(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンクと、このシャンクに取付けたチップとからなる切削工具の製造方法において、
ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体を第２層とし、この第２層を超硬合金などの工具材料からなる第１層及び第３層でサンドイッチした３層積層体を準備する準備工程と、
前記第１層の上面にほぼ垂直に第１層、第２層、第３層の順に切断することで矩形断面の柱状素材を切り出す第１切断工程と、
この第１切断工程における切断面に略直交し、且つ前記第１層の上面にほぼ垂直な切断面にて、前記柱状素材を切断することで前記第２層を中央に含むチップ半完成品を切出す第２切断工程と、
このチップ半完成品を、別途準備したシャンクに接合する接合工程と、
チップ半完成品にすくい面、切れ刃、逃げ面を形成してチップを得る仕上げ工程と、からなり、
前記第２切断工程においては、前記切断面に略直交し、且つ前記第１層の上面にほぼ垂直な切断面は、２つの切断面から構成され、平面視への字形をしており、該２つの切断面が交差する角度は、切削用チップの先端角と同じ角度であり、このような平面視への字形の切断面が前記チップ半完成品の先端及び後端に同形状に構成され、
前記別途準備したシャンクの接合部の先端の角度は、切削用チップの先端角と同じ角度であることを特徴とした切削工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低コストで切削工具を製造することのできる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工具鋼の先により硬度の高い切削用チップを取付け、この切削用チップで切削を実行する切削工具構造は広く採用されており、そのための切削用チップの製造方法は、例えば▲１▼実開平５−６３７１７号公報「ツイストドリル」や▲２▼実開平３−１１７５２０号公報「ドリル」に示されるものがある。
【０００３】
上記▲１▼は、それの図５に示される通り、くさび形状の超高圧焼結体チップ１０（符号は公報記載のものを流用。）を円柱状の本体部分９に一体化したものを、切削刃体４の出発素材８としたことを特徴とする。この様な出発素材８は工具本体にろー付けなどの手法で接着したのち、刃の形状を整える。
【０００４】
上記▲２▼は、それの第２図に示される通り、超硬合金３を硬質焼結体２のリングで囲った円盤から、想像線で示される五角形のチップ素材を切出すことを特徴としたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼は、出発素材８の製造が難かしく、出発素材８は高価なものとなり、切削用チップのコストが嵩み、切削工具が高価なものとなる。
上記▲２▼は、超硬合金３を硬質焼結体２のリングで囲った円盤から五角形のチップ素材を、１個ないし数個程度しか切出せず、歩留りが悪いので、切削用チップのコスト並びに切削工具のコストを下げる効果はあまり期待できない。
そこで、本発明の目的は、安価な切削工具を製造することのできる方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、シャンクと、このシャンクに取付けたチップとからなる切削工具の製造方法において、ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体を第２層とし、この第２層を超硬合金などの工具材料からなる第１層及び第３層でサンドイッチした３層積層体を準備する準備工程と、
前記第１層の上面にほぼ垂直に第１層、第２層、第３層の順に切断することで矩形断面の柱状素材を切り出す第１切断工程と、
この第１切断工程における切断面に略直交し、且つ前記第１層の上面にほぼ垂直な切断面にて、前記柱状素材を切断することで前記第２層を中央に含むチップ半完成品を切出す第２切断工程と、
このチップ半完成品を、別途準備したシャンクに接合する接合工程と、
チップ半完成品にすくい面、切れ刃、逃げ面を形成してチップを得る仕上げ工程と、からなり、
前記第２切断工程においては、前記切断面に略直交し、且つ前記第１層の上面にほぼ垂直な切断面は、２つの切断面から構成され、平面視への字形をしており、該２つの切断面が交差する角度は、切削用チップの先端角と同じ角度であり、このような平面視への字形の切断面が前記チップ半完成品の先端及び後端に同形状に構成され、
前記別途準備したシャンクの接合部の先端の角度は、切削用チップの先端角と同じ角度であることを特徴とする。
【０００７】
３層積層体を条切り（筋状に切ること）し、得た柱状素材を更に切断することで、多数個のチップ半完成品を切出し、これらのチップ半完成品をチップに仕上げる。
歩留りが極めてよいので、チップの製造コストを大幅に下げることができるから、切削工具の製造コストを下げることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明で採用した３層構造体の断面図であり、３層構造体１０は、ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体を第２層１１とし、この第２層１１を超硬合金などの工具材料からなる第１層１２及び第３層１３でサンドイッチした積層体である。例えば第２層１１の厚さは１ｍｍ程度、第１層１２や第３層１３の厚さは５ｍｍ程度、３層構造体１０の厚さは１１ｍｍ程度とする。
【０００９】
なお、ＣＢＮはcubic boron nitride、すなわち立方晶窒化ほう素を略したものであり、ダイヤモンドとともに広く採用されている人造砥粒である。ＣＢＮは鉄系ワークの切削に、ダイヤモンドは非鉄系ワークの切削に好適である。
【００１０】
前記３層構造体１０の製造方法の一例を説明すると、先ず４〜１６μｍのダイヤモンド粒若しくはＣＢＮ粒を、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）にて等圧的に加圧しながら焼結することで、第２層１１を製造し、この第２層１１の上下にＷＣ粉末を重ねＨＩＰで加圧しながら焼結することで、３層構造体１０を得る。
ＨＩＰをＨＰ（ホットプレス）やＣＩＰ（冷間静水圧プレス）に替えることは自在であり、周知の焼結法であれば製造法は特に限定するものではない。
【００１１】
図２は本発明で採用した３層構造体の平面図（図１の平面図に相当する図）であり、想像線１５・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）に沿って且つ第１層１２の上面に垂直若しくはほぼ垂直に、３層構造体１０を切断することで、多数本の柱状素材２０・・・を切出す。このことを条切りということもある。
図から明らかなように、極めて歩留りよく（例えば歩留り９０％）、柱状素材２０・・・を切出すことができる。
【００１２】
図３は本発明に係る柱状素材の斜視図であり、柱状素材２０はａ×ａの正方形断面の長尺材であり、第１層１２、第２層１１及び第３層１３の積層体である。図２で切断した切断面２１に略直交する切断面２２・・・（平面視でへの字を呈する切断面）で、この柱状素材２０を切断することで多数個のチップ半完成品３０・・・を得る。
【００１３】
図４は本発明におけるチップ半完成品の斜視図であり、チップ半完成品３０は、正面３１が凸面を呈し、背面３２が凹面を呈するピースであり、この切出しは、ワイヤカット放電加工法によればよい。
【００１４】
図５は図４の５矢視図であり、チップ半完成品３０を、想像線で示すカットライン３３に沿って、図面表から裏へ放電加工にてカットする。カットライン３３は第２層１１を殆ど残し、第１層１２及び第３層１３を大幅に切込むことに特徴がある。切断し、整形したものがチップ４０となる。
【００１５】
以下、このチップ４０を主要素とした切削工具を、ドリル、ねじ切り工具、エンドミル、タップを具体例として順に説明する。
図６は本発明によるチップをシャンクに取付けるときの要領図であり、切削工具としてのドリル５０は、ドリル形状のシャンク５１の先端に前記チップ４０をろー５２にて接合し、刃を整えたものである。
【００１６】
図７は図６の７矢視図であり、チゼルエッジ５３、溝５４，５４、すくい面５５，５５、切れ刃５６，５６及び逃げ面５７，５７を形成した整えたドリル５０の先端形状を示す。
【００１７】
以上の説明から明らかな如く、ドリルを例に説明した本発明の切削工具の製造方法は、ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体を第２層１１とし、この第２層１１を超硬合金などの工具材料からなる第１層１２及び第３層１３でサンドイッチした３層積層体１０を準備する準備工程と、前記第１層１２の上面にほぼ垂直に第１層１２、第２層１１、第３層１３の順に切断することで矩形断面の柱状素材２０を切り出す第１切断工程と、この第１切断工程における切断面２１に直交する若しくは略直交する切断面２２にて、前記柱状素材２０を切断することで前記第２層１１を中央に含むチップ半完成品３０を切出す第２切断工程と、このチップ半完成品３０を、別途準備したシャンク５１に接合する接合工程と、チップ半完成品３０にすくい面５５、切れ刃５６、逃げ面５７を形成してチップ４０を得る仕上げ工程と、から切削工具としてのドリル５０を製造することを特徴とする。
【００１８】
この製造方法を採用することにより、図２並びに図３から明らかな如く、製品歩留りが極めて高くなり、チップを大量に安価に製造することができる。
【００１９】
図８及び図９でねじ切り工具の製造方法を説明する。
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るねじ切り工具の製造説明図である。
（ａ）は前記図４のチップ半完成品３０に更に、破線で示すカットライン３４，３４に沿って切断する。
（ｂ）は得られた第２次チップ半完成品３５を示す。
【００２０】
図９は図８（ｂ）の９矢視図であり、第２次チップ半完成品３５を、想像線で示すカットライン３６に沿って、図面表から裏へ放電加工にてカットする。カットライン３６は第２層１１を殆ど残し、第１層１２及び第３層１３を大幅に切込むことに特徴がある。切断し、整形したものがチップ４０となる。切断し、成形したものがチップ４０となる。
図１０は本発明に係るねじ切り工具の平面図であり、ねじ切り工具６０は、シャンク６１の先端に本発明のチップ４０をろー６２にて接合し、底刃６３、ねじ切り刃６４，６４を形成したものである。
【００２１】
次に、図１１〜図１４でエンドミルの製造方法を説明する。
図１１は本発明の参考例に係る柱状素材の斜視図であり、柱状素材２０はａ×ａの正方形断面の長尺材であり、第１層１２、第２層１１及び第３層１３の積層体である。図２で切断した切断面２１に直交する切断面２３…で、この柱状素材２０を切断することでサイコロ形状のチップ半完成品３０…を得る。
図１２は図１１の１２矢視図であり、チップ半完成品３０を、想像線で示すカットライン３７に沿って、図面表から裏へ放電加工にてカットする。カットライン３７は第２層１１を殆ど残し、第１層１２及び第３層１３を大幅に切込むことに特徴がある。切断し、整形したものがチップ４０となる。
【００２２】
図１３は本発明の参考例に係るエンドミルの正面図であり、図１２で切断して得たチップ４０をシャンク７１にろー７２で接合して得たエンドミル７０を示す。エンドミル７０は回転させつつ、白抜き矢印の通りに送ることで、切削対称物７４を削り込む切削工具である。
図１４は図１３の１４矢視図であり、すくい面７５，７５、切れ刃７６，７６及び逃げ面７７，７７を形成した整えたエンドミル７０の先端形状を示す。
【００２３】
続いて、図１５〜図１９でタップの製造方法を説明する。
図１５は本発明の参考例に係る柱状素材の斜視図であり、柱状素材２０はａ×ａの正方形断面の長尺材であり、第１層１２、第２層１１及び第３層１３の積層体である。図２で切断した切断面２１に直交する切断面２３…で、この柱状素材２０を切断することでサイコロ形状のチップ半完成品３０…を得る。
図１６は本発明の参考例に係るチップ半完成品の斜視図であり、図１５で得たチップ半完成品３０の側部に鋸歯部８１，８１を形成して、第２次チップ半完成品３５を得る。
図１７は図１６の１７矢視図であり、第２次チップ半完成品３５を、想像線で示すカットライン３８に沿って、図面表から裏へ放電加工にてカットする。カットライン３８は第２層１１を殆ど残し、第１層１２及び第３層１３を大幅に切込むことに特徴がある。切断し、整形したものがチップ４０となる。
【００２４】
図１８は本発明の参考例に係るタップの正面図であり、図１７で得たチップ４０をシャンク８２にろー８３で接合して得たタップ８０を示す。
図１９は図１８の１９矢視図であり、すくい面８５，８５、切れ刃８６，８６及び逃げ面８７，８７を形成した整えたタップ８０の先端形状を示す。
【００２５】
尚、請求項１に記載の製造方法で製造した切削工具は、実施例で説明したドリル、ねじ切り工具、エンドミル、タップの他、フライス、バイトなどの切削工具を言い、その種類を格別に限定するものではない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、３層積層体を条切りし、得た柱状素材を更に切断することで、多数個のチップ半完成品を切出し、これらのチップ半完成品をチップに仕上げる。歩留りが極めてよいので、チップの製造コストを大幅に下げることができるから、切削工具の製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で採用した３層構造体の断面図
【図２】  本発明で採用した３層構造体の平面図
【図３】  本発明に係る柱状素材の斜視図
【図４】  本発明におけるチップ半完成品の斜視図
【図５】  図４の５矢視図
【図６】  本発明によるチップをシャンクに取付けるときの要領図
【図７】  図６の７矢視図
【図８】  本発明に係るねじ切り工具の製造説明図
【図９】  図８（ｂ）の９矢視図
【図１０】  本発明に係るねじ切り工具の平面図
【図１１】  本発明にの参考例係る柱状素材の斜視図
【図１２】  図１１の１２矢視図
【図１３】  本発明の参考例に係るエンドミルの正面図
【図１４】  図１３の１４矢視図
【図１５】  本発明の参考例に係る柱状素材の斜視図
【図１６】  本発明の参考例に係るチップ半完成品の斜視図
【図１７】  図１６の１７矢視図
【図１８】  本発明の参考例に係るタップの正面図
【図１９】  図１８の１９矢視図
【符号の説明】
１０…３層構造体、１１…第２層、１２…第１層、１３…第３層、２０…柱状素材、２１…第１切断工程における切断面、２２…切断面２１に略直交する切断面、２３…切断面２１に直交する切断面、３０，３５…チップ半完成品、４０…チップ、５０…切削工具（ドリル）、５５，７５，８５…すくい面、５６，７６，８６…切れ刃、５７，７７，８７…逃げ面、６０…切削工具（ねじ切り工具）、６３…底刃、６４…ねじ切り刃、７０…切削工具（エンドミル）、８０…切削工具（タップ）。
【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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