(57)【要約】【課題】切屑の拘束力を高めて切屑処理性を向上することのできるチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具を提供することを目的とする。【解決手段】すくい面３１と逃げ面３２との交差稜線部に切刃３３を形成し、少なくともこれらすくい面３１、逃げ面３２及び切刃３３を超高圧焼結体で形成し、上記すくい面３１のコーナ部３４の内側には、すくい面３１から上方に向かって隆起するチップブレーカ突起４０が形成されてなるチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具において、すくい面３１から上方に向かって隆起し、上記コーナ部３４の２等分線Ｂ上で互いに交差する一対のブレーカ隆起面４１の交差稜線部４３の一部又は全体に、上記２等分線Ｂ方向で上記コーナ部３４の先端３４ａ側を向く平坦面状又は凸曲面状をなす先端ブレーカ壁面６０を設けるようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
すくい面（３１）と逃げ面（３２）との交差稜線部に切刃（３３）が形成され、少なくともこれらすくい面（３１）、逃げ面（３２）及び切刃（３３）がダイヤモンド、立方晶窒化硼素の少なくとも一方を含有した超高圧焼結体からなり、上記超高圧焼結体の上記すくい面（３１）のコーナ部（３４）の内側には、上記すくい面（３１）から上方に向かって隆起するチップブレーカ突起（４０）が形成されてなるチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具において、
上記チップブレーカ突起（４０）は、上記すくい面（３１）から上方に向かって隆起し、上記コーナ部（３４）の２等分線（Ｂ）上で互いに交差する一対のブレーカ隆起面（４１）を有し、
これらブレーカ隆起面（４１）の交差稜線部（４３）の一部又は全体には、上記２等分線（Ｂ）方向で上記コーナ部（３４）の先端（３４ａ）側を向く平坦面状又は凸曲面状をなす先端ブレーカ壁面（６０）が設けられていることを特徴とするチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具。
【請求項２】
上記切刃（３３）に直交する平面で切断した断面において、上記ブレーカ隆起面（４１）と水平面とのなす角度（θ２）が３０°〜９０°の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具。
【請求項３】
上記交差稜線部（４３）又は上記先端ブレーカ壁面（６０）が上記コーナ部（３４）の先端（３４ａ）まで延在していることを特徴とする請求項１又は２記載のチップブレーカ付き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超高圧焼結体からなるチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイヤモンド、立方晶窒化硼素からなる切刃部のすくい面にチップブレーカを設けた超高圧焼結体切削工具には、図９及び図１０に図示するものがある。
【０００３】
図９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）。
【０００４】
図１０に図示した切削工具は、立方晶窒化硼素を主成分とする超高圧焼結体からなる切刃部のコーナ部内にすくい面から上方に向かって隆起するチップブレーカ突起が形成され、このチップブレーカ突起の上記すくい面から隆起する一対のブレーカ隆起面がコーナ部の２等分線を基準として略対称なＶ字状をなし、上記一対のブレーカ隆起面が交差する尖端部を上記コーナ部に指向させたものである。
（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５５７０２号公報
【非特許文献１】´０５−´０６ イゲタロイ スミボロン スミダイヤ 切削工具 Ｌ１６頁（住友電工ハードメタル２００４年１０月発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の発明では、刃先をｈ芯下りさせるチップブレーカ５を設けて刃先部に強化処理用の面取部６を生じさせることから、例えば仕上げ切削加工において生じる薄い切屑の切屑処理性を改善するため、上記チップブレーカ５を刃先に近接させて設けた場合、上記面取部６が形成される領域が小さくなるため、切込み深さが制約されるという問題があった。また、切込み深さを大きくとるためチップブレーカを一辺側に偏らせたいわゆる斜め砥ぎ付けの形状とした場合には、コーナ部の一方側しか使用できないため、勝手が限定されてしまう問題があった。
【０００７】
上記非特許文献１の発明では、チップブレーカ突起の尖端部をコーナ部の先端に近接して設けることが可能であるものの、上記尖端部における交差稜線に切屑が接触する際、上記交差稜線によって切屑を安定的に拘束できない。特に切込み深さ、送り量ともに小さく円弧状のコーナのみが切削に関与する仕上げ切削では、流出方向が変動しやすく、且つ薄くて剛性の低い切屑が生成するため、上記の問題は顕著となる。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、切屑の拘束力を高めて切屑処理性を向上することのできるチップブレーカ付き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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴的な構成を有する。すなわち、すくい面３１と逃げ面３２との交差稜線部に切刃３３が形成され、少なくともこれらすくい面３１、逃げ面３２及び切刃３３がダイヤモンド、立方晶窒化硼素の少なくとも一方を含有した超高圧焼結体からなり、上記超高圧焼結体の上記すくい面３１のコーナ部３４の内側には、上記すくい面３１から上方に向かって隆起するチップブレーカ突起４０が形成されてなるチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具において、上記チップブレーカ突起４０は、上記すくい面３１から上方に向かって隆起し、上記コーナ部３４の２等分線Ｂ上で互いに交差する一対のブレーカ隆起面４１を有し、これらブレーカ隆起面４１の交差稜線部４３の一部又は全体には、上記２等分線Ｂ方向で上記コーナ部３４の先端３４ａ側を向く平坦面状又は凸曲面状をなす先端ブレーカ壁面６０が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記平坦面状又は曲面状をなす先端ブレーカ壁面６０よって切屑が安定的に拘束されるため、切屑処理性の向上がはかられる。特に仕上げ切削加工において、薄くて剛性の低い切屑を拘束するのに有効であるため、切屑処理性が著しく向上する。上記先端ブレーカ壁面６０が曲面状をなす場合には、その曲面が切屑に接触し易くなるように、コーナ部３４の先端３４ａ側に向かって凸曲面状であることが望ましい。
【００１１】
本発明において、上記切刃３３に直交する平面で切断した断面において、上記ブレーカ隆起面４１と水平面とのなす立ち上がり傾斜角度θ２が３０°〜９０°の範囲にあることが望ましい。これは、上記傾斜角度θ２が３０°未満になると切屑が上記ブレーカ隆起面４１上を流れてしまい切屑が伸び絡みやすくなり、上記傾斜角度θ２が９０°を超えると上記ブレーカ隆起面４１が切刃３３にかぶさるように傾斜するため切屑排出性が悪化するおそれがあるからである。
【００１２】
さらに、本発明において、上記交差稜線部４３又は上記先端ブレーカ壁面６０が上記コーナ部３４の先端３４ａまで延在していることが望ましい。これは、生成された直後の切屑が上記先端ブレーカ壁面に接触し拘束されることになるので、切屑処理性の改善効果がきわめて大きくなる。そのうえ、コーナ部３４の２等分線Ｂ上にブレーカ突起４０が立設するので、該ブレーカ突起４０の両側で生成される切屑が該ブレーカ突起４０の両側に備えられたブレーカ隆起面４１によって拘束されるので切屑処理性の向上に有効となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係るチップブレーカ付き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及び図５はそれぞれ図２におけるＡ−Ａ線端面図及びＢ−Ｂ線端面図である。図６は切屑形状を説明する図であり、（ａ）は従来切削工具の切屑形状、（ｂ）は本実施形態に係る切削工具の切屑形状を示す図である。
【００１４】
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、立方晶窒化硼素を含有する多結晶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ための切刃部として機能を果たすものである。なお、上記多結晶焼結体はダイヤモンド、立方晶窒化硼素の少なくとも一方を含有する多結晶焼結体であればよい。また、本発明の超高圧焼結体切削工具は、上記の切削工具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。
【００１５】
上記切刃部材３０には、その上面にほぼ水平なすくい面３１が形成され、周面に逃げ面３２が形成され、これらすくい面３１と逃げ面３２との交差稜線部に切刃３３が形成されている。上記切刃３３は超高圧焼結体からなる切刃部材３０のコーナ部３４に設けられた円弧状のコーナ３３ａと該コーナ３３ａからそれぞれ延びる一対の直線切刃３３ｂとから構成されている。さらに、すくい面３１のコーナ部３４の内側には、上記すくい面３１から上方に向かって隆起するチップブレーカ突起４０が形成されている。このチップブレーカ突起４０は、上記コーナ部３４の２等分線Ｂ上で互いに交差する一対のブレーカ隆起面４１を有し、図２に図示するように平面視で、各ブレーカ隆起面４１は、コーナ部３４の先端３４ａから遠ざかるにつれ対応する直線切刃３３ｂに漸次近づくようにそれぞれ形成されている。図１及び図２からわかるように、ブレーカ隆起面４１は切刃部材３０にとどまらずチップ基体２０に一部が食い込むように形成されている。
【００１６】
すくい面３１及びブレーカ隆起面４１は、図１に図示するように、チップ基体２０及び切刃部材３０の上面と周面との交差稜線部の全周にわたって予め設けられた角度面取りの一部を切欠いて形成されている。上記角度面取り、すくい面３１及びブレーカ隆起面４１の成形加工は、砥石を用いた研削加工、放電加工、電子ビーム加工又はレーザー加工等のいずれかの方法によって行われる。図４及び図５に図示するように、すくい面３１は、残存する上記角度面取りで構成されたホーニング面３１ａを介してコーナ３３ａ及び直線切刃３３ｂとブレーカ隆起面４１との間に設けられ、水平な平坦面により形成されている。図５において、ブレーカ隆起面４１は、水平面からの傾斜角度であらわされる立ち上がり傾斜角度θ２が３０°〜９０°の範囲となるように傾斜又は直立し、水平且つ平坦な上面に形成されたブレーカ頂面４２に交わっている。図５からわかるように、本実施形態のブレーカ隆起面４１は、水平面に対して直角に立設しており、その立ち上がり傾斜角度θ２は９０°となっている。
【００１７】
チップ１０のコーナ部３４において、該コーナ部３４の２等分線Ｂ上には一対のブレーカ隆起面４１が交差する交差稜線部４３が形成されており、この交差稜線部４３の一部又は全体には、上記２等分線Ｂ方向で上記コーナ部３４の先端３４ａに向かって平坦面状又は凸曲面状をなす先端ブレーカ壁面６０が形成されている。本実施形態の先端ブレーカ壁面６０は、図１に図示するように、上記交差稜線部４３の上端側部位とこの部位に交差するブレーカ頂面４２の角部に形成された平坦面状となっていて、上方且つ上記コーナ部３４の先端３４ａ側に指向している。さらに、図４に図示するように、先端ブレーカ壁面６０は、上記交差稜線部４３の傾斜よりも若干傾斜が緩くなっている。また、切屑が先端ブレーカ壁面６０に確実に接触するとともに切屑詰まりが生じないことに配慮して、平面視、先端ブレーカ壁面６０のコーナ部３４に最も近い先端部は、上記コーナ部３４の２等分線Ｂ上にあって、上記コーナ部３４の先端３４ａからの距離がコーナ３３ａの円弧半径の３００％以下の範囲にあるように配置されている。
【００１８】
以上の構成を有するチップ１０で旋削加工を行ったときの切屑形状を切込み深さａｐと送り量ｆとの関係で示した図が図６である。切削条件は、切削速度Ｖｃ＝１５０ｍ／ｍｉｎ．、水溶性切削油剤を用いた湿式、外周旋削である。被削材の材質は、ＳＣＭ４１５（ＪＩＳ  Ｇ４１０５）の浸炭材であり、そのロックウェル硬さ（Ｃスケール）は図中に示す。また、比較チップは、ブレーカ突起の交差稜線部に先端ブレーカ壁面が形成されないチップであり、その他の構成は同等である。図６からわかるように、比較チップでは、良好な切屑処理性が得られたのは、切込み深さａｐ＝１．０ｍｍ且つ送り量ｆ＝０．１５〜０．２ｍｍ／ｒｅｖ．の条件域に限定されたのに対し、本実施形態のチップ１０では、切込み深さａｐ＝０．２５〜１．０ｍｍ且つ送り量ｆ＝０．１〜０．２ｍｍ／ｒｅｖ．の広い条件域で良好な切屑処理性が得られる結果となった。
【００１９】
以上の構成を有するチップ１０では、平坦面状又は曲面状をなす先端ブレーカ壁面６０が切屑に接触し拘束し易くなるので、切屑のカールが安定する、切屑が短く分断するといった切屑処理性に有利な効果を奏する。特に切込み深さ、送り量ともに小さくコーナ３３ａのみが切削に関与する仕上げ切削において、流出方向が変動しやすく且つ薄くて剛性の低い切屑が先端ブレーカ壁面６０に接触し安定的に拘束されるため、上記の切屑処理性の向上にきわめて有効となる。
【００２０】
平面視における先端ブレーカ壁面６０のコーナ部３４に最も近い先端部と上記コーナ部３４の先端３４ａとの距離をコーナ３３ａの円弧半径の３００％以下の範囲で、切込み深さや送り量に応じて適宜設定すればよい。上記の範囲に限定にしたのは、切込み深さや送り量が大きい粗加工における切屑詰まりの発生を回避し且つ上記先端ブレーカ壁面６０によって切屑を拘束することに配慮したからである。
【００２１】
焼入れ鋼、浸炭鋼等の高硬度材の切削に用いられる、立方晶窒化硼素を含有する超高圧焼結体切削工具の先端ブレーカ壁面６０においては、上記超高圧焼結体で形成されていることから、硬度の高い切屑との接触による摩耗や欠損の発生が抑制され、良好な切屑処理性を長時間維持することができる。一方、アルミニウム合金等の非鉄金属の高速切削に用いられる、ダイヤモンドを含有する超高圧焼結体切削工具の先端ブレーカ壁面においても、上記超高圧焼結体で形成されていることから、流出速度の高い切屑との接触による摩耗や欠損が抑制され、良好な切屑処理性を長時間維持することができる。
【００２２】
さらに、上記切刃３３に直交する平面で切断した断面において、各ブレーカ隆起面４１の立ち上がり傾斜角度θ２が３０°未満になると上記ブレーカ隆起面４１による切屑を拘束する作用が小さくなり、切屑の伸び絡み等が生じるおそれがあり、上記傾斜角度θ２が９０°を超えると上記ブレーカ隆起面４１が上記切刃３３にかぶさるように傾斜するため切屑排出性が悪化するおそれがある。
【００２３】
図４及び図５に図示するように、コーナ３３ａ及び直線切刃３３ｂの刃先からブレーカ頂面４２までの各ブレーカ高さＨ１、Ｈ２はともに０．１５ｍｍ以上であることが望ましい。これは、これらＨ１及びＨ２が０．１５ｍｍ未満になると、切屑が先端ブレーカ壁面６０あるいはブレーカ隆起面４１に拘束されず伸び絡むおそれがあるからである。なお、上記Ｈ１及びＨ２が大きくなりすぎると、切込み深さや送り量が大きくなった際、切屑詰まりや切削抵抗の増大が引き起こされるため、２．０ｍｍ以下に限定されるのが望ましい。
【００２４】
次に、先端ブレーカ壁面６０の形態が先の実施形態と相違する、第２の実施形態に係るチップについて図７及び図８を参照しながら説明する。なお、図７及び図８において、先の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２５】
図７に図示したチップ１０は、コーナ部３４で互いに交差する一対のブレーカ隆起面４１が該ブレーカ隆起面４１に沿う方向において、上記コーナ部３４の先端３４ａ側に向かってそれぞれ湾曲し、これら一対のブレーカ隆起面４１の交差稜線部４３が上記コーナ部３４の先端３４ａに近接するように形成され、この交差稜線部４３の一部又は本実施形態のように全体にわたって平坦面状をなす先端ブレーカ壁面６０が形成されたものである。ここで、平面視で上記コーナ部３４の先端３４ａと、この先端３４ａに近接した上記交差稜線部４３の先端又は先端ブレーカ壁面６０の先端とは、コーナ３３ａの円弧半径の１００％以下の距離だけ離間している。なお、先端ブレーカ壁面６０は、コーナ部３４の先端３４ａに向かって突出した凸曲面状でもよく、上記交差稜線部４３の一部に設けられてもよい。
【００２６】
図８に図示したチップ１０は、一対のブレーカ隆起面４１がコーナ部３４の先端３４ａ側に向かってそれぞれ湾曲し、これら一対のブレーカ隆起面４１の交差稜線部４３が該コーナ部３４の先端３４ａに接するように形成され、この交差稜線部４３の全体にわたって平坦面からなる先端ブレーカ壁面６０が形成されたものである。なお、先端ブレーカ壁面６０は、コーナ部３４の先端３４ａに向かって突出した凸曲面状でもよく、上記交差稜線部４３の一部に設けられてもよい。
【００２７】
このチップ１０では、一対をなすブレーカ隆起面４１の交差稜線部４３又は先端ブレーカ壁面６０は、コーナ部３４の先端３４ａに近接するか又は接するように延在していることから、生成直後の切屑を該先端ブレーカ壁面６０に接触し拘束することがいっそう確実になり、良好な切屑処理性が得られる切込み深さ及び送り量で評価した切屑処理領域が大幅に広がる。特に切込み深さ、送り量ともに小さくコーナ３３ａのみが切削に関与する仕上げ切削において、流出方向が変動しやすく且つ薄くて剛性の低い切屑が上記先端ブレーカ壁面６０に接触し安定的に拘束されるため、先の実施形態よりも切屑処理性がさらに向上する。そのうえ、上記コーナ部３４の２等分線Ｂ上にチップブレーカ突起４０が立設しているので、上記先端ブレーカ壁面６０で拘束することができない切屑が該チップブレーカ突起４０の両側に形成されたブレーカ隆起面４１で拘束され、安定したカール、分断することができる。上記コーナ部３４の先端３４ａと、この先端３４ａに近接した上記交差稜線部４３の先端又は先端ブレーカ壁面６０の先端との離間距離を、コーナ３３ａの円弧半径の１００％以下に限定したのは、上記円弧半径の１００％を超えると、仕上げ切削における切屑を先端ブレーカ壁面６０に拘束することができないことから切屑処理性が悪化するおそれがあるからである。
【００２８】
以上に説明した実施形態に係るチップでは、切刃３３とすくい面３１との間にホーニング面３１ａが介在しているが、このホーニング面３１ａが省略されてもよい。その他の構成についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更及び追加が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具のコーナ部の斜視図である。
【図２】同切削工具のコーナ部の平面図である。
【図３】同切削工具のコーナ部の側面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線端面図である。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ線端面図である。
【図６】切屑形状を説明する図であり、（ａ）は従来切削工具の切屑形状、（ｂ）は本実施形態に係る切削工具の切屑形状を示す図である。
【図７】本発明に係る他のチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具のコーナ部の斜視図である。
【図８】さらに他のチップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具のコーナ部の斜視図である。
【図９】従来チップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具の刃先の拡大図であり、（ａ）は拡大平面図、（ｂ）は拡大側面図である。
【図１０】他の従来チップブレーカ付き超高圧焼結体切削工具のコーナ部の斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  チップ（超高圧焼結体切削工具）
２０  チップ基体
３０  切刃部材
３１  すくい面
３２  逃げ面
３３  切刃
３３ａ  コーナ
３３ｂ  直線切刃
３４  コーナ部
３４ａ  コーナ部の先端
４０  チップブレーカ突起
４１  ブレーカ隆起面
４２  ブレーカ頂面
４３  交差稜線部
６０  先端ブレーカ壁面
θ２  ブレーカ隆起面の立ち上がり傾斜角度
Ｈ１、Ｈ２  ブレーカ高さ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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