JPH04223810A - スロアーウェイチップ及びその製造方法 - Google Patents

スロアーウェイチップ及びその製造方法

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JPH04223810A
JPH04223810A JP2287662A JP28766290A JPH04223810A JP H04223810 A JPH04223810 A JP H04223810A JP 2287662 A JP2287662 A JP 2287662A JP 28766290 A JP28766290 A JP 28766290A JP H04223810 A JPH04223810 A JP H04223810A
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JP
Japan
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sintered body
base material
wear resistance
throw
sintered
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JP2287662A
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Takayuki Nishimura
西村 隆侑
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G N TOOL KK
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この出願の発明は、多結晶ダイヤモンド焼結体又は多結
晶立方晶窒化硼素焼結体を埋設・固着して成るスロア−
ウェイチップ及びその製造方法に関するものであり、特
に、フライス工具に使用されるスロア−ウェイチップと
その製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
この種の切削工具用のスロア−ウェイチップとしては、
第5図に示すように、角形状に形成された超硬合金や鋼
製の台金(1)の片面の一角部に凹部(10)を設け、
この凹部(10)に、切刃となる多結晶ダイヤモンド焼
結体(以下、PCDという)や多結晶立方晶窒化硼素焼
結体(以下、CBNという)の薄板(20)を固着する
ようにして構成してある。
これらスロア−ウェイチップに使用されているPCDや
CBNは、ダイヤモンドや立方晶窒化硼素の微粉末を高
温高圧下で焼結して形成したものであり、例えば、第6
図に示す焼結素材(2)を構成させた後、第7図に示す
如く切断して使用する。そして、前記焼結素材(2)は
、スロア−ウェイチップの母材である超硬合金、鋼等の
台金(1)への接合を容易するする為、ダイヤモンドや
立方晶窒化硼素の微粉末を単独で焼結するのではなく、
超硬合金等からなる基板(21)上に焼結して形成され
ている。
このスロア−ウェイチップは上記のように構成されてい
るから、このものを工具ボディにボルト等で取付けて切
削加工を行うと、切削能率が向上すると共に、工具寿命
は延長することとなる。
ところが、このものでは、PCDやCBNの台金(1)
への固着は、ろう付により行われていることから、高速
で断続切削するようなエンドミル等に採用すれば、PC
DやCBNが台金(1)から外れてしまうという危険性
がある。この為、ボールエンドミルのような形状の複雑
なエンドミルには採用できなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
そのため、この出願の発明は、切削中において切刃とな
る焼結体が台金から剥離するおそれのないスロア−ウェ
イチップを提供するものである。
更には、このスロア−ウェイチップの製造方法を提供す
るものである。
〔課題を解決するための手段〕
前記課題を解決する為、この出願の発明におけるスロア
−ウェイチップは、 薄板状に形成された母材の外周部に切刃を有するスロア
−ウェイチップに於いて、 全体形状が角形に構成され且つその角部に凹部を有する
母材焼結体と、この凹部に充填・埋設され且つ前記母材
焼結体に焼結固着された、前記母材焼結体よりも硬度が
高く且つ耐磨耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性の焼結体
とを具えてなり、更に、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体
に上記した切刃が形成している。
尚、母材焼結体が、外周の一部にR形状部を有し且つこ
のR形状部に凹部を有するものにも採用できる。
そして、この出願の発明のスロア−ウェイチップの製造
方法は、 薄板状に形勢された母材の外周部に切刃を有するスロア
−ウェイチップの製造方法に於いて、原料粉体を仮焼結
して、薄板状の母材焼結体を形成する第1工程と、 前記母材焼結体の角部又はR形状部に、凹部を形成する
第2工程と、 前記凹部に、上記母材焼結体よりも硬度が高く且つ耐磨
耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を充
填する第3工程と、 前記凹部に前記高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末が
充填された前記母材焼結体を加熱及び加圧し、前記母材
焼結体の焼結を完了すると共に前記高硬度・高耐磨耗性
焼結体の原料粉末を焼結して前記母材焼結体に固着する
第4工程と、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体を固着した
前記母材焼結体を加工して、前記高硬度・高耐磨耗性焼
結体に上記した切刃を形成する第5工程を備えてなるこ
とを特徴とするものである。尚、このものでは、第1工
程において、原料粉体を仮焼結して母材焼結体を形成し
たが、焼結の度合を本焼結としてもよい。
又、その他の製造方法は、 原料粉末を、金型を用いてプレス加工し、このプレス加
工により、母材焼結材を形成すると同時にこれの角部又
はR形状部に凹部を形成する第1工程と、 前記第1工程により形成された、凹部を有する母材焼結
材を仮焼結する第2工程と、 上記製造方法の第3工程から第5工程を備えてなること
を特徴とするものである。尚、このものでは、第2工程
において、凹部を有する母材焼結材を仮焼結するように
したが、焼結の度合を本焼結としてもよい。
又、上記した全ての製造方法において、第5工程におけ
る切刃の形成が、放電加工又は電解研磨加工によって行
われていることが望ましい。
〔作用〕
以上のように構成した結果、スロア−ウェィチップの母
材が焼結体により形成され、又、当該母材の角部又はR
形状部に形成した凹部に埋設された、当該母材焼結体よ
り硬度が高く耐磨耗性に優れた物質も同様の焼結体であ
り、更に、当該母材焼結体と高硬度・高耐磨耗性の焼結
体が焼結によって相互に固着されるので、両焼結体は非
常に高い強度で固着されることとなる。
又、このスロア−ウェイチップでは、母材焼結体の凹部
に埋設した高硬度・高耐磨耗性焼結体により切刃が構成
されることとなる。
したがって、刃部が剥離する恐れがなくなる。
更に、高硬度・高耐磨耗性焼結体が、母材焼結体の角部
又はR形状部に形成された凹部に埋設されて焼結により
母材焼結体と固着されるので、当該高硬度・高耐磨耗性
焼結体の母材焼結体への埋設・固着が簡単に且つ確実に
行えることになる。
〔実施例〕
以下添付図面を参照しながらこの発明の実施例を説明す
る。
第1図〜第4図は、この出願の発明をボールエンドミル
に適用した場合の実施例を示す。
このスロア−ウェイ式ボールエンドミルは、第1図に示
すように、工具ボディ(9)の先端部分に、両端がR状
のスロア−ウェイチップ(S)と四角形のそれとが取付
けてある。
上記スロア−ウェイチップ(S)は、第2図(a)(b
)に示すように、超高合金で構成された薄板で且つ中央
部にボルト用孔(11)を有した台金(1)と、これの
片面の外周部の角部に形成した切刃(3)とから成る。
上記切刃(3)は、第3図(a)(b)に示すように、
母材焼結体である台金(1)の角部に形成した凹部(1
0)内に、台金(1)を形成する超高合金よりも硬度が
高く耐磨耗性にも優れた、高硬度・高耐磨耗性焼結体(
23)を埋設・固着して構成されている。
そして、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体(23)の厚さ
は0.5mm程度、幅1mm程度の層としてある。
尚、上記実施例では、高硬度・高耐磨耗性焼結体(23
)の埋設・固着部を、台金(1)における外周部の角部
に形成するものとしたが、第8図〜第10図に示す如く
、台金(1)におけるR形状部及び直線部分とすること
ができる。
又、上記高硬度・高耐磨耗性焼結体(23)としては、
母材焼結体よりも硬度が高く耐磨耗性に優れた焼結体で
あれば、公知の任意のものを使用できるが、特に多結晶
ダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素の粉末を高温・超
高圧下で焼結させてなるものが好ましい。他方、台金(
1)を構成する母材焼結体としては、サーメットも採用
できる更に、上記実施例では、両端がR状のスロア−ウ
ェイチップ(S)であるが、他の四角形のスロア−ウェ
イチップも同様の構成であり、更には、三角形、菱形等
のものにも採用できる。
そして、高硬度・高耐磨耗性焼結体(23)の層は、片
面のみでなく、両面に形成してもよく、両面に切刃を形
成した場合には、裏返して使用すれば、工具刃としての
寿命は二倍となる。
次に、前記構成としたスロア−ウェイチップ(S)の製
造方法について説明する。
第1工程 先ず、原料粉末を、金型を用いてプレス加工し、このプ
レス加工により、第3図(a)(b)に示すような、母
材焼結材である台金(1)を形成すると同時にこれの角
部に凹部(10)を形成する。
第2工程 次に、前記第1工程により形成された、凹部(10)を
有する台金(1)を仮焼結する。
第3工程 第3に、高硬度・高耐磨耗性焼結体(23)となる多結
晶ダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素の焼結体用の原
料粉末に適当な焼結助材を混合し、前記台金(1)の凹
部(10)に充填する。
第4工程 続いて、上記台金(1)を、第4図に示す加熱・加圧装
置(5)に入れ、圧力約45,000気圧以上、温度約
1,400〜1,600℃の条件で少なくとも3分以上
加熱・加圧する。すると、仮焼結されていた台金(1)
が完全に焼結されると共に、凹部(10)に充填されて
いた高硬度・高耐磨耗性焼結体(23)の原料粉末も焼
結され、第2図(a)(b)に示すように、凹部(10
)内に高硬度・高耐磨耗性焼結体(23)が形成される
。そして、それと同時に、高硬度・高耐磨耗性焼結体(
23)は台金(1)と強固に固着し、一体化される。
第4図に概略を示している加熱・加圧装置(5)は、前
記台金(1)等のような被焼結体(50)を加熱すると
同時に、当該被焼結体(50)にX、Y及びZの3軸方
向から同時に加圧(対向する三組の加圧体により六箇所
から押圧される)できる構造を有している。従って、平
面的な焼結体しか製造できない従来の装置とは異なり、
前述したような立体形状の焼結体の製造が可能なものと
なる。
第5工程 前記高硬度・高耐磨耗性焼結体(23)を固着した前記
台金(1)を加工して、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体
(23)に上記した切刃(3)を形成すると、この出願
の発明のスロア−ウェイチップは完成することとなる。
尚、この実施例の第1工程において、原料粉体を仮焼結
して母材焼結体を形成させるようにしたが、本焼結によ
り母材焼結体を形成してもよい。
他方、上記実施例の第1工程を、原料粉体を仮焼結又は
本焼結して台金(1)を形成するものとし、第2工程を
、前記台金(1)の角部に、凹部を形成するものとして
もよい。
又、第5工程における上記切刃(3)の仕上げ加工は放
電加工又は電解研磨加工によって行うとよい。
そして、この実施例では、この発明をボールエンドミル
のスロア−ウェイチップに採用したが、これに限定され
ることなく、他のスロア−ウェイ工具にも採用できるこ
とはいうまでもない。
〔発明の効果〕
この出願の発明は上記のように構成されているから、次
の効果を有する。
母材焼結体と切刃が形成される高硬度・高耐磨耗性焼結
体とは、非常に高い強度で固着されることとなるから、
切削加工中に母材焼結体から高硬度・高耐磨耗性焼結体
が剥離する恐れがなくなる即ち、切削加工中に、切刃を
構成する高硬度・高耐磨耗性焼結体が工具ボディから外
れるようなことがなくなり、長時間安定した性能を発揮
でき、非常に長寿命であるという効果を有する。
他方、この出願の発明の製造方法を採用すると、高硬度
・高耐磨耗性焼結体が、母材焼結体の角部又はR形状部
の凹部に埋設されて焼結により母材焼結体と固着される
ので、当該高硬度・高耐磨耗性焼結体の母材焼結体への
埋設・固着が簡単に且つ確実に行えることになる。した
がって、上記特性を有し且つ複雑な外形を有するスロア
−ウェイチップが簡単に且つ確実に製造できることとな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はスロア−ウェイ式エンドミルの先端部を示す図
。第2図及び第3図はこの出願の発明におけるスロア−
ウェイチップの説明図。第4図は加熱・加圧装置の説明
図。第5図〜第7図は従来のスロア−ウェイチップの説
明図、第8図〜第10図は他の実施例の説明図であり、
図中、(1)…台金(2)…焼結素材 (3)…切刃(5)…加熱・加圧装置 (9)…工具ボディ(10)…凹部 (23)…焼結体(50)…被焼結体 代理人 弁理士 辻本 一義

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄板状に形成された母材の外周部に切刃を
    有するスロア−ウェイチップに於いて、全体形状が角形
    に構成され且つその角部に凹部を有する母材焼結体と、
    この凹部に充填・埋設され且つ前記母材焼結体に焼結固
    着された、前記母材焼結体よりも硬度が高く且つ耐磨耗
    性に優れた高硬度・高耐磨耗性の焼結体とを具えてなり
    、 更に、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体に上記した切刃が
    形成されていることを特徴とするスロア−ウェイチップ
  2. 【請求項2】薄板状に形成された母材の外周部に切刃を
    有するスロア−ウェイチップに於いて、外周の一部にR
    形状部を有し且つこのR形状部を含む角部に凹部を有す
    る母材焼結体と、この凹部に充填・埋設され且つ前記母
    材焼結体に焼結固着された、前記母材焼結体よりも硬度
    が高く且つ耐磨耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性の焼結
    体とを具えてなり、 更に、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体に上記した切刃が
    形成されていることを特徴とするスロア−ウェイチップ
  3. 【請求項3】薄板状に形成された母材の外周部に切刃を
    有するスロア−ウェイチップに於いて、外周の一部にR
    形状部を有し且つこのR形状部に凹部を有する母材焼結
    体と、この凹部に充填・埋設され且つ前記母材焼結体に
    焼結固着された、前記母材焼結体よりも硬度が高く且つ
    耐磨耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性の焼結体とを具え
    てなり、 更に、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体に上記した切刃が
    形成されていることを特徴とするスロア−ウェイチップ
  4. 【請求項4】前記母材焼結体が、超硬合金又はサーメッ
    トであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに
    記載のスロア−ウェイチップ。
  5. 【請求項5】前記高硬度・高耐磨耗性の焼結体が、多結
    晶ダイヤモンド焼結体又は立方晶窒化硼素焼結体である
    ことを特徴とする請求項1乃至4にいずれかに記載のス
    ロア−ウェイチップ。
  6. 【請求項6】薄板状に形成された母材の外周部に切刃を
    有するスロア−ウェイチップの製造方法に於いて、 原料粉体を仮焼結して、薄板状の母材焼結体を形成する
    第1工程と、 前記母材焼結体の角部に、凹部を形成する第2工程と、 前記凹部に、上記母材焼結体よりも硬度が高く且つ耐磨
    耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を充
    填する第3工程と、前記凹部に前記高硬度・高耐磨耗性
    焼結体の原料粉末が充填された前記母材焼結体を加熱及
    び加圧し、前記母材焼結体の焼結を完了すると共に前記
    高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を焼結して前記母
    材焼結体に固着する第4工程と、 前記高硬度・高耐磨耗性焼結体を固着した前記母材焼結
    体を加工して、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体に上記し
    た切刃を形成する第5工程を備えてなることを特徴とす
    るスロア−ウェイチップの製造方法。
  7. 【請求項7】薄板状に形成された母材の外周部に切刃を
    有するスロア−ウェイチップの製造方法に於いて、 原料粉体を焼結して、薄板状の母材焼結体を形成する第
    1工程と、 前記母材焼結体の角部に、凹部を形成する第2工程と、 前記凹部に、上記母材焼結体よりも硬度が高く且つ耐磨
    耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を充
    填する第3工程と、前記凹部に前記高硬度・高耐磨耗性
    焼結体の原料粉末が充填された前記母材焼結体を加熱及
    び加圧し、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を
    焼結して前記母材焼結体に固着する第4工程と、 前記高硬度・高耐磨耗性焼結体を固着した前記母材焼結
    体を加工して、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体に上記し
    た切刃を形成する第5工程を備えてなることを特徴とす
    るスロア−ウェイチップの製造方法。
  8. 【請求項8】薄板状に形成された母材の外周部に切刃を
    有するスロア−ウェイチップの製造方法に於いて、 原料粉体を仮焼結して、薄板状の母材焼結体を形成する
    第1工程と、 前記母材焼結体のR形状部に、凹部を形成する第2工程
    と、 前記凹部に、上記母材焼結体よりも硬度が高く且つ耐磨
    耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を充
    填する第3工程と、前記凹部に前記高硬度・高耐磨耗性
    焼結体の原料粉末が充填された前記母材焼結体を加熱及
    び加圧し、前記母材焼結体の焼結を完了すると共に前記
    高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を焼結して前記母
    材焼結体に固着する第4工程と、 前記高硬度・高耐磨耗性焼結体を固着した前記母材焼結
    体を加工して、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体に上記し
    た切刃を形成する第5工程を備えてなることを特徴とす
    るスロア−ウェイチップの製造方法。
  9. 【請求項9】薄板状に形成された母材の外周部に切刃を
    有するスロア−ウェイチップの製造方法に於いて、 原料粉体を焼結して、薄板状の母材焼結体を形成する第
    1工程と、 前記母材焼結体のR形状部に、凹部を形成する第2工程
    と、 前記凹部に、上記母材焼結体よりも硬度が高く且つ耐磨
    耗性に優れた高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を充
    填する第3工程と、前記凹部に前記高硬度・高耐磨耗性
    焼結体の原料粉末が充填された前記母材焼結体を加熱及
    び加圧し、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体の原料粉末を
    焼結して前記母材焼結体に固着する第4工程と、 前記高硬度・高耐磨耗性焼結体を固着した前記母材焼結
    体を加工して、前記高硬度・高耐磨耗性焼結体に上記し
    た切刃を形成する第5工程を備えてなることを特徴とす
    るスロア−ウェイチップの製造方法。
  10. 【請求項10】原料粉末を、金型を用いてプレス加工し
    、このプレス加工により、母材焼結材を形成すると同時
    にこれの角部に凹部を形成する第1工程と、 前記第1工程により形成された、凹部を有する母材焼結
    材を仮焼結する第2工程と、請求項6の第3工程から第
    5工程を備えてなることを特徴とするスロア−ウェイチ
    ップの製造方法。
  11. 【請求項11】原料粉末を、金型を用いてプレス加工し
    、このプレス加工により、母材焼結材を形成すると同時
    にこれの角部に凹部を形成する第1工程と、 前記第1工程により形成された、凹部を有する母材焼結
    材を焼結する第2工程と、請求項7の第3工程から第5
    工程を備えてなることを特徴とするスロア−ウェイチッ
    プの製造方法。
  12. 【請求項12】原料粉末を、金型を用いてプレス加工し
    、このプレス加工により、母材焼結材を形成すると同時
    にこれのR形状部に凹部を形成する第1工程と、 前記第1工程により形成された、凹部を有する母材焼結
    材を仮焼結する第2工程と、請求項8の第3工程から第
    5工程を備えてなることを特徴とするスロア−ウェイチ
    ップの製造方法。
  13. 【請求項13】原料粉末を、金型を用いてプレス加工し
    、このプレス加工により、母材焼結材を形成すると同時
    にこれのR形状部に凹部を形成する第1工程と、 前記第1工程により形成された、凹部を有する母材焼結
    材を焼結する第2工程と、請求項9の第3工程から第5
    工程を備えてなることを特徴とするスロア−ウェイチッ
    プの製造方法。
  14. 【請求項14】第5工程における切刃の形成が、放電加
    工又は電解研磨加工によって行われていることを特徴と
    する請求項5乃至13のいずれかに記載のスロア−ウェ
    イチップの製造方法。
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