(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工面とシャンクを有するマシンツールの製造に使用することに用いるブランクであって、
前記ブランクの端面の中心から外方及び下方に拡がり、凹部中にＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料のエレメントを有する前記ブランクと、側壁及び前記側壁により限定されるＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメント材料の形状を有する底部により限定される前記凹部、及び一体的部分を形成する為に前記ブランク材料と融合する前記エレメントと一体的に形成されたブランクにおいて、
前記凹部は、更に端壁により限定され更に側壁は外方に扇状になっていることを特徴とする、
形成される加工面でマシンツールの製造に使用するブランク。
【請求項２】
前記エレメントは粉末状のＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料から成るものであり、ブランク中の凹部に装入され、圧力をかけられ十分な程度まで加熱されてブランクがエレメント中に浸出し、前記ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料がブランクと実質的に融合して得られる請求の範囲第１項記載のマシンツールの製造に使用するブランク。
【請求項３】
ブランクは次いでシャンクと結合され、前記エレメント材料の少なくとも一部を含みかつマシンツールを作成するための前記加工面が形成される請求の範囲第１項記載のマシンツールの製造に使用するブランク。
【請求項４】
凹部の長手軸線がブランクの端面の直径に実質的に沿っている請求の範囲第１項記載のブランク。
【請求項５】
凹部の側壁は端面の中心点から扇形に外方に拡がっている請求の範囲第１項記載のブランク。
【請求項６】
対になっているブランク凹部側壁が前記端面の中心点から外方に拡大しており、夫々の対の、垂直面に対する一方の壁の角度は他方のそれよりも大きくなるように形成されている請求の範囲第５項記載のブランク。
【請求項７】
凹部に二対の側壁が設けられ、第一の対はエレメントの狭い部分（２８）から半径方向外方の第一方向に拡がり、第二の対は半径方向外方の第二の方向に拡がる請求の範囲第１項〜第６項のいずれか記載のブランク。
【請求項８】
第三の対が設けられ、三つの部分の凹部を形成するようにし、各部分が１２０度の間隔をおいている請求の範囲第７項記載のブランク。
【請求項９】
凹部底が、ブランクの中心であって凹部が一番浅い点から、一番深い点である端壁方向に向かって下方に傾斜した形で形成される請求の範囲第１項記載のブランク。
【請求項１０】
いくつかの凹部がブランクの所定位置に、加工面に対応して形成されている請求の範囲第１項記載のブランク。
【請求項１１】
側壁の少なくとも一部には段差が設けられている請求の範囲第１項記載のブランク。
【請求項１２】
対になっている扇形部分夫々の大きい方の部分は、中心部から外方へ向かう長手軸線の一方の側にある請求の範囲第１項記載のブランク。
【請求項１３】
複数のＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントが形成されている請求の範囲第４項記載のブランク。
【請求項１４】
シャンクを有するマシンツールのためのブランクの製造方法であって、円筒形でありその第一及び第二端面の少なくとも一つが端壁、側壁及び底部で限定される凹部を有するブランクを形成し、凹部の少なくとも一部にＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料粉末を充填し、遷移元素を適用し、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料に圧力を加えかつブランクと前記材料とを加熱して凹部の端壁、側壁及び底部により限定される形状のエレメントを形成し、融合してブランク及び側壁及び底部により限定される前記凹部の形状により限定される前記エレメントと一体化させ、前記凹部は、更に端壁により限定され更に側壁は外方に扇状になっていることを特徴とするマシンツールのためのブランクの製造方法。
【請求項１５】
前記遷移元素がコバルトであり、加熱されると炭化物ブランクからＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料中に浸出する請求の範囲第１４項記載の方法。
【請求項１６】
前記遷移元素を、粉末状にしてＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料と混合するか、或いは、挿入体としてＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料間に装入するか、或いは、粉末状にしてＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料と混合しかつ挿入体として供給されることを特徴とする請求の範囲第１４項記載の方法。
【請求項１７】
中にＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントを有するブランクをシャンクと結合してツールを形成し、次いでツールを加工して加工面を形成する工程を含み、前記加工面は少なくとも一部に露出したエレメント材料からなる請求の範囲第１４項記載のステップを含んだマシンツールの製造に使用する方法。
【請求項１８】
エレメントの頂部面が製造されるツールの先端角度に対応し、それにより以後の加工の必要性をなくすようにした請求の範囲第１４〜１７に記載の方法。
【請求項１９】
ブランクは一旦成形されると、ろう付け法によりシャンクと結合してマシンツールを作る請求の範囲第１７項記載の方法。
【請求項２０】
ろう付け工程において、ブランクとＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメント構造の損傷を避けるためヒートシンクを用いる請求の範囲第１９項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、マシンツール（machining tool;工作機械）の構造及びその製造方法、マシンツールの製造のためのブランク（blank;半製品）に関し、このようなマシンツールは、夫々ＰＣＤと呼ぶ多結晶のダイアモンド研摩材（abrasivepolycrystalline diamond）、或いはＰＣＢＮと呼ぶ立方晶窒化ホウ素（cubicboron nitride）を含む適当な材料により、少なくとも部分的に形成されている加工先端及び／又は加工面を有する。
背景技術
マシンツールの性能及び寿命を改善するため、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料をマシンツールの加工面或いは先端に組み込む多くの試みがなされていることは、良く知られている。特に良く知られた方法は、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮの複数片を本体にろう付けすることにより、ツールの加工面を形成することである。典型的には、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ片が所定位置にろう付けされてマシンツールの加工面或いは切削先端が形成され、マシンツールが経済的であるようＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料を十分深くできるならば、この材料はツールの先端及び溝を覆うように加えられる必要がある。このような公知方法における共通の問題は、寸法的には狭いけれども間隙が、ツール本体とＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料との間に生じる危険があることである。このような間隙は、ツール使用中に研削力が生じると拡がり、場合によっては、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料がツールから離脱してしまう。間隙が拡がったり材料が完全に除かれると、ツールの切削効果は著しく減少し、加工許容差及び性能も低下し、その結果ツールは多くの場合使用できなくなり、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料による硬度や長い寿命などの利点が発揮されなくなる。
別の問題は、本体とＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料片との間の間隙が、加工される被加工品片、切削油或いは一般的な屑のトラップとなることである。これは加工品質及び寿命の減少を招く。
更に別の問題は、行われる製造工程の複雑さに起因する制約によるものである。例えばＰＣＤ或いはＰＣＢＮ片を、マシンツールの螺旋溝の所定位置に適合させることは極めて困難であり、その結果、上述のように本体とＰＣＤ或いはＰＣＢＮ片との間に生じる間隙により、形成される加工面には、本体による支承部分が減じたＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料ばかりになってしまうことがある。
これら問題のいくつかは解決されるとしても、得られるツールは、性能及び適合性に制約される問題により、十分な成功をおさめていない。
一方、炭化物材料とＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料との化学反応の結果、両者が相互に融合できることが知られている。これは炭化物中に存在する元素がＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料中に浸出し、所定条件のもとでは両者を実質的に融合させることが知られているからである。
ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料を炭化物に直接に適用する例を含むドリルの公知技術は、米国特許第4,713,286号に開示されている。この特許によれば、ブランクの円錐形先端に組み込ませるための挿入体が提示され、このブランクから、印刷回路基板に使用するドリルが製造される。そのため３．２ｍｍ径までの小径ドリルに関わる。開示された方法は、この特許の権利者と同じ権利者による米国特許第4,762,445号に開示されるような大径ドリルの製造のためには適切ではない。この特許では、大径ドリルにおける単一のベイニング（single vein）の挿入体の破砕をさけるため、少なくとも二つの、別体のＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料の系が必要であることを述べており、これは、製造時にブランクに成形挿入体を加える場合に避けられない問題である。
本発明の目的は、加工機能のあらゆる分野、例えば孔あけ、リーミング、フライス削り、ねじ切りなどのためのマシンツールの一体的な部分として、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料を用いるようにして、マシンツールが製造される際にはその加工面にＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料を使用することにより、望ましい加工上の改善をもたらすこと、またモールドとしての役割をするブランク中に、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料がエレメントの形に形成されるようにすることである。
発明の開示
本発明は、その第一の面では、加工面を有する部分の凹部中にＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料のエレメントを含むマシンツールにおいて、前記部分が円筒形のブランクであって、凹部がブランクの頂部面中心から外方及び下方に拡がり、端壁、側壁及び底部により限定され、前記エレメントがブランク材料と結合しツールの一部となることを特徴とするマシンツールが提供される。
典型的には、エレメントは粉末状のＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料であり、ブランク中の凹部に装入され、圧力をかけられ十分な程度まで加熱されてブランクがエレメント中に浸出し、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料がブランクと実質的に融合するようにする。ブランクは次いでシャンク（shank）と結合され、前記エレメント材料のすくなくとも一部を含むマシンツールが形成される。
本発明の別の面では、マシンツールの一体的な部分である加工面の製造のためのブランクであって、第一及び第二端面を有する円筒形であるブランクにおいて、前記端面の一方が、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料を受け入れ配置させるための凹部を有し、前記凹部が、前記端面の直径方向に実質的に沿う長手軸線、端壁、底部及び側壁を有するブランク、が提供される。
典型的には、凹部の側壁は端面の中心点から扇形に外方に拡がり、ある実施例では、対になっているブランク凹部側壁の前記面の中心点から、外方に拡大しており、夫々の対は、その垂直面に対する一方の壁の角度は他方のそれよりも大きくなるように形成する。ある例では、大きい方の角度の壁は、ブランクが加工面を有する時除かれてＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントを露出させて加工面を形成し、かくして硬質材料からなるエレメントの加工の必要性をなくする。ある例では、前記壁の角度は３０度の範囲にある。典型的には各対の大きい角度を持つ壁はブランク面の中心点のいずれかの側で対向位置にあり、それにより各側の加工面が形成されるようにする。ある例では二対の側壁が設けられ、一方の対は前記狭い部分から半径方向外方の第一方向に広がり、第二の対は第二の方向に拡がる。別の実施態様では、第三の対が設けられ、三つの部分の凹部を設けるようにし、各部分は一般的には１２０度の間隔をおく。更に別の例では、形成されるツールに従い４対、５対或いはそれ以上の対の側壁を設けることができる。いずれの例であっても、十分なＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料が粉末状に凹部に充填され、ブランクの端面を形成するか或いはパックリミッタにより決定されるレベルまで充填される。
凹部底は、一般的にはブランクの中心であって凹部が一番浅い点から、一番深い点である端壁方向に向かって、下方に傾斜した形で形成される。
ある形態では、いくつかの凹部をブランクの所定位置に、加工面に対応して形成することができ、いずれの凹部のその中にＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料エレメントが形成される。
凹部の端壁はブランク本体の側壁に、これを越えることなく隣接している．凹部はまた、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ粉末が加圧、加熱されてエレメントを形成しブランク材料と融合するモールドの役割もする。従ってＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料をブランクに組み付ける工程は必要ない。
本発明の別の局面では、ブランク凹部の形がどのようなものであれ、材料が凹部により限定される形に加圧され、ブランク頂部面はブランクから製造されるツールに適合される形状及び角度をもつ。ブランクの凹部に形成されるエレメントは必ずしも凹部を完全に充填する必要はなく、加圧装置により限定されるレベルまで充填されるものであっても良いが、これは実際的ではなくまた好ましい選択ではない。エレメントに、使用に適した形状を付与することにより、後にエレメントを加工する必要性が除かれる。このことは、加工時間や高価な材料の浪費を避けることを可能にし、また、比較的硬質なエレメント材料を加工することに伴う従来技術における問題を解消する。かくして、ブランクに加工面を形成する場合、シャンクに結合された時には、ブランクの炭化物材料のみを加工すれば良い。なぜならＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントは既に必要な形状に成形されているからであって、このことは従来のマシンツール製造法に比べ著しく有利な点である。
ある実施例では、凹部の側壁が直線的でない（non-linear）輪郭を持つように形成される。一般的には凹部及びエレメントは、その側壁が狭い部分（平面図で見たときにはブランク面の実質的に中心にある部分）から扇形に外方に拡がるように形成される。
ある例では、側壁の少なくとも一部には段差が設けられている。段差は、段差により形成されるより広いエレメント部分がツールの加工面を形成するよう、凹部中に位置させる。一般的には、段差を有する凹部側壁はツール回転時には除かれてエレメントを露出させ、マシンツールの加工面を形成する。
いずれの実施例でも、平面図で見ると、扇形部分夫々の実質的に大きい方の部分は、中心部から外方へ向かう長手軸線の一方側に偏っている。一般的には前記実質的な部分はいずれも長手軸線の同じ側に位置する。
ある実施例では、凹部中心点の深さは端部のそれよりも浅く、一般的には深さは中心点から端部壁に向かって漸増する。かくして、この中に形成されるエレメントは中心点部分が高くなっており、ここから放射方向下方に複数の部分が形成され、その部分の数は、凹部中に形成される扇形部分の数に依存する。ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料は凹部底面の角度に沿って加圧され、加熱されると遷移元素がＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントと接触してこれをブランクに融解させ、かくしてＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントはブランクと一体化し、エレメントと凹部との間に緊密な接触及び良好な結合状態ができる。ある例では、遷移元素はコバルト或いはコバルト合金が好ましいが、同様にニッケル或いはその他の適当な物質であっても良い。しかし以後は説明だけの目的で、コバルトと記載する。またコバルトは炭化物ブランク中にも供することができ、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメント中に浸出してこれをブランクと融合させるようにするか、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料と混合するか、もしくは挿入体として、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料の前に凹部中に最初に挿入しても良く、或いはこれらの方法の組み合わせであっても良い。
ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料は粉末状で凹部中に導入し、ブランクの炭化物から浸出するコバルトの作用でブランクと結合するか、或いは高温及び圧力によりＰＣＤ或いはＰＣＢＮ中に移動し、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントを融解してブランクと一体化させる。
製造されるツールが円錐面をもつドリルである場合、凹部の底面、従ってエレメント底面の角度は円錐頂部面のそれと対応するようにし、好ましくは１１８度である。
好ましい形態では、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料エレメントは、ブランクの炭化物材料が加工面の裏面を形成するように位置させる。それによりＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料及び選択的に炭化物材料を含む加工面が得られ、かくしてツール寿命と性能がより優れたマシンツールが得られる。
ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料の一種のみについて述べたけれども、これらの二種以上であるエレメントを使用しても良く、いっしょにブランクの中のいくつかの凹部に形成することができる。
凹部及びエレメントは、ツールの先端となる加工面となるようにブランク中に設けられ、ブランクとシャンクからツールが形成されるときにはその加工面の少なくとも一部となる。
ある実施態様では、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料がエレメントを形成し、エレメントの外端は下方に深くなっており、加工されたときは、マシンツールの側壁となる。この部分はマシンツールのブランク中に形成される加工面と整合するように位置させる。
本発明の別の局面では、マシンツールブランクの形成方法が提示され、この方法は、円筒形であってその第一及び第二端面の少なくとも一つが端壁、側壁及び底部で限定される凹部を有するブランクを形成し、凹部に粉末のＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料を充填し、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料に圧力を加えかつブランクとＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料とを加熱して、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料をブランク中のエレメントとなるようにする工程、を含む。
この方法は、一般的には、コバルトやニッケルなどの遷移元素を用いて、ブランクを加熱することによりＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料をブランクと融解させて両者を一体化させることを含む。
好ましい方法によれば、炭化物ブランクからのコバルトが、加熱中に、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料中に浸出するようにするが、或いはコバルトなどの適当な物質を粉末状にしてＰＣＤ或いはＰＣＢＮと混合するか、或いはコバルトなどの物質の挿入体を、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料とブランクとの間に装入しても良い。
この方法は更に、ブランクとその中のＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントをシャンクに結合し、次いで、加工して加工面を形成することを含み、前記面は少なくともその一部が、前記エレメント材料で形成されているようにする。
凹部が設けられているブランクの端面は形成されるツールに従って必要な形状であって良い。例えばツールがドリルである場合、端面は円錐形であり、凹部底面の角度及びエレメント底面の傾斜は頂部面のそれと対応するようにする。
一般的にはエレメントの頂部面は、慣用のモールドプレスなどの成形装置の加圧作用により、ブランクの円錐先端角度と対応させる。円錐先端の角度はツールの目的に依存するが、一般的な角度は１１８度である。形成されたツールがねじりドリルでなくエンドミルや溝バイトである場合、円錐先端は形成されない。
形成されたブランクはシャンクと結合されてマシンツールとなる。この場合、本体シャンク部分に結合させる前に、ろう付けされ加工して溝や加工面を形成し、次いでシャンクに結合し、後に必要な溝をシャンクに形成しても良い。しかしより実際的にはブランクは先ずシャンクに結合され両方に加工面が形成される。これはその方が容易であるからであるとともに、加工面や溝の整合に関わる問題がないからである。
次に本発明の特定の実施態様について添付図面を参照しつつ説明する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、凹部の実施態様を示す第一実施態様によるマシンツールのためのブランクの斜視図であり、
第２図は、第１図のブランク凹部中に形成されるエレメントの端面図であり、
第３図は、第１図及び第２図の要素がシャンクに取り付けられ、加工面を備えて本発明によるマシンツールを構成していることを示す図であり、
第４図は、第二実施態様による凹部を有するブランクの斜視図であり、
第５図は、第４図のブランクの凹部中に形成されるエレメントを示す図であり、
第６図は、本発明によるブランクの別の実施態様による平面図であり、
第７図は、第６図のブランクの正面図であり、
第８図は、第７図のＡ−Ａ線に沿える断面図であり、
第９図は、第７図のＢ−Ｂ線に沿える断面図であり、
第10図は、第７図のＣ−Ｃ線に沿える断面図であり、
第11図は、加工面が形成される前に第６図〜第10図のブランクをシャンクに結合して形成されるマシンツールを示す図である。
発明を実施するための最良な形態
第１図及び第２図に関し、本発明の一実施態様であるマシンツールの製造に使用するためのブランク２が示されている。円筒形のブランク２は端面７に、側壁８，１０、底壁１１及び端壁１３，１５により限定される凹部６を含む。対となっている側壁は、平面図では、面７の中心にある狭い部分１２から外方に扇状になっている。側壁８，１０は、続いて形成される溝のための所定螺旋角度に従っており、それにより続いて行われる加工処理を最小限にする。またこの例では８Ａ及び１０Ａで示され、段差１４を有する部分を有する。これら部分は、ツールが使用のため回転する時にはブランクから形成されるツールの先端或いは加工面となる。更に凹部６の底壁１１は中央部分１２から傾斜していて、凹部の一番浅い部分が中央部に、最も深い部分が端壁１３，１１５近くに位置しているようにする。典型的には壁７，８Ａ，９，１０Ａ，１３，１５は角度を持ち、それによりＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料がエレメントを形成するに際して進歩しているようにする。
次のブランクの加工面の形成のため、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料が必要な形状及び角度に保持されるほか、凹部６は、またＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメント形成のためのモールドの役割をする。第２図は、説明だけの目的で、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮからなるそのようなエレメントを示す。もっとも、このエレメントは通常は見えることはない。なぜならＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料の粉末を凹部６に充填することにより形成されるものであるからである。この粉末及びブランクには圧力がかけられて凹部に詰められ、また加熱されて固体エレメントとなり、エレメントは溶融してブランクと融合する。かくして一旦は第２図に示す形をとるエレメントはブランクと一体化し、ブランクから離脱できなくなる。更に、エレメントは融解しておりブランクに組み付けられるものではないため、ツールの使用時に損傷を引き起こす間隙或いはその他の傷を生じることはない。エレメントの側面２０，２２の部分２０Ａ，２２Ａには段差２４が形成されており、底面２６はエレメントの狭い部分２８から傾斜している。既に述べたように、エレメントの外側面はブランクの端面と同一面状にあり、狭い部分２８から例えば外方及び下方に向かっており、ブランクの以後の加工の必要性が最小限ですむ。
使用にあたっては部分２０Ａ，２２Ａは、ツールの加工面を形成するための、ブランクの以後の加工により露出する。即ちツールが回転すると部分２０Ａ，２０Ｂは、加工される被加工物品と接触する加工面となる。
第３図は、ブランク２とエレメント４とがシャンク４０に取り付けられ、この場合はドリルであるマシンツールを構成していることを示す。
第４図及び第５図には別の実施態様が示されており、ブランク１０２は凹部１０６を有し、これは中央の狭い部分１１４から外方に向かう扇形部分１０８，１１０を有する。
第５図はＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料１０４のエレメントを示し、エレメントは凹部１０６中に形成されこれと融合する。アーム１１６，１１８を有し、その形は凹部１０６の部分１０８，１１０により規定され、アームの底面は傾斜している。代表的には、夫々アーム１１６，１１８の側面は各部分の長手軸線に対して角度をもっていて、各部分が中心部１１４から外方に扇形に拡がっている。
第６図は、円錐形切削先端を有するドリルビットに形成されるブランク２００の平面図である。第７図〜第10図は本発明による別の例であるブランク２００に関する図である。ブランク本体は円筒形を有し、円錐第一面２０２と平坦な第二端面２０４を有する。面２０４はシャンクにろう付けされ、面２０２は加工されてツールの加工面を形成する。面２０２は凹部２０６を有し、これには長手軸線２０９が面の直径２０８に沿って走っている。但し凹部の端から端まで走っているわけではない。凹部の長さは、端壁２０９，２１０で限定されている。このように限定された凹部２０６は粉末状のＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料を受け入れ、熱及び圧力を適用することにより、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料のエレメント２０９が形成され、これはモールドの役割をする凹部の形に適合しており、このエレメントはブランクに融合する。
この形の凹部は比較的浅い中央部２１２を有し、中央部から凹部の底面２１４，２１６は下方に傾斜し、端壁２０９，２１０近くのもっとも深い部分２１８，２２０に達する。ドリルビットがこのブランクから形成される場合、代表的には底部は適当な角度で傾斜し、例えば中心から１１８度の角度であるようにする。
平面図において、凹部の側壁２２２，２２４及び２２６，２２８は中心部２１２から外方にのび、部分２３０，２３２を形成する。有利には各部分の実質的な部分が凹部の長手軸線２０７から逸れているようにして、各部分の大きい方が長手軸線の一方の側にあるようにする。平面図で見た場合、夫々の部分のより大きい方が軸線２０７の対向側に位置している。この構成は、ブランク中にツール加工面により大きい強度及び抵抗特性を付与する。
ブランクを形成するためには、本発明によれば、ブランク２，１０２，２００が加工されることが必要であり、第一段階はブランクを、凹部６，１０６，２０６の形成を含む所定形状に加工することである。代表的には、凹部は、使用されるＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料の利点を得るため、形成される加工面の少なくとも一部に前記材料が用いられるようにする。ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料エレメントは、この材料の粉末形態で凹部６，１０６，２０６に装入し、圧力及び熱を加えて凹部の形にし、またブランク材料、例えばコバルト、或いはコバルト、ニッケルもしくは鉄とＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料との混合物、或いはこれらの組み合わせをＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料中に浸出するようにし，かくしてエレメントをブランクと融合させて一体的になるようにする。このように凹部はその端壁、側壁及び底壁と共にモールドの役割をし、高温及び高圧が加えられるとその中のＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントと融合する。この方法において使用されるコバルトその他の適当な物質はエレメントをブランクに結合させる役割をもつ。ブランクは一般的には炭化物であり、エレメントは効果的にブランクと一体化する。かくして間隙がエレメントとブランクとの間に残ることはない。既に述べたようにこの方法は従来の製造技術に比べ著しい利点を有する。またエレメントが凹部の形に形成されているため、エレメントと炭化物ブランクとは、ツールの加工面に対するエレメントに位置決めに関して、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料の利点が最大限に生きる形となる。また材料の厚み及び加工面に対するエレメントの形状、例えば溝は正確に決めることができる。
ある例では、ブランクは、同様に炭化物の一体的なシャンクを有するようにしても良い。しかし一般的には上述ブランクはシャンク部分４０，２４８に結合させる必要がある。シャンクは別の材料、例えば適当な超硬質合金、セラミック、元素金属或いはその合金などをツールに要求される特性に合わせて用いても良い。マシンツール形成のためブランクをシャンク部分に結合する一つの選択は、ろう付け法である。好ましいろう付け法では、液相線がＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントの劣化温度、例えば７００度Ｃより高い金属フィラー（filler metal）２５０を用いる。ろう付け作業でブランクの加熱を避けるため、ヒートシンク（heat sink;熱シンク）を用いても良い。シャンクは適当な材料、例えば炭化物、スチール或いはスチール合金からなるものであっても良い。
産業上の利用可能性
以上に述べたろう付け法は、マシンツール製造に使用する場合に特別の利点を有し、従来のツールに関わる問題を解消する。例えば米国特許第4,713,286号に記載されているように、ブランクをシャンクにろう付けするとツールの最も弱い部分となりこれはきずをあらわす。対照的に上述ろう付け法は、ブランクとシャンクとの間に強固な結合を可能にし、問題の生じる危険をなくする。更に上述ろう付け法は従来法よりもブランクに対し著しく局部的な効果を生むため、ブランクの高さを相当程度低くすることができる。なぜならエレメント材料及びブランクに及ぼすろう付け工程の悪影響が遥かに減少するからである。
かくして本発明は、ＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料からなりその強度及び硬さを発揮できる加工面を備えたマシンツールを提供する。本発明は更に、経済的で有用であり、実際的な態様でＰＣＤ或いはＰＣＢＮ材料を、特定マシンツールの構成に従って所定場所に供することができる。ブランクと一体的となるＰＣＤ或いはＰＣＢＮエレメントを用いることによって、従来製造法における問題が避けられ、ブランクをシャンクに結合する本発明ろう付け法の採用により、製造されるマシンツールは、使用時の応力に耐性のある十分な強度を有する。
【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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