表面から内部に向かうに連れ漸次連続的に硬度が低くなる、所謂硬さ勾配を設けた表層部を有しており、切刃４は、この表層部に形成されている。   The base body 1 has a surface layer portion provided with a so-called hardness gradient in which the hardness gradually decreases from the surface toward the inside, and the cutting edge 4 is formed on the surface layer portion. .

詳しくは、切刃４は、その稜線に直交する断面が、図２に示すように凸曲線状をなし、所謂丸ホーニングとされている。また、この断面において、切刃４のすくい面２側の端部４１の曲率半径Ｒ１と、切刃４におけるすくい面２と逃げ面３との間の中央部４２の曲率半径Ｒ２とは、互いに異なっている。詳しくは、切刃４の端部４１の曲率半径Ｒ１は、中央部４２の曲率半径Ｒ２よりも大きく設定されており、曲率半径Ｒ２を曲率半径Ｒ１で除した値は、０．１≦Ｒ２／Ｒ１≦０．７の範囲内に設定される。尚、より好ましくは、曲率半径Ｒ２／曲率半径Ｒ１は、０．３≦Ｒ２／Ｒ１≦０．５の範囲内に設定される。   Specifically, the cutting blade 4 has a cross-section orthogonal to the ridge line as a convex curve as shown in FIG. Further, in this cross section, the curvature radius R1 of the end portion 41 on the rake face 2 side of the cutting edge 4 and the curvature radius R2 of the central portion 42 between the rake face 2 and the flank face 3 of the cutting edge 4 are mutually different. Is different. Specifically, the curvature radius R1 of the end portion 41 of the cutting edge 4 is set to be larger than the curvature radius R2 of the central portion 42, and a value obtained by dividing the curvature radius R2 by the curvature radius R1 is 0.1 ≦ R2 / It is set within the range of R1 ≦ 0.7. More preferably, the radius of curvature R2 / the radius of curvature R1 is set within a range of 0.3 ≦ R2 / R1 ≦ 0.5.

また、図２において、切刃４の逃げ面３側の端部４３の曲率半径Ｒ３と、切刃４の中央部４２の曲率半径Ｒ２とは、互いに異なっている。詳しくは、切刃４の端部４３の曲率半径Ｒ３は、中央部４２の曲率半径Ｒ２よりも大きく設定されており、曲率半径Ｒ２を曲率半径Ｒ３で除した値は、０．１≦Ｒ２／Ｒ３≦０．７の範囲内に設定される。尚、より好ましくは、曲率半径Ｒ２／曲率半径Ｒ３は、０．３≦Ｒ２／Ｒ３≦０．５の範囲内に設定される。   In FIG. 2, the radius of curvature R3 of the end portion 43 of the cutting edge 4 on the flank 3 side and the radius of curvature R2 of the central portion 42 of the cutting edge 4 are different from each other. Specifically, the radius of curvature R3 of the end 43 of the cutting edge 4 is set to be larger than the radius of curvature R2 of the central portion 42, and the value obtained by dividing the radius of curvature R2 by the radius of curvature R3 is 0.1 ≦ R2 / It is set within the range of R3 ≦ 0.7. More preferably, the radius of curvature R2 / the radius of curvature R3 is set within a range of 0.3 ≦ R2 / R3 ≦ 0.5.

尚、切刃４の断面がなす凸曲線は、端部４１、４３から中央部４２に向かうに従い曲率半径が漸次小さくなり、中央部４２で最小の曲率半径Ｒ２となるようにされている。   The convex curve formed by the cross section of the cutting edge 4 has a radius of curvature that gradually decreases from the end portions 41 and 43 toward the central portion 42, and has a minimum radius of curvature R 2 at the central portion 42.

また、図３において、符号Ａは、基体１における前記表層部を示しており、図中の破線は、この表層部内において同一硬度を有する部分同士を繋ぐようにして夫々示す仮想線である。また、図中の２点鎖線は、基体１に形成された表層部のうち、切刃４を前述の形状に形成した際に除去された部分を示す仮想線である。   In FIG. 3, the symbol A indicates the surface layer portion of the substrate 1, and the broken lines in the drawing are virtual lines that respectively connect the portions having the same hardness in the surface layer portion. In addition, a two-dot chain line in the drawing is an imaginary line indicating a portion of the surface layer portion formed on the substrate 1 that is removed when the cutting edge 4 is formed in the shape described above.

切刃４は、前述のように中央部４２の曲率半径Ｒ２がその両端部４１、４３の曲率半径Ｒ１、Ｒ３よりも小さく設定されることから、図示するように、中央部４２が突出するようにして形成されている。   As described above, the cutting edge 4 is set so that the curvature radius R2 of the central portion 42 is smaller than the curvature radii R1 and R3 of both end portions 41 and 43, so that the central portion 42 protrudes as shown in the figure. Is formed.

また、このように切刃４の中央部４２が突出して形成されることにより、中央部４２は、その頂部が表層部Ａにおける厚さ方向の表面側に配置され、該頂部から周囲のすくい面２側又は逃げ面３側へ向かうに連れ漸次表層部Ａにおける厚さ方向の内部側へ向かうように傾斜して形成されている。すなわち、切刃４の中央部４２は、その頂部が高硬度に形成され、該頂部から周囲のすくい面２側又は逃げ面３側へ向かうに連れ漸次硬度が低められている。   Further, by forming the central portion 42 of the cutting blade 4 so as to protrude in this way, the central portion 42 is disposed on the surface side in the thickness direction of the surface layer portion A, and the rake face surrounding the top portion is provided. It is formed so as to be inclined toward the inner side in the thickness direction of the surface layer portion A gradually toward the second side or the flank 3 side. That is, the central portion 42 of the cutting edge 4 is formed with high hardness at the top, and gradually decreases in hardness from the top toward the surrounding rake face 2 side or flank face 3 side.

以上説明したように、本実施形態に係る切削工具１０によれば、切刃４は、その稜線に直交する断面が凸曲線状をなし、所謂丸ホーニングとされているので、該切刃４のチッピングや欠損が防止される。また、切刃４の前記断面におけるすくい面２側の端部４１及び逃げ面３側の端部４３の曲率半径Ｒ１、Ｒ３が、これらすくい面２と逃げ面３との間の中央部４２の曲率半径Ｒ２よりも夫々大きく設定されており、これにより、この切刃４は、中央部４２を突出させるようにして刃先が形成されている。   As described above, according to the cutting tool 10 according to the present embodiment, the cutting blade 4 has a so-called round honing in which the cross section perpendicular to the ridgeline has a convex curve shape. Chipping and chipping are prevented. Further, the radii of curvature R1 and R3 of the end portion 41 on the rake face 2 side and the end portion 43 on the flank face 3 side in the cross section of the cutting edge 4 are the same as those of the central portion 42 between the rake face 2 and the flank face 3. The radius of curvature R2 is set to be larger than the radius of curvature R2, so that the cutting edge 4 is formed with a cutting edge so that the central portion 42 protrudes.

従って、この切削工具１０は、切刃４の中央部４２から被削材に鋭く切り込むようにして切削加工するので、切削加工時の切削背分力を低減できる。これにより、ビビリ振動が抑制され、被削材の加工面に斑が生じたり該加工面が白っぽく変色したりするようなことが確実に防止され、加工精度が高められる。   Therefore, the cutting tool 10 performs cutting by sharply cutting into the work material from the central portion 42 of the cutting edge 4, so that the cutting back force during cutting can be reduced. As a result, chatter vibration is suppressed, and it is reliably prevented that spots are formed on the processed surface of the work material and the processed surface is whitishly discolored, and the processing accuracy is increased.

また、このような構成の切削工具１０を仕上げ加工に用いた際には、被削材の加工面における表面粗さが抑制されて、該加工面が精度よくきれいに仕上げられる。すなわち、切刃４の逃げ面３側の端部４３の曲率半径Ｒ３が比較的大きく設定されることから、この端部４３において、切刃４が被削材の加工面に対して擦れるように長く接触することになり、所謂バニッシュ効果を奏して、高精度の仕上げ加工が行える。   Further, when the cutting tool 10 having such a configuration is used for finishing, the surface roughness on the processed surface of the work material is suppressed, and the processed surface is finished with high accuracy. That is, since the radius of curvature R3 of the end portion 43 of the cutting edge 4 on the flank 3 side is set to be relatively large, the cutting edge 4 is rubbed against the processing surface of the work material at the end portion 43. It will be in contact for a long time, and a so-called burnish effect will be produced, and high-precision finishing can be performed.

また、図２の切刃４の断面において、すくい面２側の端部４１の曲率半径Ｒ１と、中央部４２の曲率半径Ｒ２との関係が、０．１≦Ｒ２／Ｒ１≦０．７の範囲内に設定され、前記曲率半径Ｒ２と、逃げ面３側の端部４３の曲率半径Ｒ３との関係が、０．１≦Ｒ２／Ｒ３≦０．７の範囲内に設定されているので、切刃４の中央部４２が剛性を確保しつつ充分に突出して形成される。これにより、切削加工時の切削背分力を確実に低減でき、切削加工の精度が充分に確保される。   Further, in the cross section of the cutting edge 4 in FIG. 2, the relationship between the curvature radius R1 of the end portion 41 on the rake face 2 side and the curvature radius R2 of the central portion 42 is 0.1 ≦ R2 / R1 ≦ 0.7. Since the relationship between the radius of curvature R2 and the radius of curvature R3 of the end portion 43 on the flank 3 side is set within a range of 0.1 ≦ R2 / R3 ≦ 0.7, The central portion 42 of the cutting blade 4 is formed to sufficiently protrude while ensuring rigidity. Thereby, the cutting back force at the time of a cutting process can be reduced reliably, and the precision of a cutting process is fully ensured.

詳しくは、前記Ｒ２／Ｒ１又は前記Ｒ２／Ｒ３が０．１よりも小さく設定された場合、切刃４の中央部４２がその頂部を鋭利に突出させすぎるようにして形成され、切刃４の剛性が確保できないことがある。また、前記Ｒ２／Ｒ１又は前記Ｒ２／Ｒ３が０．７を超えて設定された場合、切刃４の中央部４２が充分には突出して形成されないこととなり、切削加工時の切削背分力を低減できず、ビビリ振動が発生するなどして加工精度が確保できないことがある。   Specifically, when R2 / R1 or R2 / R3 is set to be smaller than 0.1, the center portion 42 of the cutting blade 4 is formed so that its top portion protrudes too sharply, and the cutting blade 4 Stiffness may not be ensured. Further, when R2 / R1 or R2 / R3 is set to exceed 0.7, the central portion 42 of the cutting edge 4 is not sufficiently projected and formed, and the cutting back force at the time of cutting is reduced. It cannot be reduced, and chatter vibrations may occur, and machining accuracy may not be ensured.

また、硬さ勾配を有する表層部Ａにおいて、切刃４が前述のように構成されることにより、切刃４の刃先となる中央部４２の頂部の硬度が確実に高められるので、高精度の切削加工が長期に亘り安定して行える。また、切刃４の中央部４２は、その頂部から周囲のすくい面２側又は逃げ面３側へ向かうに連れ漸次硬度が低められているので、靭性が確保され、切削加工時の衝撃等による切刃４のチッピングや欠損が確実に防止される。   Moreover, in the surface layer part A which has a hardness gradient, since the cutting edge 4 is comprised as mentioned above, the hardness of the top part of the center part 42 used as the blade edge | tip of the cutting edge 4 can be raised reliably, so it is highly accurate. Cutting can be performed stably over a long period of time. Further, since the central portion 42 of the cutting edge 4 gradually decreases in hardness from the top portion toward the peripheral rake face 2 side or the flank face 3 side, toughness is ensured and due to impact during cutting or the like. Chipping and chipping of the cutting edge 4 are reliably prevented.

尚、本実施形態のようにして基体１の表層部Ａに硬さ勾配を設けるには、例えば、この基体１の焼結時において下記のような手法を用いればよい。   In order to provide a hardness gradient in the surface layer portion A of the substrate 1 as in the present embodiment, for example, the following method may be used when the substrate 1 is sintered.

まず、圧力が１０Ｐａ以下の真空雰囲気に設定された焼結容器内に焼結前の基体１を配置し、該焼結容器内の温度が室温から１２００℃になるまで、１０℃／分の昇温速度で加熱する。
焼結容器内の温度が１２００℃に達したら、圧力を１０Ｐａ以下に維持したまま、温度が１３５０℃になるまで、２℃／分の昇温速度で加熱する。 First, the base body 1 before sintering is placed in a sintering container set in a vacuum atmosphere with a pressure of 10 Pa or less, and the temperature in the sintering container is increased by 10 ° C./minute from room temperature to 1200 ° C. Heat at a warm rate.
When the temperature in the sintering container reaches 1200 ° C., heating is performed at a rate of 2 ° C./min until the temperature reaches 1350 ° C. while maintaining the pressure at 10 Pa or less.

次いで、焼結容器内の温度が１３５０℃に達したら、焼結容器内を圧力１３００Ｐａの窒素雰囲気に設定し、所定の焼結温度（例えば１５００℃）になるまで、２℃／分の昇温速度で加熱する。   Next, when the temperature in the sintering container reaches 1350 ° C., the inside of the sintering container is set to a nitrogen atmosphere at a pressure of 1300 Pa, and the temperature is increased by 2 ° C./min until a predetermined sintering temperature (eg, 1500 ° C.) is reached. Heat at speed.

焼結容器内の温度が前記焼結温度に達したら、焼結容器内を圧力１０Ｐａ以下の真空雰囲気に設定し、該焼結温度のまま６０分間維持させる。
次いで、焼結容器内を圧力９０ｋＰａ以下のアルゴン雰囲気に設定し、該焼結容器内を冷却する。
このようにして、基体１の表層部Ａに前記硬さ勾配が形成される。 When the temperature in the sintering container reaches the sintering temperature, the inside of the sintering container is set to a vacuum atmosphere with a pressure of 10 Pa or less, and the sintering temperature is maintained for 60 minutes.
Next, the inside of the sintering vessel is set to an argon atmosphere with a pressure of 90 kPa or less, and the inside of the sintering vessel is cooled.
In this way, the hardness gradient is formed in the surface layer portion A of the substrate 1.

また、前述のようにして焼結された基体１の表層部Ａにおいて、具体的に硬さ勾配を測定した一例について説明する。   An example in which the hardness gradient is specifically measured in the surface layer portion A of the substrate 1 sintered as described above will be described.

詳しくは、この焼結後の基体１を０．５ｍｍ研削し、さらにラップ加工して鏡面状に形成した表面からのビッカース硬さ（Ｈｖ）を、超微小押し込み硬さ試験機を用いて荷重１Ｎ、保持時間１０秒の条件にて測定した。尚、測定箇所は、この表面より２０、４０、６０、８０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００μｍの位置に設定した。結果を表１に示す。   Specifically, the sintered substrate 1 is ground by 0.5 mm, further lapped, and the Vickers hardness (Hv) from the mirror-formed surface is loaded using an ultra-fine indentation hardness tester. The measurement was performed under the conditions of 1 N and a holding time of 10 seconds. Measurement locations were set at 20, 40, 60, 80, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, and 1000 μm from this surface. The results are shown in Table 1.

Figure 0005365300
Figure 0005365300

表１に示すように、基体１の表層部Ａは、その表面から内部に向かうに連れ漸次硬度が低められていることがわかった。詳しくは、測定箇所２０μｍから３００μｍまでの範囲内においては、表層部Ａの表面から内部へ向かうに連れ漸次硬度が低減されていることが確認された。またその一方で、測定箇所３００μｍを超え１０００μｍまでの範囲内においては、硬さ勾配がそれ以上に低減することなく、硬度が安定して確保されることが確認された。   As shown in Table 1, it was found that the hardness of the surface layer portion A of the substrate 1 gradually decreased from the surface toward the inside. Specifically, it was confirmed that the hardness gradually decreased from the surface of the surface layer portion A toward the inside in the range from 20 μm to 300 μm. On the other hand, it was confirmed that the hardness was stably secured without any further reduction in the hardness gradient in the range from 300 μm to 1000 μm.

また、本実施形態の切削工具１０は、基体１がＴｉＣＮ基サーメットからなるので、該切削工具１０を仕上げ加工に用いて特に好適である。   Moreover, since the base | substrate 1 consists of TiCN base cermet, the cutting tool 10 of this embodiment is especially suitable for using this cutting tool 10 for finishing.

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、本実施形態では、基体１がＴｉＣＮ基サーメットからなることとしたが、これに限定されるものではなく、それ以外の超硬合金等からなることとしても構わない。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the present embodiment, the substrate 1 is made of TiCN-based cermet, but is not limited thereto, and may be made of other cemented carbide.

また、基体１は、その一対の正方形面が夫々すくい面２とされていることとしたが、これら一対の正方形面のうち少なくとも一面がすくい面２とされていればよい。
また、基体１は、正方形平板状に形成されていることとしたが、これに限定されるものではなく、基体１は、正方形平板状以外の多角形平板状に形成されていても構わない。またこの場合、その一対の多角形面のうち少なくとも一面がすくい面２とされていればよい。 In addition, the base body 1 has the pair of square surfaces as the rake face 2, but at least one of the pair of square faces may be the rake face 2.
In addition, the base body 1 is formed in a square flat plate shape, but is not limited to this, and the base body 1 may be formed in a polygonal flat plate shape other than the square flat plate shape. In this case, at least one of the pair of polygonal surfaces may be the rake surface 2.

また、本実施形態では、切削工具１０として切削インサートを用い説明したが、これに限定されるものではない。
また、切刃４の曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３において、前記Ｒ２／Ｒ１及び前記Ｒ２／Ｒ３は、前述の範囲内に限定されるものではない。 Moreover, although this embodiment demonstrated using the cutting insert as the cutting tool 10, it is not limited to this.
Further, in the curvature radii R1, R2, and R3 of the cutting edge 4, the R2 / R1 and the R2 / R3 are not limited to the above-described ranges.

また、基体１の表層部Ａは、その表面から内部に向かうに連れ漸次連続的に硬度が低められる硬さ勾配を有していることとしたが、本発明とは技術思想が異なる参考例では、基体１は、その表層部Ａに前記硬さ勾配が設けられていなくても構わない。 Further, the surface layer portion A of the base body 1 has a hardness gradient that gradually decreases in hardness from the surface toward the inside, but in a reference example having a technical idea different from the present invention, The substrate 1 may not have the hardness gradient on the surface layer portion A.

１ 基体
２ すくい面
３ 逃げ面
４ 切刃
１０ 切削工具
４１ 切刃のすくい面側の端部
４２ 切刃におけるすくい面と逃げ面との間の中央部
４３ 切刃の逃げ面側の端部
Ａ 基体の表層部
Ｒ１ 切刃のすくい面側の端部における曲率半径
Ｒ２ 切刃の中央部における曲率半径
Ｒ３ 切刃の逃げ面側の端部における曲率半径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Rake face 3 Flank face 4 Cutting edge 10 Cutting tool 41 End part on the rake face side of the cutting edge 42 Center part between rake face and flank face in the cutting edge 43 End part on the flank face side of the cutting edge A Surface layer portion of the base R1 Radius of curvature at the edge of the cutting edge on the rake face R2 Radius of curvature at the center of the cutting edge R3 Radius of curvature at the edge of the flank side of the cutting edge

Claims (4)

基体に形成されたすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃を有する切削工具であって、
前記切刃は、その稜線に直交する断面が曲線状をなし、前記断面における前記すくい面側の端部及び前記逃げ面側の端部の曲率半径が、これらすくい面と逃げ面との間の中央部の曲率半径よりも夫々大きく設定され、
前記基体は、表面から内部に向かうに連れ漸次硬度が低くなる表層部を有し、
前記切刃は、前記表層部に形成され、
前記中央部は、その突出する頂部から周囲の前記すくい面側又は前記逃げ面側へ向かうに連れ漸次硬度が低められていることを特徴とする切削工具。 A cutting tool having a cutting edge at a crossing ridge line portion between a rake face and a flank formed on a base,
The cutting blade has a curved cross section perpendicular to the ridgeline, and the radius of curvature of the end portion on the rake face side and the end portion on the flank face side in the cross section is between the rake face and the flank face. It is set larger than the radius of curvature at the center ,
The base has a surface layer portion that gradually decreases in hardness from the surface toward the inside,
The cutting edge is formed on the surface layer portion,
The cutting tool according to claim 1, wherein the central portion has a gradually reduced hardness from the protruding top portion toward the surrounding rake face side or the flank face side . 請求項１に記載の切削工具であって、
前記すくい面側の端部の曲率半径Ｒ１と、前記中央部の曲率半径Ｒ２とが、０．１≦Ｒ２／Ｒ１≦０．７の範囲内に設定され、
前記曲率半径Ｒ２と、前記逃げ面側の端部の曲率半径Ｒ３とが、０．１≦Ｒ２／Ｒ３≦０．７の範囲内に設定されることを特徴とする切削工具。 The cutting tool according to claim 1,
The curvature radius R1 of the end portion on the rake face side and the curvature radius R2 of the central portion are set within a range of 0.1 ≦ R2 / R1 ≦ 0.7,
The cutting tool, wherein the radius of curvature R2 and the radius of curvature R3 of the end portion on the flank side are set within a range of 0.1 ≦ R2 / R3 ≦ 0.7. 請求項１又は２に記載の切削工具であって、
前記基体は、炭窒化チタン基サーメットからなることを特徴とする切削工具。 The cutting tool according to claim 1 or 2 ,
The substrate is made of a titanium carbonitride-based cermet. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削工具であって、  The cutting tool according to any one of claims 1 to 3,
前記切刃の前記断面がなす凸曲線は、前記端部から前記中央部に向かうに従い曲率半径が漸次小さくなることを特徴とする切削工具。  The cutting tool characterized in that the radius of curvature of the convex curve formed by the cross section of the cutting edge gradually decreases from the end toward the center.
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