JPS63260712A - エンドミル - Google Patents

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〕 この発明は、小径工具であっても、ダイヤモンド等の高
硬度焼結体で形成される切刃の数を、工具強度及び接合
の信顛性を不足なく確保して増加させ得るエンドミル、
ドリル、フライス等の回転切削工具に関する。

（従来の技術〕 ダイヤモンドや立方晶型窒化硼素（以下ＣＢＮと云う）
から成る高硬度焼結体で切刃を形成した回転切削工具は
、高硬度焼結体を、シャンク等の工具本体に設けた座面
に接合一体化して作られる。

これは、高価な高硬度焼結体の使用量が少なくて済むこ
と、及び高硬度焼結体は抗折力に劣り、本体材料として
は適さないことによる。

ところで、従来のこの種切削工具は、第４図に例示した
エンドミルを見て判るように、本体１０、の先端部に切
屑ポケット１）とここに開放する回転軸とほぼ平行な座
面１２を形成し、この座面１２に高硬度焼結体のチップ
１３を、これと一体の母材１４を鑞付けして接合した後
、研削等の機械加工により切刃１５を付した構造である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような構造の切削工具は、特に需要
の最も多い３０禽曹以下の小径工具の場合、製造し難い
上に、切削力に耐える本体強度の維持の面から刃数を増
加させることができず（例えば、１０龍径以下の工具で
は、チップ支持部の本体体積を十分に残すために、刃数
はせいぜい２〜１枚が限度）、また、チップの接合面積
が小さいので母材と本体の接合強度も弱く、そのために
、回転数を更に早めたより一層の高能率加工が望めず、
また、切削中のチップの脱落も考えられるなど、信転性
にも欠けていた。

さらに、細径工具の場合、母材を含めたチップ厚みが規
制されるため、チップ厚みを工具の回転方向にとった第
４図の構造では高硬度焼結体が薄くなり、一方、その対
策としてチップ厚みを工具半径方向にとると、焼結体の
厚みには限界があるので、切刃の全体を高硬度焼結体で
形成し得なくなるなどの問題もあった。

この発明は、高硬度焼結体を用いた切削工具の特性、即
ち、長寿命で高速切削が可能であると云う特性を小径工
具においてもいかんなく発揮させるために、工具強度、
本体に対するチップ母材の接合強度を充分に確保して切
刃を増加させ得るようにすることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、超硬合金又は鋼
を支持母材とした高硬度焼結体を、工具本体の先端部に
、支持母材との接合界面を工具の軸心に直交させて、か
つ、支持母材の後面を工具本体の前面に接合して配置し
、工具の刃部径と同サイズにしたこの高硬度焼結体に主
として切刃を形成するとともに、各々の切刃に沿って上
記高硬度焼結体を半径方向に分断しない深さの切屑ポケ
ットを設けた構成となす。

〔作用〕

従来工具は、本体先端部に刃数と同数の座面を形成して
そこに１個ずつ高硬度焼結体チップを接合するので、座
面やチップ寸法が小さくなる小径工具の場合、製造が難
しく、手間もかかる。また、刃数によっては、本体のチ
ップ支持部の回転方向厚みが非常に薄くなって強度不足
を来たす。これに対し、本願の工具は支持母材を本体に
接合して刃付加工を施せばよいので製造し易く、手間も
かからない、また、全数の切刃が、個々の切削力受は部
も含めて同じ高硬度焼結体に一体に形成されるので、切
刃近辺の体積を若干減少させても先端部の強度を維持で
きる。従って、従来工具に比較して切刃を増加させるこ
とが可能になる。

また、工具本体と支持母材の接合は、平面突き合わせで
も個々のチップの接合に比べれば大巾に増加する接合面
積を、嵌合構造を自由に選択して更に増加させ得るので
、高速回転用途にも充分に耐える接合強度を得ることが
可能である。

さらに、工具の先端部全体が高硬度焼結体で形成されて
いるため、先端の主切刃の全体をその焼結体で形成する
ことができる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図に、この発明の一具体例としてのエン
ドミルを示す。

第１図及び第２図は、第１実施例の４枚方エンドミルで
あって、１は高硬度焼結体、２は焼結体１に製造時に接
合された超硬合金又は鋼の支持母材、３は本体、４は支
持母材２の後面を本体３の前面に鑞付は等で固着させた
接合部、５は、工具の軸心に対して直交せしめられた焼
結体１と支持母材２の接合界面を示している。６は、焼
結体１に形成した半径方向の主切刃、７は一部を母材２
にも形成した外周切刃、８は各切刃に沿って設けた切屑
ポケットであり、接合部４の接合面積を多くとるために
切屑ポケット８は接合部４に至らない長さにしである。

また、焼結体１には、その前面中心部を後退させる窪み
Ｓを設けて強度確保の困難な回転中心部の主切刃を無く
しである。

第３図は、他の実施例の正面図であるが、その構造は、
刃数を６枚にした点を除いて先の４枚刃のエンドミルと
変わるところがない。

上記高硬度焼結体１の好ましいものとしては、５０〜９
５体積％のダイヤモンドを、鉄族金属や周期律表第Ｎａ
、Ｖａ、Ｖｉａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物など
を結合材として焼き固めたダイヤモンド焼結体と、２０
〜９０体積％のＣＢＮを上記同様の結合材で固めるか、
又はこれにさらに少量のＡｌやＳｉを添加するなどした
ＣＢＮ焼結体を挙げることができる。

前者の材料には用途に応じた適性があるので、これを考
えた使用が望まれる。即ち、ダイヤモンドは切削熱を受
けると鉄とよく反応し、結合分子が持ち去られて早期に
摩滅するので、主として非鉄金属の切削に適する。一方
、ＣＢＮは鉄系、非鉄系の両金属の切削に適している。

なお、上記支持母材２と本体３の接合は、平面突き合わ
せとするよりも、図示のＶ溝と■突起、或いはキーと、
キー溝、波面と波面等の組合せによる凹凸嵌合の接合が
望ましい。伝達トルクによる接合部の外れを構造面から
防止でき、同時に接合面積の増加により接合強度も高ま
るからである。

また、支持母材２と本体３の熱膨張係数差が大きいと、
これに起因した接合部のき裂等が考えられるので、本体
３の材料としては、支持母材２と同じもの又は熱膨張係
数が支持母材に近いものが望ましい。

ここで、発明の効果を確認するため、第１図に示す形状
の７　ａｍ径のエンドミルを製作した。このエンドミル
の主切刃６の長さ１　（第１図参照）は約１．５鶴であ
り、個々の刃を別々に接合したチップに付す従来の構造
では、座面とチップ寸法が小さすぎ、また、本体にチッ
プ支持部を残すこともできず、このため、同一形状の４
枚刃のエンドミルを作り得なかった。そこで、同一形状
の超硬合金製の４枚刃のエンドミルを作り、これとの性
能比較を実施した。

比較テストは、ＡＤＣ−１２相当のアルミニウム合金を
、共に、１００００回転／ｍ＋ｎ％送り０．２〜０．６
ｍｍ／ｒｅｖで切削した。その結果、この発明の工具は
比較品に対し、約２０倍の寿命が得られた。

また、仕上面粗さは約１７２に向上した。

〔効果〕

以上の通り、この発明の切削工具は、本体の最先端部に
、刃部径と同サイズの高硬度焼結体を、その後面に一体
化された支持母材を本体に接合して配置し、これに主と
して切刃を付すようにしたものであるから、製造し易く
、また、小径工具であっても、工具強度支持母材と本体
間の接合強度を充分に確保して刃数を増加させることが
できる。

従って、送り速度を刃数の増加量相当早めた更なる高速
切削が可能となり、切削作業の高能率化に対する貢献度
が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の工具の一例を示す斜視図、第２図
はその側面図、第３図は他の実施例の正面図、第４図は
従来工具の一例を示す斜視図である。 １・・・・・・高硬度焼結体、２・・・・・・支持母材
、３・・・・・・本体、４・・・・・・接合部、５・・
・・・・焼結体と母材の接合界面、６・・・・・・主切
刃、？・・・・・・外周切刃、８・・・・・・切屑ポケ
ット、９・・・・・・窪み。 同　代理人　　鎌　　１）　文　　二 第１図 第３０ 第２図 第４図 １゜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具本体の先端部に、超硬合金又は鋼を支持母材
   とした工具刃部径と同サイズの高硬度焼結体が、上記母
   材との接合界面を工具の軸心に直交させて、かつ、支持
   母材の後面を工具本体の前面に接合して配置され、主と
   してこの高硬度焼結体に切刃が形成され、さらに、各々
   の切刃に沿って上記硬度焼結体を半径方向に分断しない
   深さの切屑ポケットが設けられて成る回転切削工具。
2. （２）上記高硬度焼結体が、その前面中心部を切刃から
   後退させる窪みを有していることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の回転切削工具。
3. （３）上記高硬度焼結体が、ダイヤモンドを５０〜９５
   体積％含有するダイヤモンド焼結体であることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の回
   転切削工具。
4. （４）上記高硬度焼結体が立方唱型窒化硼素を２０〜９
   ０体積％含有する立方唱型窒化硼素焼結体であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記
   載の回転切削工具。