(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体（２０）の上面（２０ａ）のコーナ部（２１）には、立方晶窒化硼素を含有した超高圧焼結体からなる切刃部材（３０）が固着され、少なくとも上記切刃部材（３０）の上面に形成されたすくい面（３１）と、周面に形成された逃げ面（３２）との交差稜線部に切刃（３３）が形成されてなる超高圧焼結体切削工具において、
上記切刃（３３）は、上記コーナ部（２１）に設けられた平面視円弧状をなすコーナ（３３ａ）と、このコーナ（３３ａ）からそれぞれ延びる一対の直線切刃（３３ｂ）とから構成され、
上記切刃（３３）稜線部には、該切刃（３３）に沿って、面取り状のホーニング面（５０）が設けられ、
側面視したとき、上記ホーニング面（５０）と上記逃げ面（３２）との交差稜線部が上記切刃（３３）全周にわたって等位に形成されるとともに、
上記切刃（３３）に沿う方向で、上記コーナ（３３ａ）と、該コーナ（３３ａ）の２等分線（Ｂ）との交点であるコーナ先端（３４）から離間するにつれ漸次高くなる平面又は曲面の少なくとも一方によって形成された傾斜すくい面（３１ａ）が設けられ、
平面視したとき、上記傾斜すくい面（３１ａ）に隣接するホーニング面（５０）の幅が、上記切刃（３３）に沿う方向で、上記コーナ先端（３４）から離間するにつれ漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする超高圧焼結体切削工具。
【請求項２】
上記コーナ部（２１）内方には、上記すくい面（３１）から上方に向かって立ち上がるとともに上記２等分線（Ｂ）上で互いに交差する一対のブレーカ壁面（４１）を備えたチップブレーカ突起（４０）が設けられ、上記一対のブレーカ壁面（４１）が上記一対の直線切刃（３３ｂ）方向と略平行な方向に延在し且つ互いの交差部（４３）が上記コーナ先端（３４）側に突出するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の超高圧焼結体切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも切刃部及びチップブレーカ突起が立方晶窒化硼素を含有する超高圧焼結体からなる超高圧焼結体切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の切削工具は、例えば４０〜６０ＨＲＣ程度の硬度をもつ浸炭焼入鋼や高周波焼入鋼などの高硬度材の切削に用いられる。図６及び図７に図示するように、切刃に立方晶窒化硼素等を主成分とする超高硬度焼結体を採用した切削工具が用いられている。図６に図示した切削工具は、工具本体１となるスローアウェイチップの台金の先端コーナ部に座溝２を設け、そこに超高硬度焼結体３を接合したものである。超高硬度焼結体３をその後部が落ち込む方向に傾け、座溝２の面の一部でブレーカ壁が構成されている。図７に図示した切削工具は、立方晶型窒化硼素を主成分とする超高硬度焼結体３及びこれを接合した工具本体１の各上面と側面の交差部に高さＨの面取部８を設け、超高硬度焼結体３には刃先をｈ芯下りさせるチップブレーカ５を設け、Ｈとｈの関係はＨ＞ｈとし、刃先部に面取部８の面の一部で構成される強化処理用の面取部６を生じさせたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１５５７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６に図示した切削工具においては、コーナと該コーナの２等分線との交点からブレーカ壁の立ち上がり位置までの距離が大きいため、切削条件の設定範囲が狭く、仕上げ切削では効果的な切屑処理が望めなかった。あるいは、座溝の面の一部で形成されたブレーカ壁は切屑の衝突によって摩耗しやすいため、良好な切屑処理を維持し難い問題があった。
【０００５】
図７に図示した切削工具においては、チップブレーカ５を切込み深さに対応した範囲に形成する必要があり、上記切込み深さより小さい切込み深さでは、切屑がチップブレーカ５の立ち上がり壁面に接触しないため効果的な切屑処理が望めなかった。
【０００６】
また、図６及び図７に図示した切削工具では、浸炭焼入鋼や高周波焼入鋼などの高硬度材の切削において、硬度が高い表面付近を切削する切込み境界部にチッピングや欠損が発生しやすいため、工具寿命が短くなるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、高硬度材の切削加工において、広範な切削条件において切屑処理性に優れ、さらに工具寿命の向上を図った超高圧焼結体切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。すなわち、工具本体（２０）の上面（２０ａ）のコーナ部（２１）には、立方晶窒化硼素を含有した超高圧焼結体からなる切刃部材（３０）が固着され、少なくとも上記切刃部材（３０）の上面に形成されたすくい面（３１）と、周面に形成された逃げ面（３２）との交差稜線部に切刃（３３）が形成されてなる超高圧焼結体切削工具において、
上記切刃（３３）は、上記コーナ部（２１）に設けられた平面視円弧状をなすコーナ（３３ａ）と、このコーナ（３３ａ）からそれぞれ延びる一対の直線切刃（３３ｂ）とから構成され、上記切刃（３３）稜線部には、該切刃（３３）に沿って、面取り状のホーニング面（５０）が設けられ、側面視したとき、上記ホーニング面（５０）と上記逃げ面（３２）との交差稜線部が上記切刃（３３）全周にわたって等位に形成されるとともに、上記切刃（３３）に沿う方向で、上記コーナ（３３ａ）と、該コーナ（３３ａ）の２等分線（Ｂ）との交点であるコーナ先端（３４）から離間するにつれ漸次高くなる平面又は曲面の少なくとも一方によって形成された傾斜すくい面（３１ａ）が設けられ、平面視したとき、上記傾斜すくい面（３１ａ）に隣接するホーニング面（５０）の幅が、上記切刃（３３）に沿う方向で、上記コーナ先端（３４）から離間するにつれ漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする超高圧焼結体切削工具である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の超高圧焼結体切削工具によれば、平面視したとき、傾斜すくい面（３１ａ）に隣接するホーニング面（５０）の幅が、切刃（３３）に沿う方向で、コーナ先端（３４）から離間するにつれ漸次大きくなるように形成されていることから、切込み深さが増加するにしたがって、ホーニング面（５０）による切屑を拘束する作用が強くなるため、優れた切屑処理性が得られる。さらに、切刃（３３）の強度も高くなるため、該切刃（３３）のチッピングや欠損の発生が防止される。特に、浸炭焼入鋼や高周波焼入鋼などの高硬度材の切削において、切込み境界部の損傷が抑制され工具寿命の向上がはかられる。
コーナ先端（３４）近傍においては、平面視におけるホーニング面（５０）の幅が比較的小さくなるため、切削抵抗の増大が抑制され、びびり、発熱が防止されるとともに、刃先への切屑の凝着がおさえられ加工面精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る超高圧焼結体切削工具の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る超高圧焼結体切削工具のコーナ部の斜視図である。図２は同切削工具のコーナ部の平面図である。図３は同切削工具のコーナ部の側面図である。図４は図２におけるＳ１−Ｓ１線端面図である。図５は図２におけるＳ２−Ｓ２線端面図である。
【００１１】
図１に図示するように、本実施形態に係る超高圧焼結体切削工具は、例えば超硬合金、サーメット又はセラミックス等の硬質材料からなる略多角形板状のチップ基体２０の上面２０ａのコーナ部２１に形成した切欠き部２２に、ｃＢＮを含有する超高圧焼結体からなる切刃部材３０をろう付け固着したチップ１０である。このチップ１０は、図示しない公知の固定手段によりバイトホルダ等の切削工具のボデーやホルダの所定位置に着脱自在に装着され、被削材の旋削加工等を行う切刃としての機能を果たすものである。また、本発明の超高圧焼結体切削工具は、上記のボデーやホルダに装着するチップに限定されることはなく、例えば上記ボデーやホルダに直接ろう付け固着される態様であってもよい。
【００１２】
図１に図示するように、コーナ部２１において、切刃部材３０及びチップ基体２０の一部に跨って、それぞれの上面３０ａ、２０ａには、連続したすくい面３１が形成されるとともに、それぞれの周面には、連続した逃げ面３２が形成されている。これらすくい面３１と逃げ面３２との交差稜線部には、図３に図示するように、チップ基体２０の上面２０ａに対する傾斜角度α１が３５°の平面状の面取りで形成されたホーニング面５０が形成され、このホーニング面５０と逃げ面３２との交差稜線部には切刃３３が形成されている。そして、本チップ１０は、逃げ面３２が上記各々の上面３０ａ、２０ａに対して直角に延びた、逃げ角０°のいわゆるネガチップとなっている。
【００１３】
図２に図示する平面視において、切刃３３は、円弧状をなすコーナ３３ａと、該コーナ３３ａからそれぞれ延び直線状をなす一対の直線切刃３３ｂとから構成されている。上記一対の直線切刃３３ｂは、切刃部材３０とチップ基体２０に跨って形成されている。ここで、コーナ３３ａと該コーナ３３ａの２等分線Ｂとの交点をコーナ先端３４と呼ぶ。
【００１４】
図１からわかるように、すくい面３１は、ホーニング面５０の一部を切欠くように形成され、コーナ３３ａ全周に隣接して、チップ基体２０の上面２０ａとほぼ平行な平面で形成され、一対の直線切刃３３ｂに隣接して、該直線切刃３３ｂの延びる方向で、コーナ先端３４から離間するにつれ漸次高位となる下方側に凹んだ曲面状の傾斜すくい面３１ａが形成されている。直線切刃３３ｂに直交する平面で切断した断面において、傾斜すくい面３１ａは、図３に図示したコーナ３３ａの２等分線Ｂ方向の断面形状と同様に、チップ基体２０の上面２０ａとほぼ平行な平面で形成されて、すくい角０°とされている。上記すくい面３１ａは、例えば砥石を用いた研削加工法、放電加工法、レーザー加工法又は電子ビーム加工法のいずれかの方法によって形成されている。
【００１５】
図２に図示するように平面視したとき、コーナ３３ａに隣接するホーニング面５０ａの幅Ａ１は一定であり、直線切刃３３ｂに設けられた傾斜すくい面３１ａに隣接するホーニング面５０ｂの幅Ａ２は、直線切刃３３ｂに沿う方向で、コーナ先端３４から離間するにしたがって漸次大きくなっていく。
【００１６】
すくい面３１に続いて、チップ１０の内方には、上記すくい面３１に対して上方に向かって立ち上がるとともにコーナ３３ａの２等分線Ｂ上で互いに交差する一対のブレーカ壁面４１を備えたチップブレーカ突起４０が形成されている。平面視で、一対のブレーカ壁面４１は、直線切刃３３ｂの延びる方向と略平行に延在し、互いに交差する交差部４３がコーナ先端３４側に突出して形成されている。上方に向かって延びる一対のブレーカ壁面４１はチップ基体２０及び切刃部材３０の上面２０ａ、３０ａで構成されたブレーカ頂面４２と交差している。ここで、コーナ先端３４から上記交差部４３がすくい面３１から立ち上がりはじめる位置までの距離（コーナ先端３４におけるブレーカ幅）Ｂ１は、直線切刃３３ｂの刃先からブレーカ壁面４１がすくい面３１から立ち上がりはじめる位置までの距離（直線切刃３３ｂにおけるブレーカ幅）Ｂ２より小さく設定されている。
【００１７】
コーナ３３ａ及び直線切刃３３ｂは、チップブレーカ突起４０の頂面４２に対して芯下がりになっており、その芯下がり量Ｈは０．１５ｍｍに設定されている。
【００１８】
以上の構成を有するチップ１０によれば、直線切刃３３ｂに設けられたホーニング面５０ｂは、上記直線切刃３３ｂに沿う方向で、コーナ先端３４から両側に離間するにつれ、その幅Ａ２が漸次大きくなるように形成されていることから、切込み深さが増加するにしたがって、ホーニング面５０ｂによる切屑を拘束する作用が強くなるため、優れた切屑処理性が得られる。さらに、直線切刃３３ｂの強度が高くなるため、該直線切刃３３ｂのチッピングや欠損の発生が防止される。特に、浸炭焼入鋼や高周波焼入鋼などの高硬度材における硬度の高い表面部によって引き起こされる切込み境界部の損傷が抑制され切刃寿命の向上がはかられる。
一方、上記高硬度材の表面にくらべ硬度の低い内部を切削するコーナ３３ａのホーニング面５０ａは、直線切刃３３ｂのホーニング面５０ｂにくらべ幅狭に形成されることから、切削抵抗の増大を抑制し、びびり、発熱を防止するとともに刃先への切屑の凝着をおさえて、加工面精度を向上させる。
刃先の強化と加工面の表面あらさの向上を目的として、ホーニング面５０とすくい面３１及び／又は逃げ面３２との交差稜線部を、０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲の曲率半径をもつ円弧でなめらかにつないでもよい。
また、切込みがコーナ３３ａに限定されるような仕上げ切削においては、コーナ３３ａに発生する切込み境界部の損傷を抑制することに配慮して、上記切込み境界部を包含するようにコーナ３３ａ内に傾斜すくい面３１ａが設けられるのが望ましい。傾斜すくい面３１ａは、コーナ３３ａ全体に設けられるか、又はコーナ先端３４から離間してコーナ３３ａの一部に設けられるかは適宜選択可能である。
【００１９】
ホーニング面５０において、平面視したときの幅Ａ１、Ａ２は、０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲に設定されるのが望ましい。これは、０．０５ｍｍ未満では刃先の強度が不充分なため切込み境界部の損傷を防止する効果が得られず、０．５０ｍｍを超えると、びびりや発熱、加工面精度の悪化といった不具合が発生するおそれがあるからである。
また、ホーニング面５０において、チップ基体２０の上面２０ａに対する傾斜角度α１、α２は、１５°〜６０°の範囲に設定されるのが望ましい。これは、１５°未満では、切屑を拘束する作用及び切込み境界部の損傷を防止する効果が得られないおそれがあるからであり、６０°を超えると、切削抵抗の増大を招きびびり、発熱により加工面精度を悪化させるからである。
【００２０】
チップブレーカ突起４０は、ホーニング面５０と協働して、確実に切屑を拘束しカール又は分断させるので、きわめて効果的な切屑処理を可能にする。このチップブレーカ突起４０は、０．０５ｍｍ以上、好ましくは０．１０ｍｍ以上確保することによって、幅及び厚さが小さい切屑処理の困難な仕上げ切削時の切屑を確実にブレーカ壁面４１に衝突させることができるため良好な切屑処理が可能になる。なお、芯下がり量Ｈの上限値は、上記効果が頭打ちとなる、１ｍｍ程度である。
【００２１】
以上に説明した実施形態において、少なくともブレーカ壁面４１は、ｃＢＮを含有する超高圧焼結体からなる切刃部材３０内に形成された場合には、高硬度材を切削した際の高硬度の切屑との接触において、充分な耐摩耗性が確保されるため、早期に切屑処理が悪化するのを防止する。
【００２２】
本発明は、既述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、変更及び追加が可能である。例えば、逃げ面３２の逃げ角を正としたポジチップに変更可能であり、チップ１０の外形についても、正三角形、正方形、菱形等の略多角形平板状をなすものに適用可能である。
傾斜すくい面３１ａは、曲面で構成されるものに限らず、平面で構成されてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る超高圧焼結体切削工具のコーナ部の斜視図である。
【図２】同超高圧焼結体切削工具のコーナ部の平面図である。
【図３】同超高圧焼結体切削工具のコーナ部の側面図である。
【図４】図２におけるＳ１−Ｓ１線端面図である。
【図５】図２におけるＳ２−Ｓ２線端面図である。
【図６】従来切削工具を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】他の従来切削工具を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  切削工具（チップ）
２０  工具本体（チップ基体）
２１  コーナ部
３０  切刃部材
３１  すくい面
３１ａ  傾斜すくい面
３２  逃げ面
３３  切刃
３３ａ  コーナ
３３ｂ  直線切刃
３４  コーナ先端
４０  チップブレーカ突起
４１  ブレーカ壁面
４２  ブレーカ頂面
４３  交差稜線部
５０、５０ａ、５０ｂ  ホーニング面
Ｂ  コーナの２等分線
Ａ１、Ａ２  ホーニング面の幅
Ｂ１、Ｂ２  刃先からブレーカ隆起面の立ち上がり開始位置までの距離
α１、α２  チップ基体（切削工具）の上面に対するホーニング面の傾斜角度
Ｈ  チップブレーカ突起の頂面に対する切刃の芯下がり量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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