JPH02152704A - 工具用ダイヤモンドチップ及びダイヤモンドチップを用いた切削工具 - Google Patents
工具用ダイヤモンドチップ及びダイヤモンドチップを用いた切削工具Info
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- JPH02152704A JPH02152704A JP30481788A JP30481788A JPH02152704A JP H02152704 A JPH02152704 A JP H02152704A JP 30481788 A JP30481788 A JP 30481788A JP 30481788 A JP30481788 A JP 30481788A JP H02152704 A JPH02152704 A JP H02152704A
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- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 34
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- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 22
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、天然ダイヤモンド単結晶を用いた工具用ダ
イヤモンドチップと、そのダイヤモンドチップを用いた
切削工具に関するものである。
イヤモンドチップと、そのダイヤモンドチップを用いた
切削工具に関するものである。
ダイヤモンド単結晶は、実在する物質の中で最も硬度が
高く工具として最適な特性を備えている反面、極めて衝
撃に弱く、へき開性等の結晶に特有の欠陥特性も持って
いる。また、同一の結晶においても、結晶面ごとに、ま
た同じ結晶面であっても結晶方向の違いにより研磨特性
や強度特性が大きく異なることが知られている。第7図
はダイヤモンド結晶における研磨性の難易度の違いを模
型的に示したものであり、結晶面ごとに研磨のしやすさ
を数値の大きさで表わしている。図中、実線の矢印は易
研磨、破線の矢印は難研にの方向を示しており、同一結
晶面でも方向によって研磨特性に大きな相遅のあること
がわかる。
高く工具として最適な特性を備えている反面、極めて衝
撃に弱く、へき開性等の結晶に特有の欠陥特性も持って
いる。また、同一の結晶においても、結晶面ごとに、ま
た同じ結晶面であっても結晶方向の違いにより研磨特性
や強度特性が大きく異なることが知られている。第7図
はダイヤモンド結晶における研磨性の難易度の違いを模
型的に示したものであり、結晶面ごとに研磨のしやすさ
を数値の大きさで表わしている。図中、実線の矢印は易
研磨、破線の矢印は難研にの方向を示しており、同一結
晶面でも方向によって研磨特性に大きな相遅のあること
がわかる。
このように結晶面や方向ごとに特有な性質をもつダイヤ
モンド単結晶を用いて、高い切削性能と安定した長寿命
を実現するダイヤモンド工具を得るためには、衝撃的な
切削力に対して充分な強度を持つ切刃形伏と共に、結晶
面や結晶方位の特性を切刃の形状に正しく生かした切刃
設計が必要になる。
モンド単結晶を用いて、高い切削性能と安定した長寿命
を実現するダイヤモンド工具を得るためには、衝撃的な
切削力に対して充分な強度を持つ切刃形伏と共に、結晶
面や結晶方位の特性を切刃の形状に正しく生かした切刃
設計が必要になる。
従来より、セラミックス加工等に用いられているダイヤ
モンド切削工具は、ダイヤモンド単結晶のチップをホル
ダーの先端にロウ付等により取付け、このチップを研磨
加工して切刃を形成し使用されている。
モンド切削工具は、ダイヤモンド単結晶のチップをホル
ダーの先端にロウ付等により取付け、このチップを研磨
加工して切刃を形成し使用されている。
しかし、この構造のものでは結晶原石の結晶面や結晶方
向を全く考慮せずに切刃を形成させるために、切刃とな
る結晶面や結晶方向が変わるごとに切削性能に大きなば
らつきが生じる欠点があった。また、上記従来の切刃は
、くさび角がほぼ90゜程度にされているが、セラミッ
クスのような脆性材料を切削する場合切削力の変動が激
しくなるために、上記くさび角では切刃強度が不十分に
なり、切削中頃刃の欠けやチッピングが生じ易く、長時
間にわたって安定した切削寿命が得られない欠点がある
。
向を全く考慮せずに切刃を形成させるために、切刃とな
る結晶面や結晶方向が変わるごとに切削性能に大きなば
らつきが生じる欠点があった。また、上記従来の切刃は
、くさび角がほぼ90゜程度にされているが、セラミッ
クスのような脆性材料を切削する場合切削力の変動が激
しくなるために、上記くさび角では切刃強度が不十分に
なり、切削中頃刃の欠けやチッピングが生じ易く、長時
間にわたって安定した切削寿命が得られない欠点がある
。
このような従来工具の欠点に対処するため、天然ダイヤ
モンドの12面体や8面体の結晶を未加工のまま工具用
チップとして使用する方法が提案されている。これは、
ダイヤモンド結晶原石のコーナー部を自然のままで切削
工具の切刃として使用し、各コーナー部を使用した後は
次の新しい結晶原石に交換するもので、単結晶をそのま
まツールホルダーに取付けるものである。
モンドの12面体や8面体の結晶を未加工のまま工具用
チップとして使用する方法が提案されている。これは、
ダイヤモンド結晶原石のコーナー部を自然のままで切削
工具の切刃として使用し、各コーナー部を使用した後は
次の新しい結晶原石に交換するもので、単結晶をそのま
まツールホルダーに取付けるものである。
上記構造において、12面体単結晶を用いた場合、結晶
のコーナー部の結晶面が鈍角に交差しているため、切刃
として使用した場合大きなくさび角が得られる利点があ
る。例えば第8図に示すように、4つの結晶面((10
01面)11.11.11.11が交わるコーナー部1
2を切刃先端にとり、切削方向を<110>方向にとる
と、大きな切刃強度が得られる。
のコーナー部の結晶面が鈍角に交差しているため、切刃
として使用した場合大きなくさび角が得られる利点があ
る。例えば第8図に示すように、4つの結晶面((10
01面)11.11.11.11が交わるコーナー部1
2を切刃先端にとり、切削方向を<110>方向にとる
と、大きな切刃強度が得られる。
ところが、通常の天然ダイヤモンドの12面体結晶は、
幾何学的に正確な形状に整ったものがきわめて少なく、
特にコーナー部は欠けたり丸みを帯びて明確なコーナー
形状になっていないことが多い。このため、結晶原石の
コーナー部をそのまま用いて鋭利な切刃を得るのが非常
に難しいのが実状である。そこで、研磨加工により鋭利
なコーナー部を形成しようとすると、コーナー部を形成
する4つの結晶面を全て平面研削する必要があるが、こ
のような平面研削は加工コストが高くなるという不具合
がある。
幾何学的に正確な形状に整ったものがきわめて少なく、
特にコーナー部は欠けたり丸みを帯びて明確なコーナー
形状になっていないことが多い。このため、結晶原石の
コーナー部をそのまま用いて鋭利な切刃を得るのが非常
に難しいのが実状である。そこで、研磨加工により鋭利
なコーナー部を形成しようとすると、コーナー部を形成
する4つの結晶面を全て平面研削する必要があるが、こ
のような平面研削は加工コストが高くなるという不具合
がある。
これに対して、天然8面体結晶は、原石の形状が明瞭で
コニナ一部も鋭利なものが得やすい利点があるが、コー
ナー部のくさび角が天然12面体結晶に比べて小さいた
めに、摩耗のスピードが早く寿命が短いという欠点があ
る。
コニナ一部も鋭利なものが得やすい利点があるが、コー
ナー部のくさび角が天然12面体結晶に比べて小さいた
めに、摩耗のスピードが早く寿命が短いという欠点があ
る。
この発明は、形が明瞭で鋭利なコーナーが得やすい8面
体結晶の特徴に着目し、この8面体結晶に簡単な加工を
施すことにより、12面体結晶のコーナー部が鋭利な場
合に相当する切刃コーナーを具備した工具用ダイヤモン
ドチップを提供することを第1の目的とする。
体結晶の特徴に着目し、この8面体結晶に簡単な加工を
施すことにより、12面体結晶のコーナー部が鋭利な場
合に相当する切刃コーナーを具備した工具用ダイヤモン
ドチップを提供することを第1の目的とする。
また、第2の目的は、上記ダイヤモンドチップを用いて
結晶特性の利点を切削切刃に生かした高寿命の切削工具
を提供することにある。
結晶特性の利点を切削切刃に生かした高寿命の切削工具
を提供することにある。
〔目的を達成するための手段]
上記の第1の目的を達成するため、この発明は、第1図
及び第2図に示すごとく、天然ダイヤモンド8面体単結
晶1の稜線2に、その稜線と単結晶中心Oを含む面に対
して直角な面(+1101面)3.3.3.3を面取り
し、この面取りした面3.3.3.3と面取りした面3
の交差点4とで切刃を構成したものである。
及び第2図に示すごとく、天然ダイヤモンド8面体単結
晶1の稜線2に、その稜線と単結晶中心Oを含む面に対
して直角な面(+1101面)3.3.3.3を面取り
し、この面取りした面3.3.3.3と面取りした面3
の交差点4とで切刃を構成したものである。
なお、稜8ji!2の面取りは、図示のように稜線全体
に施すのではなく、切刃として使用する少なくともコー
ナー部近傍部だけに施すようにしてもよい。
に施すのではなく、切刃として使用する少なくともコー
ナー部近傍部だけに施すようにしてもよい。
上記のように面取りした面3.3.3.3は、第1図と
第8図を対照すると解るように、12面体結晶10の4
つめ結晶面((1101面)11.11.11.11と
同一の結晶面となる。すなわち、この面取り面3.3.
3.3とその面取り面の交差点4を切刃とすると、第8
図の12面体結晶のコーナー部を切刃とした場合と同等
の結晶方位になリ、くさび角とすくい面も12面体結晶
と同様のものが得られ、大きな切刃強度を得ることがで
きる。
第8図を対照すると解るように、12面体結晶10の4
つめ結晶面((1101面)11.11.11.11と
同一の結晶面となる。すなわち、この面取り面3.3.
3.3とその面取り面の交差点4を切刃とすると、第8
図の12面体結晶のコーナー部を切刃とした場合と同等
の結晶方位になリ、くさび角とすくい面も12面体結晶
と同様のものが得られ、大きな切刃強度を得ることがで
きる。
また、上記の場合、切刃の頂点部となる面取り面3の交
差点4が加工により形成されるので、鋭利な切刃部が得
られ、コーナー部を未加工のまま使用する場合に比べて
はるかに切削性能に優れる利点がある。
差点4が加工により形成されるので、鋭利な切刃部が得
られ、コーナー部を未加工のまま使用する場合に比べて
はるかに切削性能に優れる利点がある。
また、上記のごとき面取り加工は、稜線を削り取って平
面に形成するものである。そのため、研磨加工も平面を
研磨するのに比べて著しく容易であるから、低コストで
形成できる利点がある。
面に形成するものである。そのため、研磨加工も平面を
研磨するのに比べて著しく容易であるから、低コストで
形成できる利点がある。
なお、上記ダイヤモンドチップ1は、8面体結晶の6つ
のコーナー部全部を切刃として利用できるので、従来構
造の1原石1切刃のものよりかなりの経済性が得られる
。6つのコーナー部が全部摩耗すれば、新しいチップに
交換するようにする。
のコーナー部全部を切刃として利用できるので、従来構
造の1原石1切刃のものよりかなりの経済性が得られる
。6つのコーナー部が全部摩耗すれば、新しいチップに
交換するようにする。
また、摩耗したものは再研磨して使用する。
一方、第2の目的を達成するため、この発明は、第3図
に示すごとくホルダー5の先端に、上記ダイヤモンドチ
ップ1を、その面取り面3の交差点4を各面取り面3.
3.3.3が被削材Sの仕上げ面に対して等角度で配置
されるように被削材S方向に向け、<110>結晶方向
を切削方向に向けて取付けた構造を採用したものである
。
に示すごとくホルダー5の先端に、上記ダイヤモンドチ
ップ1を、その面取り面3の交差点4を各面取り面3.
3.3.3が被削材Sの仕上げ面に対して等角度で配置
されるように被削材S方向に向け、<110>結晶方向
を切削方向に向けて取付けた構造を採用したものである
。
この内容について以下説明する。
通常、ダイヤモンド結晶を工具用チップとして使用する
場合、すくい面には、3主要而(1001fllol
fllllのうち、主として加工性の点から(100
1面又は(110+面の2つの結晶面のいずれかが用い
られている。本発明者等は、この両結晶面について研磨
難易度を比較し、第5図に示すような結果を得た。
場合、すくい面には、3主要而(1001fllol
fllllのうち、主として加工性の点から(100
1面又は(110+面の2つの結晶面のいずれかが用い
られている。本発明者等は、この両結晶面について研磨
難易度を比較し、第5図に示すような結果を得た。
すなわち、第5図(a) (b)は、それぞれ結晶面(
1101と(100)において研磨方向を変化させて得
られた研磨量の大きさを示しており、図により結晶面(
1101は(100)に比べて研磨量が大きく、かつ、
(a) (b)いずれも<100>方向で易研磨、<1
10>方向で難研磨であることが示されている。
1101と(100)において研磨方向を変化させて得
られた研磨量の大きさを示しており、図により結晶面(
1101は(100)に比べて研磨量が大きく、かつ、
(a) (b)いずれも<100>方向で易研磨、<1
10>方向で難研磨であることが示されている。
また、第5図(b)に示すように結晶iTi’1(10
01上では研磨量は<100>方向で比較的大きく 、
<110>方向では非常に少なく 、<110>方向で
は非常に難研磨性であることを示している。
01上では研磨量は<100>方向で比較的大きく 、
<110>方向では非常に少なく 、<110>方向で
は非常に難研磨性であることを示している。
このように難研磨特性を示す結晶面は、研磨盤との接触
において、削り取られる量が少ないことを示し、当然切
削加工時においても摩耗量が少ないと想定される。そこ
で、本発明者等は、研[tが小さく難研磨性の結晶面及
び結晶方向を、切削時に摩耗が生じ易い工具の個所と一
致させて選ぶことにより、耐摩耗性の高い工具を形成で
きると考えた。すなわち、耐摩耗性の高い結晶面((1
10)面ではなく fio01面)を工具のにげ面摩
耗が発生ずる面とし、耐摩耗性の高い結晶方向(<10
0〉方向ではなく <110>方向)を切削方向(仕上
げ面創成方向)に一致させたのである。
において、削り取られる量が少ないことを示し、当然切
削加工時においても摩耗量が少ないと想定される。そこ
で、本発明者等は、研[tが小さく難研磨性の結晶面及
び結晶方向を、切削時に摩耗が生じ易い工具の個所と一
致させて選ぶことにより、耐摩耗性の高い工具を形成で
きると考えた。すなわち、耐摩耗性の高い結晶面((1
10)面ではなく fio01面)を工具のにげ面摩
耗が発生ずる面とし、耐摩耗性の高い結晶方向(<10
0〉方向ではなく <110>方向)を切削方向(仕上
げ面創成方向)に一致させたのである。
第1図に示したチップ1において、(100)面は、面
取り面3.3.3.3の交差点4を含み、面取り面3.
3.3.3とは等角度の平面であり、その面において<
110>方向は、A線に示す方向である。この考案の切
削工具では、ダイヤモンドチップ1を、上記(100)
面を被削材9の仕上げ面と平行する方向に位置させ、か
つA線を切削方向に向けてホルダー5の先端に取付けて
形成される。
取り面3.3.3.3の交差点4を含み、面取り面3.
3.3.3とは等角度の平面であり、その面において<
110>方向は、A線に示す方向である。この考案の切
削工具では、ダイヤモンドチップ1を、上記(100)
面を被削材9の仕上げ面と平行する方向に位置させ、か
つA線を切削方向に向けてホルダー5の先端に取付けて
形成される。
この状態で、第4図に示すように切刃のすくい角αは一
60°、逃げ角βは30°となり、切削方向のくさび角
Cが120”の刃先が得られる。
60°、逃げ角βは30°となり、切削方向のくさび角
Cが120”の刃先が得られる。
なお、第6図は、ダイヤモンドチップをホルダーに固定
するクランプ装置の一例を示したものである。このクラ
ンプ装置は、鋼材で形成されるホルダー5とクランプ川
板金6の間に口金8.8を介してダイヤモンドチップ1
をはさむ構造のもので、予め板金6に上方から荷重を加
えて、チップ1周辺の口金8.8にチップ1の形状に沿
った塑性変形を起こさせ、その後、ボルト7で板金6を
締め付けてダイヤモンドチップ1をホルダー5に固定す
る。
するクランプ装置の一例を示したものである。このクラ
ンプ装置は、鋼材で形成されるホルダー5とクランプ川
板金6の間に口金8.8を介してダイヤモンドチップ1
をはさむ構造のもので、予め板金6に上方から荷重を加
えて、チップ1周辺の口金8.8にチップ1の形状に沿
った塑性変形を起こさせ、その後、ボルト7で板金6を
締め付けてダイヤモンドチップ1をホルダー5に固定す
る。
上記構造において、口金8はダイヤモンドチップ1を上
記の位置に正確に位置決めする作用をする。
記の位置に正確に位置決めする作用をする。
(発明の効果〕
以上説明したように、この発明は、整った形状の得やす
い8面体結晶の稜線を面取りすることにより12面体の
コーナ7切刃を作り出すものであるから、安価なコスト
で常に安定した刃先形状を得ることができ、長寿命で安
定した切削性能を有するダイヤモンドチップを堤供する
ことができる。
い8面体結晶の稜線を面取りすることにより12面体の
コーナ7切刃を作り出すものであるから、安価なコスト
で常に安定した刃先形状を得ることができ、長寿命で安
定した切削性能を有するダイヤモンドチップを堤供する
ことができる。
また、上記ダイヤモンド千ノブのコーナー部や切削方向
を結晶の雄研磨方向に合わせることにより、高い耐摩耗
性を切刃に与えることが可能になり、極めて閏い切刃寿
命を持つ切削工具を実現することができる。
を結晶の雄研磨方向に合わせることにより、高い耐摩耗
性を切刃に与えることが可能になり、極めて閏い切刃寿
命を持つ切削工具を実現することができる。
第1図はこの発明に係るダイヤモンドチップを示す斜視
図、第2図は同上の要部断面図、第3図はこの発明に係
る切削工具を示す図、第4図は同上の切刃部分を示す図
、第5図(a)、(b)はそれぞれ結晶面(1101と
(1001の研磨特性を示す図、第6図はクランプ装置
の一例を示す側断面図、第7図はダイヤモンド結晶の研
磨特性を模式的に示した図、第8図は12面体結晶を示
す斜視図である。 1・・・・・・ダイヤモンドチップ、 2・・・・・・稜線、 4・・・・・・交差点、 9・・・・・・被削材。
図、第2図は同上の要部断面図、第3図はこの発明に係
る切削工具を示す図、第4図は同上の切刃部分を示す図
、第5図(a)、(b)はそれぞれ結晶面(1101と
(1001の研磨特性を示す図、第6図はクランプ装置
の一例を示す側断面図、第7図はダイヤモンド結晶の研
磨特性を模式的に示した図、第8図は12面体結晶を示
す斜視図である。 1・・・・・・ダイヤモンドチップ、 2・・・・・・稜線、 4・・・・・・交差点、 9・・・・・・被削材。
Claims (2)
- (1)天然ダイヤモンド8面体単結晶の稜線を、少なく
ともコーナー部近傍においてその稜線と単結晶中心を含
む面に対して直角な面に面取りし、この面取り面と面取
り面が交差する交差点とで切刃を構成して成る工具用ダ
イヤモンドチップ。 - (2)請求項(1)記載のダイヤモンドチップを、その
面取り面の交差点を各面取り面が被削材の仕上げ面に対
して等角度で配置されるように被削材方向に向け、<1
10>結晶方向を切削方向に向けてホルダに取付けて成
るダイヤモンドチップを用いた切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30481788A JP2631398B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 工具用ダイヤモンドチップ及びダイヤモンドチップを用いた切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30481788A JP2631398B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 工具用ダイヤモンドチップ及びダイヤモンドチップを用いた切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02152704A true JPH02152704A (ja) | 1990-06-12 |
JP2631398B2 JP2631398B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=17937610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30481788A Expired - Lifetime JP2631398B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 工具用ダイヤモンドチップ及びダイヤモンドチップを用いた切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2631398B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004223700A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-08-12 | Konica Minolta Holdings Inc | 転写光学面の加工方法、加工機、光学素子成形用型及びダイアモンド工具 |
JP2009072834A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Osg Corp | ダイヤモンド切削部材およびその製造方法 |
CN112533713A (zh) * | 2018-08-06 | 2021-03-19 | 住友电工硬质合金株式会社 | 车削工具 |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP30481788A patent/JP2631398B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004223700A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-08-12 | Konica Minolta Holdings Inc | 転写光学面の加工方法、加工機、光学素子成形用型及びダイアモンド工具 |
JP4556383B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2010-10-06 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 転写光学面の加工方法 |
JP2009072834A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Osg Corp | ダイヤモンド切削部材およびその製造方法 |
CN112533713A (zh) * | 2018-08-06 | 2021-03-19 | 住友电工硬质合金株式会社 | 车削工具 |
CN112533713B (zh) * | 2018-08-06 | 2024-04-05 | 住友电工硬质合金株式会社 | 车削工具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2631398B2 (ja) | 1997-07-16 |
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