(57)【要約】　　　（修正有）【課題】切刃にホーニング面が形成されるとともに硬質被膜が被覆された切削工具において、硬質被膜の剥離による工具寿命の短縮を防ぐ。【解決手段】工具母材１２のすくい面１５と逃げ面１６との間に、ホーニング面１８を備えた切刃１７が形成されるとともに、これらすくい面１５からホーニング面１８を介して逃げ面１６にかけては硬質被膜２１が被覆された切削工具であって、ホーニング面１８上における硬質被膜２１の膜厚を、ホーニング面１８とすくい面１５または逃げ面１６の少なくともいずれか一方との交差稜線部２０において、他のホーニング面１８上の部分よりも小さな膜厚ｔ２０とする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具母材のすくい面と逃げ面との間に、ホーニング面を備えた切刃が形成されるとともに、これらすくい面からホーニング面を介して逃げ面にかけては硬質被膜が被覆された切削工具であって、上記ホーニング面上における上記硬質被膜の膜厚が、該ホーニング面と上記すくい面または逃げ面の少なくともいずれか一方との交差稜線部において、他のホーニング面上の部分よりも小さくされていることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
上記ホーニング面上における上記硬質被膜の膜厚が、該ホーニング面と上記すくい面または逃げ面の少なくともいずれか一方との上記交差稜線部に向けて漸次小さくなるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
上記交差稜線部における上記硬質被膜の膜厚が、上記すくい面または逃げ面における硬質被膜の膜厚の２０〜８０％とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削工具。
【請求項４】
上記工具母材がＣＢＮ焼結体により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、すくい面と逃げ面との間の稜線部が切刃とされて、この切刃に沿ってホーニングが施されてホーニング面が形成されたスローアウェイチップ等の切削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のスローアウェイチップ等の切削工具においては、そのすくい面と逃げ面との間の稜線部が切刃として作用して被削材の表面から切屑を削り取ることにより該被削材を切削してゆくが、この切刃が被削材に対して鋭利すぎると欠損を生じて切削性を著しく損なうこととなるため、この切刃に沿って予め面取り状にホーニングを施しておいて耐欠損性の向上を図るようにしている。また、このような切削工具においては、切刃の耐摩耗性の向上を図るため、その表面にＴｉＮやＴｉＡｌＮ等の硬質被膜を被覆することも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、図３に示すようにこのような硬質被膜１は通常、工具母材２の表面の上記すくい面３から、切刃４に沿って形成されたホーニング面５を介して逃げ面６に至るまで、略均一な膜厚に形成されている。ところが、かかる硬質被膜１は、その膜厚が厚くなるほど剥離が生じ易く、しかもこのような剥離は、切削時に衝撃的な負荷が作用することとなる切刃４に形成されたホーニング面５上に被覆された硬質被膜１部分において特に顕著となる。しかして、こうしてホーニング面５上において、例えば図３に破線で示すように硬質被膜１の剥離が生じると、この剥離した部分とすくい面３や逃げ面６に残された硬質被膜１部分（図３では逃げ面６に残された部分）との間に、この硬質被膜１の膜厚分の大きさのエッジＥが形成され、このエッジＥから硬質被膜１が一気に剥離して切刃４の耐摩耗性が失われ、切削工具の寿命が著しく短縮されてしまうおそれがあった。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、このように切刃にホーニング面が形成されるとともに硬質被膜が被覆された切削工具において、硬質被膜の剥離による工具寿命の短縮を防ぐことが可能な切削工具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】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、工具母材のすくい面と逃げ面との間に、ホーニング面を備えた切刃が形成されるとともに、これらすくい面からホーニング面を介して逃げ面にかけては硬質被膜が被覆された切削工具であって、上記ホーニング面上における上記硬質被膜の膜厚を、該ホーニング面と上記すくい面または逃げ面の少なくともいずれか一方との交差稜線部において、他のホーニング面上の部分よりも小さくしたことを特徴とする。しかして、このような切削工具においては、上記交差稜線部において硬質被膜の膜厚が小さいため、工具母材への付着強度が高くて剥離自体が生じ難いのは勿論、万一ホーニング面上の硬質被膜に剥離が生じても、上記交差稜線部に形成されるエッジの大きさを小さくすることができるので、このエッジから一気に硬質被膜の剥離が進行したりするのを防ぐことができる。
【０００６】
ここで、このホーニング面上における上記硬質被膜の膜厚は、該ホーニング面と上記すくい面または逃げ面の少なくともいずれか一方との上記交差稜線部に向けて漸次小さくなるようにされるのが望ましく、これにより、上記交差稜線部とそれ以外のホーニング面上部分で硬質被膜の膜厚に極端な厚薄が生じるのを防いで剥離の発生を一層確実に防止することが可能となる。また、同様の理由から、上記交差稜線部における上記硬質被膜の膜厚は、上記すくい面または逃げ面における硬質被膜の膜厚の２０〜８０％とされるのが望ましく、これよりも厚いと剥離が生じ易く、またその際に形成される上記エッジも大きくなって上述の作用効果が十分に奏功されなくなるおそれがある一方、これよりも薄いと硬質被膜が通常に摩耗したときの寿命が短くなりすぎるおそれがある。なお、上記工具母材をＣＢＮ焼結体によって形成した場合には、この母材自体が有する高い硬度によって硬質被膜にも高い耐衝撃性を与えることができ、剥離の発生をさらに確実に防止することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものであって、図示されない工具本体に着脱可能に取り付けられてその切刃部を構成するネガティブスローアウェイチップに本発明を適用した場合を示している。すなわち、本実施形態では、チップ本体１１が超硬合金等の硬質材料から形成されて図１に示すように方形平板状をなし、その１つの方形面のコーナ部に、ＣＢＮ焼結体１２と超硬合金等の硬質焼結体１３とを層状に一体焼結した切刃チップ１４が、このＣＢＮ焼結体１２部分をチップ本体１１の上記方形面側に向けてろう付け等により接合されており、このＣＢＮ焼結体１２の上記方形面に連なる上面部分がすくい面１５とされるとともに、チップ本体１１の周面に連なる側面部分が逃げ面１６とされていて、これらすくい面１５と逃げ面１６との間の該すくい面１５と逃げ面１６との交差稜線上に切刃１７が形成されている。従って、本実施形態では、この切刃チップ１４の上記ＣＢＮ焼結体１２が、当該切削工具（スローアウェイチップ）の工具母材とされることとなる。
【０００８】
また、この切刃１７には、該切刃１７が形成される上記交差稜線に沿ってホーニングが施されて、すくい面１５と逃げ面１６とに鈍角に交差する面取り状のホーニング面１８が形成されている。ここで、本実施形態においてこのホーニング面１８は、切刃１７に直交する断面において図２に示すように、上記すくい面１５との交差稜線部１９が該すくい面１５と角度をもって折れ線状に交差するように形成される一方、逃げ面１６との交差稜線部２０はその断面が全体として概略凸曲線状をなすように形成されている。
【０００９】
そして、本実施形態では、少なくともこの切刃チップ１４の表面全体、すなわち上記すくい面１５から、切刃１７に沿って形成されたホーニング面１８を介して逃げ面１６に至るまでに硬質被膜２１が被覆されており、このうちホーニング面１８上に被覆された硬質被膜２１の膜厚が、このホーニング面１８と逃げ面１６との上記交差稜線部２０において、該ホーニング面１８上の他の部分の硬質被膜２１の膜厚よりも小さくされている。ここで、本実施形態における上記硬質被膜２１は、すくい面１５において一定の膜厚ｔ１５とされ、このすくい面１５とホーニング面１８との上記交差稜線部１９から逃げ面１６とホーニング面１８との上記交差稜線部２０に向けてその膜厚が一定の割合で漸次減少させられて、この交差稜線部２０上において最小の膜厚ｔ２０となり、さらに逃げ面１６側に向けて膜厚が漸次増大して、この逃げ面１６上で再び上記膜厚ｔ１５と等しい一定の膜厚ｔ１６となるようにされている。なお、本実施形態では上記交差稜線部２０の断面が上述のように概略凸曲線状をなしているのに合わせ、この交差稜線部２０の周辺において上記硬質被膜２１も、その表面が断面凸曲面状をなしつつ膜厚ｔ２０が交差稜線部２０上で最小となるようにされ、さらにこの交差稜線部２０を越えて逃げ面１６側に向かうに従い、やはりその表面が断面凸曲線状をなすようにして膜厚が漸次増大させられ、逃げ面１６における上記膜厚ｔ１６に達して一定となるようにされている。
【００１０】
また、本実施形態において、上記交差稜線部２０における硬質被膜２１の膜厚ｔ２０は、すくい面１５および逃げ面１６上における膜厚ｔ１５，ｔ１６の２０〜８０％の厚さとされており、より具体的には、これらすくい面１５および逃げ面１６上における膜厚ｔ１５，ｔ１６が１．８〜２．０μｍであるのに対し、交差稜線部２０における膜厚ｔ２０は１．２〜１．４μｍとされている。さらに、上記硬質被膜２１としては、例えばＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮの１種または複数種をＰＶＤ等の被覆方法によって被覆することが挙げられる。さらにまた、このような膜厚の異なる硬質被膜２１は、例えばこの硬質被膜２１を均一な膜厚で被覆した後に、ダイヤモンド砥粒を含んだブラシを上記すくい面１５側から押し当てて研磨することにより、上記交差稜線部２０におけるこのブラシの当たりを他の部分よりも強くすることによって形成可能である。
【００１１】
従って、このように構成された切削工具（スローアウェイチップ）においては、切刃１７に沿って形成されたホーニング面１８上の硬質被膜２１に切削時の衝撃的負荷等によって図２に破線で示すように剥離が生じたとしても、逃げ面１６部分に残された硬質被膜２１によるエッジＥが、図３に示した従来のスローアウェイチップの場合のように大きくなることがなく、そのような大きなエッジＥから硬質被膜２１の剥離が一気に進行して特に逃げ面１６の耐摩耗性が損なわれることにより工具寿命（チップ寿命）の短縮を招いたりすることもない。また、このようにホーニング面１８上の硬質被膜２１の膜厚を上記交差稜線部２０において他の部分よりも小さくすることにより、この交差稜線部２０周辺における硬質被膜２１の付着強度は逆に高められ、これによって剥離そのものを生じ難くすることもできるので、上記構成の切削工具によれば、切刃１７に沿って形成されたホーニング面１８上の硬質被膜２１を安定的に保持することができ、上記効果とも相俟って工具寿命の延長を図ることができる。
【００１２】
しかも、本実施形態の切削工具（スローアウェイチップ）では、その工具母材がチップ本体１１にろう付けされた切刃チップ１４のＣＢＮ焼結体１２とされており、従ってこの母材自体に上記硬質被膜２１よりも高い硬度が与えられることとなる。従って、このように高い硬度を有する工具母材としてのＣＢＮ焼結体１２によって支持された状態でその表面に硬質被膜２１が被覆されることとなるので、上述のようにホーニング面１８上の交差稜線部２０における硬質被膜２１の膜厚ｔ２０を小さくしても、硬質被膜２１に高い耐衝撃性を確保することができ、その剥離を一層確実に防止することができる。
【００１３】
また、本実施形態では、このホーニング面１８上の硬質被膜２１の膜厚が、該ホーニング面１８と逃げ面１６との上記交差稜線部２０に向かうに従い漸次小さくなって該交差稜線部２０上で最小の膜厚ｔ２０となるようにされており、このためホーニング面１８上において硬質被膜２１が極端な厚薄を生じて段差状となるような部分が形成されることがない。従って、本実施形態によれば、そのような段差の厚い部分から硬質被膜２１が剥離を生じるようなこともなく、ホーニング面１８上に被覆された硬質被膜２１を一層安定して保持することが可能となって、耐摩耗性をより長期に亙って維持し、工具寿命のさらなる延長を図ることができる。加えて、本実施形態では、この交差稜線部２０の周辺において硬質被膜２１の表面がホーニング面１８側から断面凸曲面状をなすようにして膜厚ｔ２０が交差稜線部２０上で最小となるようにされ、さらにこの凸曲線を維持したまま逃げ面１６に至るようにされており、従ってこの交差稜線部２０の周辺で硬質被膜２１の表面に角度をもって交差する角部が形成されるようなことがないので、さらに確実に硬質被膜２１の剥離を防止することが可能となる。
【００１４】
ところで、本実施形態では、上記交差稜線部２０において最小となる硬質被膜２１の膜厚ｔ２０を、すくい面１５および逃げ面１６上における膜厚ｔ１５，ｔ１６の２０〜８０％の範囲としているが、これは、この最小となる膜厚ｔ２０が上記範囲よりも厚くなると、該交差稜線部２０における硬質被膜２１の付着強度が損なわれて剥離が生じ易くなるおそれがあるとともに、こうして剥離が生じた際にはこれに伴って形成される上記エッジＥも大きくなって上記効果を確実に奏することができなくなるおそれがあるからである。その一方で、膜厚ｔ２０が上記範囲を下回るほど薄いと、この交差稜線部２０において硬質被膜２１が絶対的に薄くなりすぎ、剥離等を生じることなく摩耗が通常に進行したときに硬質被膜２１が早期に摩滅してしまい、この硬質被膜２１による耐摩耗性の向上効果が長続きしなくなるおそれがある。このため、上記最小膜厚ｔ２０は、本実施形態のようにすくい面１５の膜厚ｔ１５や逃げ面１６の膜厚ｔ１６の２０〜８０％の範囲とされるのが望ましく、より具体的には、これらすくい面１５および逃げ面１６上における膜厚ｔ１５，ｔ１６が１．８〜２．０μｍである場合には、１．２〜１．４μｍの範囲とされるのが望ましい。
【００１５】
なお、本実施形態ではホーニング面１８と逃げ面１６との交差稜線部２０においてホーニング面１８上に被覆された硬質被膜２１の膜厚ｔ２０が最小となるようにされているが、ホーニング面１８とすくい面１５との交差稜線部１９においてその膜厚が最小となるようにされていてもよく、またこれらすくい面１５と逃げ面１６との交差稜線部１９，２０の双方において、該交差稜線部１９，２０周辺のホーニング面１８上の硬質被膜２１の膜厚が最小となるようにされていてもよい。この場合には、交差稜線部１９，２０における膜厚は必ずしも一致していなくてもよいが、ホーニング面１８上の硬質被膜２１の膜厚は、これら交差稜線部１９，２０の周辺において各交差稜線部１９，２０側に向かうに従い漸次減少するようにされるのが望ましく、その間の部分では一定膜厚であっても、また交差稜線部１９側から交差稜線部２０側に向けて一旦膜厚が増大した後減少するようにされていても構わない。
【００１６】
さらに、すくい面１５における膜厚ｔ１５と逃げ面１６における膜厚ｔ１６とが異なる場合には、上記交差稜線部１９，２０における膜厚は、該交差稜線部１９，２０においてホーニング面１８と交差する側の面１５，１６の膜厚ｔ１５，ｔ１６の２０〜８０％の範囲とされるのが望ましい。さらにまた、本実施形態では図１に示したようなスローアウェイチップに本発明を適用した場合について説明したが、ソリッドドリルやソリッドエンドミルのように工具本体に直接切刃が形成されたむくの切削工具や、切刃チップが工具本体に直接ろう付けされたろう付け工具などに本発明を適用することも、勿論可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ホーニング面に被覆された硬質被膜の付着強度を確保して、この硬質被膜の剥離自体を防止することができる上、万一剥離が生じても、これによって形成されるエッジの大きさを小さく抑えることができ、かかるエッジから硬質被膜の剥離が一気に進行するような事態を防ぐことができる。このため、この硬質被膜による耐摩耗性をより長期に亙って安定的に維持することができ、これにより工具寿命の延長を測ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す切削工具（スローアウェイチップ）の斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の切刃１８周辺の拡大断面図である（ただし、硬質被膜２１は、その膜厚がさらに拡大されて示されている。）。
【図３】従来の切削工具の切刃４周辺を示す拡大断面図である（ただし、硬質被膜１は、その膜厚がさらに拡大されて示されている。）。
【符号の説明】
１１　チップ本体
１２　ＣＢＮ焼結体（工具母材）
１４　切刃チップ
１５　すくい面
１６　逃げ面
１７　切刃
１８　ホーニング面
１９　ホーニング面１８とすくい面１５との交差稜線部
２０　ホーニング面１８と逃げ面１６との交差稜線部
２１　硬質被膜
ｔ１５　すくい面１５における硬質被膜２１の膜厚
ｔ１６　逃げ面１６における硬質被膜２１の膜厚
ｔ２０　交差稜線部２０における硬質被膜２１の膜厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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