(57)【要約】【課題】切削工具の切刃の研削、創成をすることなく、良好な切れ味を維持可能とすること。【解決手段】切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきして切削工具の母材１の表面にめっき層２、３を形成し、この切削工具を用いて切削加工を行い、めっき層３の少なくとも一部を除去し、再び切削工具の少なくとも切刃１を含む一部をめっきしてめっき層３を再生するようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきして前記切削工具の母材表面にめっき層を形成する工程と、
前記切削工具を用いて切削加工を行う工程と、
前記めっき層の少なくとも一部を除去する工程と、
再び前記切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきしてめっき層を再生する工程とを含んで成る工具使用方法。
【請求項２】
前記めっき層は下地層と再生層とを含み、前記めっき層の少なくとも一部を除去する工程は、前記再生層を実質的に全て除去することを含む請求項１に記載の工具使用方法。
【請求項３】
前記再生層は、前記切削加工を行う工程における該めっき層の摩耗を低減するための摩耗低減物質を共析させて形成される請求項２に記載の工具使用方法。
【請求項４】
前記摩耗低減物質は硬質材料を含む請求項３に記載の工具使用方法。
【請求項５】
前記摩耗低減物質は潤滑材料を含む請求項３に記載の工具使用方法。
【請求項６】
切削工具をテーブル上に固定されたワークに対して相対移動させて前記ワークを切削加工する工作機械において、
めっき装置と、
剥離装置と、
前記切削工具を前記めっき装置および剥離装置に対して接近、離反動作させるための送り装置とを具備し、
前記切削工具を前記めっき装置へ移動させて、該切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきして前記切削工具の母材表面にめっき層を形成し、前記切削工具を用いて切削加工を行い、切削加工の後に前記切削工具を前記剥離装置へ移動させて前記めっき層の少なくとも一部を除去し、前記切削工具を再び前記めっき装置へ移動させて、該切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきして、めっき層を再生して切削加工を行うようにした工作機械。
【請求項７】
前記めっき層は下地層と再生層とを含み、前記剥離装置は、前記再生層を実質的に全て除去することを含む請求項６に記載の工具使用方法。
【請求項８】
前記再生層は、前記切削加工を行う工程における該めっき層の摩耗を低減するための摩耗低減物質を共析させて形成される請求項６に記載の工具使用方法。
【請求項９】
前記摩耗低減物質は硬質材料を含む請求項８に記載の工具使用方法。
【請求項１０】
前記摩耗低減物質は潤滑材料を含む請求項８に記載の工具使用方法。
【請求項１１】
前記めっき装置は、めっき液を貯留するための容器と、前記容器内において前記めっき液に浸漬された陰極と、前記切削工具と前記陰極との間に所定の直流電圧を印加するための電源装置とを具備する請求項６または７に記載の工作機械。
【請求項１２】
前記陰極は、前記容器内に回転自在に設けられた回転ブラシを具備する請求項１１に記載の工作機械。
【請求項１３】
前記剥離装置は、剥離液を貯留するための容器と、前記容器内において前記剥離液に浸漬された陽極と、前記切削工具と前記陽極との間に所定の直流電圧を印加するための電源装置とを具備する請求項６、７または１１の何れか１項に記載の工作機械。
【請求項１４】
前記陽極は、前記容器内に回転自在に設けられた回転ブラシを具備する請求項１３に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削工具の切刃の再研削の必要性をなくした工具使用方法および該工具使用方法を利用した工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
切削加工は、切刃をワーク表面に押しつけながら該切刃とワークとを相対移動させてワーク表面を削り、切刃のワークに対する相対移動の軌跡をワークに転写する加工である。このように、切削工具の切刃は、切削加工の間にワーク表面に大きな力を以て押圧されるので、該切刃には大きな摩擦力が作用し摩耗する。切刃が摩耗すると、研削加工により切刃を再び創成しなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、切削工具では、切削工具を使い捨てにするのでなければ、切刃の研削、創成が必要不可欠となっている。切刃の研削、創成は時間と費用を要する工程である。それによって工具の寸法も変化するので、切刃を研削、創成した工具は再び寸法を測定しなければならない。
【０００４】
本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、切削工具の切刃の研削、創成の必要をなくした工具使用方法および該工具使用方法を利用するのに適した工作機械を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきして前記切削工具の母材表面にめっき層を形成する工程と、前記切削工具を用いて切削加工を行う工程と、前記めっき層の少なくとも一部を除去する工程と、再び前記切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきしてめっき層を再生する工程とを含んで成る工具使用方法を要旨とする。
【０００６】
また、請求項３に記載の本発明は、切削工具をテーブル上に固定されたワークに対して相対移動させて前記ワークを切削加工する工作機械において、めっき装置と、剥離装置と、前記切削工具を前記めっき装置および剥離装置に対して接近、離反動作させるための送り装置とを具備し、
前記切削工具を前記めっき装置へ移動させて、該切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきして前記切削工具の母材表面にめっき層を形成し、前記切削工具を用いて切削加工を行い、切削加工の後に前記切削工具を前記剥離装置へ移動させて前記めっき層の少なくとも一部を除去し、前記切削工具を再び前記めっき装置へ移動させて、該切削工具の少なくとも切刃を含む一部をめっきして、めっき層を再生して切削加工を行うようにした工作機械を要旨とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
本発明による工具使用方法を利用する工作機械１０は、工場等の床面に固定される基台となるベッド１２と、該ベッド１２の上面に沿って左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在に設けられたコラム１４と、コラム１４の前方でベッド１２の上面において前後方向（Ｙ軸方向、図１において紙面に垂直な方向）に移動自在に設けられ上面にワーク（図示せず）を固定するテーブル１６と、コラム１４の前面に鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動自在に設けられた主軸頭１８と、コラム１４、テーブル１６、主軸頭１８の各々をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に往復駆動するための送り装置とを具備して立形エンドミルを構成している。前記送り装置は、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って延設されたボールネジ（図示せず）と、該ボールネジの一端に取り付けられたサーボモータ（図示せず）および該サーボモータを制御する制御装置（図示せず）等を含んで構成することができる。
【０００８】
主軸頭１８は、先端に工具２２を取り付けた主軸２０を回転自在に支持している。図１において、工具２２はボールエンドミルであるが、スクエアエンドミルやドリル等の回転切削工具とすることができる。更に、工具２２は、工作機械１０が旋盤である場合には、バイトや、シャンクの先端に着脱自在にとりつけられるチップとすることができる。要は、工具２２は少なくとも１つの切刃を有した切削工具であればよい。
【０００９】
テーブル１６には、メッキ装置３０と剥離装置４０とが配設されている。メッキ装置３０は、メッキ液を貯留するための容器３２と、容器３２内に浸漬された陰極と、工具２２と前記陰極との間に所定の直流電圧を印加するための電源装置３９とを具備している。本実施形態では、めっき速度を高めるために、前記陰極は、容器３２内に回転自在に設けられた回転ブラシ３４により構成されており、該回転ブラシ３４を回転駆動するための駆動モータ３６が設けられている。回転ブラシ３４および駆動モータ３６は、回転ブラシ３４の尾端部（図１において上方の端部）および駆動モータ３６の出力軸の先端部の各々に取り付けられたプーリー３４ａ、３６ａと、プーリー３４ａ、３６ａの間に張架されたベルト３８により連結されている。
【００１０】
剥離装置４０は、剥離液を貯留するための容器４２と、容器４２内に浸漬された陽極と、工具２２と前記陽極との間に所定の直流電圧を印加するための電源装置４９とを具備している。本実施形態では、剥離速度をたかめるために、前記陽極は、容器４２内に回転自在に設けられた回転ブラシ４４により構成されており、回転ブラシ４４を回転駆動するための駆動モータ４６が設けられている。回転ブラシ４４および駆動モータ４６は、回転ブラシ４４の尾端部（図１において上方の端部）および駆動モータ４６の出力軸の先端部の各々に取り付けられたプーリー４４ａ、４６ａと、プーリー４４ａ、４６ａの間に張架されたベルト４８により連結されている。
【００１１】
以下、図２を参照しつつ、本実施形態による工作機械１０の作用を説明する。
先ず、工具２２の使用に先立って、工具２２の切刃１を少なくとも含む一部に下地めっきを施して前処理を行う（ステップＳ１１）。この下地めっきは例えば、工具２２が超硬工具の場合、公知のニッケルストライクめっきとすることができる。これにより、工具２２の切刃１を含む部分の表面に下地層２が形成され、後述する再生層３の密着性が高まる。
【００１２】
こうして前処理された工具２２は、下地層２の上に再生層３を形成する再生層形成プロセス（ステップＳ１３）のために、工具ホルダ（図示せず）等を介して公知の方法により主軸２０の先端に装着される。すなわち、図１の左側に二点鎖線で示すように、工作機械１０のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の送り機構を用いて、工具２２の切刃１を含む先端部分をめっき装置３０の容器３２に内に鉛直に差し入れて、容器３２に貯留されているめっき液に浸漬する。次に、電源装置３９を付勢して工具２２と陰極としての回転ブラシ３４との間に所定の直流電圧を印加する。そのとき、同時に駆動モータ３６を起動して回転ブラシ３４を回転させてめっき液を撹拌し、めっき速度を高めるようにする。これにより、工具２２の切刃１を含む先端部分の下地層２の上に再生層３が形成される。この再生層形成プロセスはニッケル分散めっきとすることができる。次に、再生層形成プロセスを所定時間継続して、所定厚さの再生層３が形成されると、電源装置３９を消勢すると共に駆動モータ３６を停止し、再生層形成プロセスを終了する。
【００１３】
次に、工作機械１０のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の送り機構を用いて、工具２２を容器３２から引き上げると共に、主軸２０を回転させながら、テーブル１６の上面に固定されているワーク（図示せず）に押圧し、前記送り装置を用いて工具２２をワークに対して相対移動させ該ワークを切削する（ステップＳ１５）。ワークを切削すると、再生層３は次第に摩耗して欠陥４が形成される。
【００１４】
そこで、工具２２を所定時間使用した後、以下の剥離プロセス（ステップＳ１７）を開始する。すなわち、図１の右側に二点鎖線で示すように、工作機械１０のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の送り機構を用いて、工具２２の切刃１を含む先端部分を剥離装置４０の容器４２に内に鉛直に差し入れて、容器４２に貯留されている剥離液に浸漬する。次に、電源装置４９を付勢して工具２２と陽極としての回転ブラシ３４との間に所定の直流電圧を印加する。そのとき、同時に駆動モータ４６を起動して回転ブラシ４４を回転させ、再生層３の剥離速度を高める。この剥離プロセスを所定時間継続して、欠陥４が発生した再生層３を実質的に全て除去する。つまり、剥離プロセスは欠陥４を除去することが主目的であるので、下地層２の上に再生層３の一部が薄く残っていてもよい。剥離プロセスを所定時間継続した後に、電源装置４９を消勢すると共に駆動モータ４６を停止し、剥離プロセスを終了する。
【００１５】
次いで、ステップＳ１３に戻り、既述した再生層形成プロセスを再び実行し、ステップＳ１３からステップＳ１７を繰り返す。これにより、工具２２の母材が損傷することがなくなり、工具２２自体を再研削して切刃１を創成する必要がなくなる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明がこの実施形態に限定されず、発明の範囲と本質とを逸脱することなく種々の変更や修正が可能であることは当業者の当然とするところである。
【００１７】
例えば、既述の実施形態では、工作機械１０は立形フライス盤であると説明したが、自動工具交換装置を備えたマシニングセンタであってもよい。この場合には、切削工具２２をめっき装置３０および剥離装置４０に対して接近、離反動作させるための送り装置として、工具２２とワークとをＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に相対移動させる各軸の送り装置を用いることが可能であることは言うまでもない。一方、工作機械１０がマシニングセンタである場合には、自動工具交換装置内にめっき装置と剥離装置とを配設し、切削工具をめっき装置および剥離装置に対して接近、離反動作させるための送り装置として、工具を自動工具交換装置内の所定位置に格納し、かつ、所望の工具を工具交換位置へ転送するための工具転送装置（図示せず）を用い、自動工具交換装置内において剥離プロセスと再生形成プロセスとを行うようにすることもできる。更に、横型のフライス盤やマシニングセンタであってもよい。その場合には、電極としての回転ブラシも水平軸を中心として回転させるようにすることが好ましい。
【００１８】
また、切削加工における再生層の摩耗を低減するための摩耗低減物質をめっき液に添加して、ニッケルと共析させるようにしてもよい。この摩耗低減物質は硬質材料または潤滑材料若しくはその両者の混合物を含むことができる。前記硬質材料は、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、二酸化珪素、炭化珪素、ジルコニア、窒化珪素、ボロンナイトライト、酸化アルミニウム等を含む群から選択することができる。また、前記潤滑材料は、硫化モリブデンや硫化マンガン等の硫化物、カーボン、フッ素樹脂、フッ化カーボン、ダイヤモンドライクカーボンを含む群から選択できる。摩耗低減物質が再生層中に共析できるように、上に列挙した材料の粒子または粉体を適当な分散剤を用いてめっき液中に分散させる。また、その粒径は、好ましくは、再生層の厚さの１／５〜４／５とする。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、切削工具の切刃を研削、創成する必要がなくなり、それに要する時間と費用を節減することが可能となる。また、機上において、本発明の工具使用方法を実施可能とすることにより、更に、切削工具の切刃の研削、創成に要する時間と費用とを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による工具使用方法を利用するのに適した工作機械の略図である。
【図２】本発明による工具使用方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…工作機械
１２…ベッド
１４…コラム
１６…テーブル
１８…主軸頭
２０…主軸
２２…工具
３０…メッキ装置
４０…剥離装置
【図１】
2004276178.tif 000003
【図２】
2004276178.tif 000004