(57)【要約】【課題】ロウ付け接合によって刃体を基材に接合固定した構成の切削刃物において、該刃体の欠け等の発生を防止してその耐久性の向上を図る。【解決手段】基材２に設けた刃体固定面２１に刃体３を取付けてなる切削刃物において、刃体３を、基材２の熱膨張率よりも小さい熱膨張率をもつ素材で形成された刃板３２と裏当板３１で構成し、且つ刃板３２と裏当板３１との間と、裏当板３１と刃体固定面２１との間を、それぞれロウ付け接合固定する。係る構成とすることで、ロウ付け接合に起因して刃体３側に発生する残留応力は、裏当板３１側に集中的に発生し、刃板３２側での発生が可及的に防止され、その結果、刃板３２においては、その強度が維持され、被切削物側からの過大な衝撃の入力によって欠けが生じることが可及的に防止され、延いては切削刃物全体として、その耐久性が格段に向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材（２）に設けた刃体固定面（２１）に、小片状の刃体（３）を取付けて構成される切削刃物であって、
上記刃体（３）が、上記基材（２）の熱膨張率よりも小さい熱膨張率をもつ素材で形成された刃板（３２）と裏当板（３１）を備え、上記刃板（３２）と裏当板（３１）との間と、該裏当板（３１）と上記刃体固定面（２１）との間を、それぞれロウ付けにて接合固定して構成されたことを特徴とする切削刃物。
【請求項２】
請求項１において、
上記刃板（３２）と上記裏当板（３１）が、同一又は近似の熱膨張率をもつ素材で構成されていることを特徴とする切削刃物。
【発明の詳細な説明】
【技術の分野】
【０００１】  本願発明は、基材に、小片状の刃体をロウ付けにて接合固定してなる切削刃物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  例えば、フライス用刃物、溝切用刃物、穿孔用刃物、エンドミル用刃物、旋盤用刃物等の切削刃物においては、主に比較的大形のものを中心にその経済性を考慮して、ロッド状あるいは円板状形体をもつ基材に刃体を一体的に形成するのではなく、基材と小片状の刃体をそれぞれ別個に製作し、上記基材に設けた刃体固定面に上記刃体をロウ付けにより接合固定することが行われている（特許文献１  参照）。【０００３】  この場合、通常、基材は比較的安価な低炭素鋼でこれを製作する一方、刃体は切削性とか耐久性を考慮して、超硬合金、サーメット工具等の焼結工具材料とか、炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼等の高級鋼で製作される（特許文献２参照）。【０００４】  また、基材への刃体の接合固定には、ロウ付け法が採用されるのが通例であるが、このロウ付け接合は、基材に設けた刃体固定面に、ロウ材（例えば、銀ロウ板）を介在させた状態で刃体を取り付け、上記刃体固定面及び刃体を含む所定範囲を、例えば、高周波炉等で局所的に加熱し、融解されたロウ材を上記刃体固定面と上記刃体の表面にそれぞれ拡散させた後、これを炉中放熱にて緩やかに室温まで徐冷させて、上記刃体固定面の上記刃体を強固に接合固定するものである。【０００５】
【特許文献１】  特開平１０−２０２４０５号公報
【特許文献２】  特開２０００−１０７９１２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  ところが、このようなロウ付け接合によって、基材に刃体を固定した切削刃物においては、例えば、刃体をネジ締着によって基材に取付けた構成の切削刃物に比して、刃物使用中に刃体の刃先部分に欠けが生じ易く、その耐久性が劣るという問題があった。【０００７】  即ち、上記基材を構成する低炭素鋼は比較的硬度が低く、その熱膨張率は比較的大きいが、刃体を構成する超硬合金等の焼結工具材料とか高級鋼は硬度が極めて高く、その熱膨張率は小さいことから、上記基材と刃体の素材間には大きな熱膨張率差が存在することになる。【０００８】  このような大きな熱膨張率差が存在する上記基材と上記刃体をロウ付け接合に際して一体的に加熱し、これを徐冷すると、徐冷時における上記基材と上記刃体の間の熱収縮差によって、熱収縮量の小さい上記刃体は、熱収縮量の大きい上記基材側から圧縮力を受け、冷却完了状態においては上記刃体側に大きな残留応力が生じることになる。この残留応力が存在する結果、切削刃物の使用中において上記刃体に局部的に過大な衝撃が加わったような場合には、当該部位の応力が急増し、欠けが発生し易くなるものである。【０００９】  然るに、このようなロウ付け接合を用いた切削刃物に特有の課題に着目した有効な提案はなされておらず、僅かにその代替手段として、上述のようなネジ締着法が提案されているに過ぎない。【００１０】  そこで本願発明では、ロウ付け接合によって刃体を基材に接合固定した構成の切削刃物において、該刃体の欠け等の発生を可及的に防止してその耐久性の向上を図ることを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本願の第１の発明では、基材２に設けた刃体固定面２１に、小片状の刃体３を取付けて構成される切削刃物において、上記刃体３が、上記基材２の熱膨張率よりも小さい熱膨張率をもつ素材で形成された刃板３２と裏当板３１を備え、上記刃板３２と裏当板３１との間と、該裏当板３１と上記刃体固定面２１との間を、それぞれロウ付けにて接合固定して構成されたことを特徴としている。【００１２】  本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る切削刃物において、上記刃板３２と上記裏当板３１を、同一又は近似の熱膨張率をもつ素材で構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】  （ａ）  本願の第１の発明に係る切削刃物によれば、ロウ付け接合作業に際して上記基材２の刃体固定面２１及びここに設けられた上記刃体３を含むその近傍範囲を局所的に加熱し、これを徐冷させると、該刃体３と上記基材２の熱膨張率差によって上記刃体３側に残留応力が生じることになるが、この場合、上記刃体３が、刃板３２と裏当板３１を備え、該刃板３２と裏当板３１との間と、該裏当板３１と上記刃体固定面２１との間を、それぞれロウ付けにて接合固定しているので、上記刃体３において上記基材２との熱膨張率に起因して発生する残留応力は、該基材２に接している上記裏当板３１側に集中的に発生し、上記刃板３２側での発生が可及的に防止される。そして、上記裏当板３１は、例えこれに残留応力が集中的に発生しても、これは被切削物と接触してこれに加工作用を与えるものではなく、該被切削物側から過大な衝撃が入力されるということもない。これらの相乗効果として、上記刃体３をロウ付け接合によって接合固定した構成をもつ切削刃物であるにも拘わらず、上記刃板３２においては、その強度が維持され、被切削物側からの過大な衝撃の入力によって欠けが生じることが可及的に防止され、延いては切削刃物全体として、その耐久性が格段に向上することになる。【００１４】  （ｂ）  本願の第２の発明に係る切削刃物によれば、上記刃板３２と上記裏当板３１を、同一又は近似の熱膨張率をもつ素材で構成しているので、上記裏当板３１と上記刃板３２との間における熱収縮差は皆無あるいは僅少なものとなり、その結果、上記（ａ）に記載の効果がより一層確実なものとされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。【００１６】  図１には、本願発明の実施形態に係る切削刃物１を示している。この切削刃物１は、被切削体の表面に溝切りを行う溝切用刃物として用いられるものであって、作業機の回転軸（図示省略）に固定される略星形の平面形体をもつ厚板でなる基材２を備えて構成される。この基材２の四つの突出部２０のそれぞれには、次述の刃体３が取付けられる。【００１７】  即ち、上記突出部２０には、図５に示すように、上記基材２の径方向に延びる平面でなる刃体固定面２１と、該刃体固定面２１の径方向内側端縁に連続して立ち上がる背壁面２２が形成されている。そして、この突出部２０の刃体固定面２１上に、次述の刃体３がロウ付け接合により接合固定される。尚、この場合、上記刃体固定面２１の前縁２２ａは、上記刃体３の前縁形状に対応するように、屈曲状に形成されている。【００１８】  また、この実施形態では、上記基材２の素材として、低炭素鋼（例えば、Ｓ３５Ｃ，Ｓ４５Ｃ）を採用している。【００１９】  上記刃体３は、図５に示すように、刃板３２と裏当板３１で構成される。上記刃板３２は、略長矩形の板材で構成され、その前縁３２ｃは、裏面３２ａ側から表面３２ｂに向かって上昇傾斜する傾斜面とされ、所定の掬い角をもつ切刃とされ、切削加工により形成される溝の断面形状に対応するように、幅方向に二段階に屈曲した形体とされている。尚、この実施形態では、上記刃板３２の素材として、超硬合金を採用している。【００２０】  上記裏当板３１は、上記刃板３２の裏面側に裏当されるもので、その前縁３１ｃは，上記刃板３２の前縁３２ｃに対応した屈曲形状とされている。尚、この実施形態では、上記裏当板３１の素材として、上記刃板３２と同様に、超硬合金を採用している。【００２１】  このように形成された上記刃板３２と裏当板３１は、図２〜図４に示すように、該刃板３２の裏面３２ａ側に上記裏当板３１の表面３１ｂを衝合させた状態でロウ付け接合して上記刃体３を構成するとともに、該刃体３は、上記裏当板３１の裏面３１ａを上記基材２の刃体固定面２１に衝合させた状態でロウ付け接合される。【００２２】  この場合、ロウ付け接合の方法としては、先ず上記刃板３２と裏当板３１とをロウ付け接合して上記刃体３を製作し、しかる後、この刃体３を上記刃板３２の刃体固定面２１にロウ付け接合する方法と、上記刃板３２と裏当板３１のロウ付け接合と、該刃板３２の上記基材２の刃体固定面２１へのロウ付け接合とを同時に行う方法等が考えられるが、この実施形態では作業コストの低廉化という観点から、後者の同時接合方法を採用している。【００２３】  従って、ロウ付け接合に際しては、先ず、上記基材２の刃体固定面２１上に、所定のロウ材（ここでは銀ロウを用いている）を介在させた状態で上記裏当板３１の裏面３１ａを衝合載置し、さらにこの裏当板３１の表面３１ｂ上にロウ材を介在させた状態で上記刃板３２の裏面３２ａを衝合載置する。この場合、上記基材２の背壁面２２によって上記裏当板３１の奥行き方向の位置決めがなされる。【００２４】  しかる後、上記刃板３２及び裏当板３１を含む上記基材２の上記刃体固定面２１の近傍領域���、高周波炉等の加熱手段によって局所的に加熱し、ロウ材を融解させて上記基材２の刃体固定面２１と上記裏当板３１の裏面３１ａの間、及び上記裏当板３１の表面３１ｂと上記刃板３２の裏面３２ａの間を、それぞれロウ付けにより接合固定する。その後、これを炉中放熱によって室温まで徐々に冷却させてロウ付け接合を完了する。ロウ付け接合の完了によって、上記刃板３２は上記裏当板３１によって裏当された状態で、上記基材２の刃体固定面２１に強固に接合固定され、上記切削刃物１を構成する。尚、図２及び図５において、符号４及び５は、それぞれロウ付部を示している。【００２５】  ところで、このように熱膨張率の大きい低炭素鋼で構成された上記基材２の刃体固定面２１に、熱膨張率の小さい超硬合金で構成された上記刃体３を、ロウ付け接合により固定して構成された切削刃物１においては、これら両者の熱膨張率差、延いては熱収縮差に起因して、上記刃板３２の切刃３２ｃに欠け等が生じ易く耐久性が劣るというのが従来の定説であることは既述の通りである。【００２６】  ところが、この実施形態の切削刃物１においては、これと同様の条件を備えたものでありながら、上記刃板３２の切刃３２ｃに欠け等が生じにくく優れた耐久性が得られるものである。【００２７】  即ち、この実施形態の切削刃物１においては、上記刃体３を、上記刃板３２と上記裏当板３１で構成し、該刃板３２と裏当板３１との間と、該裏当板３１と上記刃体固定面２１との間を、それぞれロウ付けにて接合固定するようにしているので、上記刃体３において上記基材２との熱膨張率に起因して発生する残留応力は、該基材２に接している上記裏当板３１側に集中的に発生し、ロウ付部５を介して該裏当板３１に接合された上記刃板３２側においては残留応力の発生が可及的に防止される。また、上記裏当板３１は、例えこれに残留応力が集中的に発生しても、これ自体は被切削物と接触してこれに加工作用を与えるものではなく、該被切削物側から過大な衝撃が入力されるということもない。これらの相乗効果として、上記刃体３をロウ付け接合によって上記基材２に接合固定した構成をもつ切削刃物１であるにも拘わらず、上記刃板３２においては、その強度が維持され、被切削物側からの過大な衝撃の入力によって欠けが生じることが効果的に防止され、延いては切削刃物全体として、その耐久性が格段に向上するものである。【００２８】  また、この場合、この実施形態のように、上記刃板３２と上記裏当板３１を、同一又は近似の熱膨張率をもつ素材で構成すれば、上記裏当板３１と上記刃板３２との間における熱収縮差は皆無あるいは僅少なものとなり、その結果、上記効果がより一層確実なものとなる。【００２９】  その他の事項
（１）上記実施形態では、切削刃物１として、溝切用切削刃物を例にとって説明しているが、本願発明は係る対象に限定されるものではなく、その他に、例えば、フライス用刃物、穿孔用刃物、エンドミル用刃物、旋盤用刃物等の各種の切削刃物に広く適用できることは言うまでも無い。【００３０】  （２）上記実施形態では、上記基材２の素材として低炭素鋼を採用し、また上記刃板３２及び裏当板３１の素材として超硬合金を採用しているが、本願発明は係る素材選定に限定されるものではなく、例えば、上記基材２の素材としては低低炭素鋼の他に、軟鋼等の熱膨張率の大きい素材を広く採用でき、また上記刃板３２及び裏当板３１の素材としては超硬合金の他に、サーメット工具、炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼等の硬質材を広く採用することができるのである。【００３１】  （３）また、上記実施形態では、上記刃体３を構成する上記刃板３２と裏当板３１を、共に同種の超硬合で構成しているが、これら刃板３２と裏当板３１は、その熱膨張率が同一又は近似するものであれば良く、必ずしも同種素材を採用する必要性は無い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】  本願発明の実施形態に係る切削刃物の全体側面図である。
【図２】  図１に示した刃体部分の拡大図である。
【図３】  図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】  刃体部分の斜視図である。
【図５】  刃体部分の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】  １      ・・  切削刃物
２      ・・  基材
３      ・・  刃体
４      ・・  ロウ付部
５      ・・  ロウ付部
２０    ・・  突出部
２１    ・・  刃体固定面
２２    ・・  背壁
【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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