(57)【要約】【課題】再研磨が可能な、チップブレーカーが形成された切削工具を提供する。【解決手段】切削工具１は、すくい面１１を有するチップ１０を備える。そのすくい面１１に複数のチップブレーカー２１，２２，２３が互いに平行に延在するように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
すくい面を有するチップを備え、前記すくい面に複数のチップブレーカーが互いに平行に延在するように形成されている、切削工具。
【請求項２】
前記チップブレーカーは溝形状を有し、複数の前記溝が一定のピッチで形成されている、請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
複数の前記溝の延在方向に直交する断面において複数の前記溝の各々の形状が同一である、請求項１または２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記チップの材質は超硬質工具材料である、請求項１から３のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項５】
前記切削工具は、スローアウェイチップ、リーマ、フライスカッタ、およびエンドミルのいずれかである、請求項１から４のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の切削工具を用いて工作物を切削加工する、切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、切削工具および切削加工方法に関し、より特定的には、すくい面に複数のチップブレーカーが形成された、超硬質工具材料を用いた切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
チップブレーカーは、切削によって工作物から分離して流出する切り屑を適当な小片に分断させることを目的として、切削工具のすくい面に設けられた溝または障壁を言う。切り屑が分断されないまま流出すると、切り屑が工作物に巻きついたまま回転する危険性や、切り屑がオペレータに向かって延びる危険性があるからである。さらに、チップブレーカーは切り屑を分断する役割だけでなく、工具寿命の延長、切削抵抗の低減、表面粗さの改善など切削工具としての総合的な性能を高める重要な役割も果たしている。
【０００３】
切れ刃の材質がダイヤモンド焼結体で、このダイヤモンド焼結体にチップブレーカーを形成した切削工具としては、たとえば、特開平４−２１７４０８号公報（特許文献１）、特開平６−１７０６１４号公報（特許文献２）および特開平８−１１８１１３号公報（特許文献３）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２１７４０８号公報
【特許文献２】特開平６−１７０６１４号公報
【特許文献３】特開平８−１１８１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１から３では、チップブレーカーの溝が１つ形成されているだけである。したがって、刃先が磨耗して再研磨した場合には、チップブレーカーまで研磨して除去することになるので、再研磨が不可能で使い捨てになるという問題があった。
【０００６】
また仮に再研磨が可能であっても再研磨完了後に再びチップブレーカーを形成しなければならず、余計な工程が必要となるという問題があった。
【０００７】
そこでこの発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、再研磨が可能な、チップブレーカーを有する切削工具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った切削工具は、すくい面を有するチップを備え、そのすくい面に複数のチップブレーカーが互いに平行に延在するように形成されている。
【０００９】
このように構成された切削工具では、すくい面に複数のチップブレーカーが平行に形成されているので、刃先が磨耗して再研磨して刃先の最先端に形成されたチップブレーカーが除去されたとしても、刃先から２番目に形成されたチップブレーカーを利用できるので、最研磨後のチップブレーカーを形成する工程を削減できる。
【００１０】
好ましくは、チップブレーカーは溝形状を有し、複数の溝が一定のピッチで形成されている。
【００１１】
好ましくは、複数の溝の延在方向に直交する断面において、複数の溝の各々の形状が同一である。
【００１２】
好ましくは、チップの材質は超硬質工具材料である。
好ましくは、切削工具は、スローアウェイチップ、リーマ、フライスカッタ、およびエンドミルのいずれかである。
【００１３】
この発明に従った切削加工方法は、上述のいずれかに記載の切削工具を用いて工作物を切削加工する方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に従った切削工具の正面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩで示す方向から見た切削工具の側面図である。
【図３】図１における切削工具の先端部分を拡大して示す正面図である。
【図４】図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た切削工具の側面図である。
【図５】この発明の実施の形態２に従った切削工具の正面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に従った切削工具の正面図である。
【図７】図６中の矢印ＶＩＩで示す方向から見た切削工具の平面図である。
【図８】図６中の矢印ＶＩＩＩで示す方向から見た切削工具の側面図である。
【図９】図６で示す切削工具の斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に従った切削工具の正面図である。
【図１１】図１０中の矢印ＸＩで示す方向から見た切削工具の平面図である。
【図１２】図１０中の矢印ＸＩＩで示す方向から見た切削工具の側面図である。
【図１３】図１０で示す切削工具の斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に従った切削工具の正面図である。
【図１５】図１４中の矢印ＸＶで示す方向から見た切削工具の平面図である。
【図１６】図１４中の矢印ＸＶＩで示す方向から見た切削工具の側面図である。
【図１７】図１４で示す切削工具の斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態６に従った切削工具の正面図である。
【図１９】図１８中の矢印ＸＩＸで示す方向から見た切削工具の平面図である。
【図２０】図１８中の矢印ＸＸで示す方向から見た切削工具の側面図である。
【図２１】図１８で示す切削工具の斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態７に従った切削工具の正面図である。
【図２３】図２２中の矢印ＸＸＩＩＩで示す方向から見た切削工具の平面図である。
【図２４】図２２中の矢印ＸＸＩＶで示す方向から見た切削工具の側面図である。
【図２５】図２２で示す切削工具の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態において同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰り返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った切削工具の正面図である。図２は、図１中の矢印ＩＩで示す方向から見た切削工具の側面図である。図３は、図１における切削工具の先端部分を拡大して示す正面図である。図４は、図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た切削工具の側面図である。図１から図４を参照して、この発明の実施の形態１に従った切削工具１では、チップ１０を有し、チップ１０の先端部に台座１４が設けられ、その台座１４上に超硬質工具材料層１３が設けられている。超硬質工具材料層１３には複数のチップブレーカー２１，２２，２３が互いに平行に形成されている。各々のチップブレーカー２１，２２，２３はすくい面１１に設けられている。チップブレーカー２１，２２，２３は、それぞれが溝形状３１，３２，３３を有する。逃げ面１２とすくい面１１との間にチップブレーカー２１，２２，２３が位置している。
【００１７】
図３で示すように、各々のチップブレーカー２１，２２，２３間のピッチＰはそれぞれ等しい。チップブレーカー２１，２２，２３を形成する工程においては、通常放電加工が用いられる。チップ１０が使用されて刃先が磨耗した場合には、再研磨がなされて、点線４１で示す位置まで刃先が研磨される。これにより最先端のチップブレーカー２１がなくなり、２段目および３段目のチップブレーカー２２，２３が残る。このように刃先を再研磨した場合であっても、再研磨後にチップブレーカーを形成するための放電加工を必要としないので、素材である超硬質工具材料の切削性能の劣化を再抑制することができる。
【００１８】
また、チップブレーカー２１，２２，２３の溝形状３１，３２，３３が一定のピッチＰで連なって形成されているため、再研磨後に刃先の最先端に形成されたチップブレーカー２１が除去されても、刃先から２番目に形成されたチップブレーカー２２を容易に利用できるので、再研磨後のチップブレーカーを形成する工程を削減できる。
【００１９】
また、再研磨後チップを使用して刃先が磨耗した場合にはさらに再研磨が行なわれ、点線４２で示す位置まで再研磨が行なわれる。これにより２番目のチップブレーカー２２が除去される。
【００２０】
そして、チップブレーカー２１，２２，２３の溝形状３１，３２，３３が一定のピッチで連なって２つ以上形成することにより、１回以上の再研磨に対応することができる。したがって、すくい面１１を構成する超硬質工具材料層１３の表面にチップブレーカー２１，２２，２３の溝形状３１，３２，３３が一定のピッチで連なって３つ以上形成すれば、２回以上の再研磨に対応することができ、きわめて経済的である。
【００２１】
また、チップブレーカー２１，２２，２３の溝形状３１，３２，３３は、溝の延びる方向に対して直角方向の断面（図４）において階段状に形成されている。刃先を再研磨しても、新品時に加工した工作物を新品時に行なった加工条件で再び加工することが可能となる。
【００２２】
チップブレーカー２１，２２，２３が形成される超硬質工具材料層は、超硬質工具材料から形成され、超硬質工具材料層から形成される超硬合金セラミックス、サーメット、単結晶ダイヤモンド、ダイヤモンド焼結体、立方晶窒化ホウ素焼結体（ＣＢＮ焼結体）のいずれかである。これらから、工作物の種類、加工条件により最適な材質を選択する。
【００２３】
切削工具１として、この例ではスローアウェイチップ形状を用いているが、切削工具１は、リーマ、フライスカッタ、エンドミルのいずれか１つであることが好ましい。
【００２４】
切削工具は、スローアウェイチップ、リーマ、フライスカッタ、エンドミルなどの各種の切削工具に対応が可能であり、これらの切削工具に限定されないことは言うまでもない。
【００２５】
上記のような切削工具用いて加工物を切削加工すれば、１回以上の再研磨によっても新品時と同じチップブレーカー２１，２２，２３を得ることができるので、経済的に新品時の切削性能を再現することができる。したがって、加工コストを最低限に抑えることが可能である。
【００２６】
上述のような実施の形態１に従った切削工具１では、刃先が磨耗して再研磨しても、再研磨後に再びチップブレーカー２２，２３を形成する必要がないので、チップブレーカーを形成する工程を削減することができ経済的である。また、新品時と同じチップブレーカー２２，２３を得ることができるので、経済的に新品時の切削性能を再現することができる。しかも、再研磨後に放電加工を必要としないので、素材である超硬質工具材料層１３の切削性能の劣化を最低限に抑えることができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図５は、この発明の実施の形態２に従った切削工具の正面図である。図５を参照して、この発明の実施の形態２に従った切削工具１では、複数のチップブレーカー２１，２２，２３が、図１で示すチップブレーカー２１，２２，２３の延びる方向に対して傾斜するように延びている。
【００２８】
（実施の形態３）
図６は、この発明の実施の形態３に従った切削工具の正面図である。図７は、図６中の矢印ＶＩＩで示す方向から見た切削工具の正面図である。図８は、図６中の矢印ＶＩＩＩで示す方向から見た切削工具の側面図である。図９は、図６で示す切削工具の斜視図である。図６から図９を参照して、この発明の実施の形態３に従った切削工具１では、チップブレーカー２１，２２，２３の最も高い部分の高さがそれぞれほぼ等しい。すなわち、チップブレーカー２１，２２，２３の溝形状３１，３２，３３は、３つとも溝の延在方向に直交方向の断面（図８）において同一形状である。
【００２９】
（実施の形態４）
図１０は、この発明の実施の形態４に従った切削工具の正面図である。図１１は、図１０中の矢印ＸＩで示す方向から見た切削工具の平面図である。図１２は、図１０中の矢印ＸＩＩで示す方向から見た切削工具の側面図である。図１３は、図１０で示す切削工具の斜視図である。図１０から図１３を参照して、この発明の実施の形態４に従った切削工具では、切削工具の先端部にチップブレーカー２１，２２，２３が集められている。
【００３０】
各々の溝形状３１，３２，３３の底面は、すくい面１１とほぼ平行に形成されている。
（実施の形態５）
図１４は、この発明の実施の形態５に従った切削工具の正面図である。図１５は、図１４中の矢印ＸＶで示す方向から見た切削工具の平面図である。図１６は、図１４中の矢印ＸＶＩで示す方向から見た切削工具の側面図である。図１７は、図１４で示す切削工具の斜視図である。図１４から図１７を参照して、この発明の実施の形態５に従った切削工具１では、４つのチップブレーカー２１，２２，２３，２４が設けられている。そして、各々の溝形状３１，３２，３３，３４の底面が先端側へ近づくにつれてすくい面１１から遠ざかるように、すなわち、前下がりに傾斜している。
【００３１】
（実施の形態６）
図１８は、この発明の実施の形態６に従った切削工具の正面図である。図１９は、図１８中の矢印ＸＩＸで示す方向から見た切削工具の平面図である。図２０は、図１８中の矢印ＸＸで示す方向から見た切削工具の側面図である。図２１は、図１８で示す切削工具の斜視図である。図１８から図２１を参照して、この発明の実施の形態６に従った切削工具１では、チップブレーカー２１，２２，２３の最も高い部分の高さが、すくい面１１の高さと同じである。そして各々の溝形状３１，３２，３３の底面が、工具の先端に近づくにつれてすくい面１１から離れるように傾斜している。
【００３２】
（実施の形態７）
図２２は、この発明の実施の形態７に従った切削工具の正面図である。図２３は、図２２中の矢印ＸＸＩＩＩで示す方向から見た切削工具の平面図である。図２４は、図２２中の矢印ＸＸＩＶで示す方向から見た切削工具の側面図である。図２５は、図２２で示す切削工具の斜視図である。図２２から図２５を参照して、この発明の実施の形態７に従った切削工具１では、４つのチップブレーカー２１，２２，２３，２４が設けられており、その溝形状３１，３２，３３，３４の底面が先端部に近づくにつれて、すくい面１１に近づくように傾斜している。
【実施例１】
【００３３】
実施例１では、図６から図９で示す、実施の形態３に従ったスローアウェイチップとしての切削工具１を用いて切削加工を行なった。チップブレーカー２１，２２，２３のピッチＰは０．７ｍｍ、すくい面１１から溝形状３１，３２，３３の底面までの深さｄは０．２ｍｍとし、すくい面１１に対する溝形状３１，３２，３３の底面の傾斜角度θを１５度とした。チップブレーカー２１，２２，２３の溝形状３１，３２，３３は３つの溝とも溝の延びる方向に垂直方向の断面形状が同じである。チップブレーカー２１，２２，２３が形成された超硬質工具材料層１３の材料はダイヤモンド焼結体とした。チップブレーカー２１，２２，２３は放電加工で形成した。
【００３４】
この実施例１のスローアウェイチップを用いて、ターニングセンターでアルミニウム合金をプランジ切削加工して本発明品の効果を確認した。工作物の直径は７３ｍｍ、工作物の回転数は８００ｍｉｎ-1、工作物１回転あたりの送りは０．０５ｍｍ、切り込み深さは２ｍｍとした。切削加工の結果、切れ味は良好で、切り屑が短く分断され、チップブレーカーの効果が十分に発揮されていることを確認できた。
【００３５】
次に、この実施例１のスローアウェイチップを再研磨した。刃先の最先端のチップブレーカー２１およびその溝形状３１が完全に除去され、刃先から２番目のチップブレーカー２２およびその溝形状３２が正確に切れ刃となるように再研磨を実施した。上記と同じ工作物および加工条件でプランジ切削加工をしたところ切れ味は良好で、切り屑が短く分断され、チップブレーカーの効果が十分に発揮されており、新品時と同じ切削性能であることを確認できた。
【００３６】
さらに、この実施例１のスローアウェイチップを２回目の研磨加工を施した。刃先の新品時における２番目のチップブレーカー２２およびチップブレーカーの溝形状３２が完全に除去され、刃先から新品時における３番目のチップブレーカー２３および溝形状３３が正確に切れ刃となるように再研磨を実施した。上記と同じ工作物および加工条件でプランジ切削加工をしたところ、切れ味が良好で、切り屑が短く分断され、チップブレーカーの効果が十分に発揮されており、新品時と同じ切削性能であることが確認できた。
【００３７】
以上説明したように、本発明品である実施例１の切削工具は、再研磨を繰り返しても新品時と同様に切れ味は良好で、切り屑が短く分断されてチップブレーカーの効果が十分に発揮されることが確認できた。
【実施例２】
【００３８】
実施例２では、図１０から図１３で示す実施の形態４に従った切削工具を用いた。スローアウェイチップとしての切削工具１のすくい面１１にチップブレーカー２１，２２，２３が階段状に３個繋がって形成されている。チップブレーカー２１，２２，２３のピッチＰは０．３、すくい面１１から溝の深さｄ１、ｄ２およびｄ３はそれぞれ０．２ｍｍ、０．４ｍｍおよび０．６ｍｍで階段状に形成した。すくい面１１に対するそれぞれの溝の底面の角度は０度である。チップブレーカー２１，２２，２３の形成された超硬質工具材料層１３はダイヤモンド焼結体で構成された。チップブレーカー２１，２２，２３は放電加工で形成した。この実施例２のスローアウェイチップを用いて、ターニングセンターでアルミニウム合金をプランジ切削加工して本発明の効果を確認した。工作物の直径は７３ｍｍ、工作物回転数は８００ｍｉｎ-1、工作物一回転あたりの送りは０．０５ｍｍ、切り込み深さは２ｍｍとした。切削加工の結果、切れ味は良好で、切り屑が短く分断されチップブレーカーの効果が十分に発揮されていることを確認できた。
【００３９】
次に、この実施例２のスローアウェイチップを再研磨した。刃先の最先端のチップブレーカー２１および溝形状３１が完全に除去され、刃先から２番目のチップブレーカー２２および溝形状３２が正確に切れ刃となるように再研磨を実施した。刃先の芯高を調整して上記と同じ工作物、加工条件でプランジ切削加工をしたところ、切れ味は良好で、切り屑が短く分断され、チップブレーカーの効果が十分に発揮されており、新品時と同じ切削性能であることが確認できた。
【００４０】
さらに、この実施例２のスローアウェイチップを２度目の研磨をした。刃先から新品時において２番目のチップブレーカー２２および溝形状３２が完全に除去され、刃先から新品時において３番目のチップブレーカー２３および溝形状３３が正確に切れ刃となるように再研磨を実施した。再度の刃先の芯高を調整して上記と同じ工作物および加工条件でプランジ切削加工をしたところ、切れ味は良好で、切り屑が短く分断され、チップブレーカーの効果が十分に発揮されており、新品時と同じ切削性能であることを確認できた。
【００４１】
以上説明したように、本発明の実施例２の切削工具は、再研磨を繰返しても新品時と同様に切れ味が良好で、切り屑が短く分断されてチップブレーカーの効果が十分に発揮されることが確認できた。
【００４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４３】
１  切削工具、１０  チップ、１１  すくい面、１２  逃げ面、１３  超硬質工具材料層、１４  台座、２１，２２，２３，２４  チップブレーカー、３１，３２，３３，３４  溝形状。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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