(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
すくい面２と逃げ面３とが交差してなる切れ刃に円弧ホーニングが付与され、非鉄金属の切削に用いられるダイヤモンド焼結体チップ１において、前記ホーニングが、前記すくい面２と連続的に結ばれる曲率半径Ｒ１なる曲面と、前記逃げ面３と連続的に結ばれる曲率半径Ｒ２なる曲面と、前記両曲面間を曲率半径Ｒ０なる曲面とにより形成され、それぞれの曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ０がＲ１＜Ｒ０＜Ｒ２の関係にあることを特徴とするダイヤモンド焼結体チップ。
【請求項２】
前記曲率半径Ｒ１がＲ１＝０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ、前記曲率半径Ｒ２がＲ２＝０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ、前記曲率半径Ｒ０がＲ０＞０．０３ｍｍの大きさにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンド焼結体チップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤモンド焼結体チップに関し、殊に、光学機器関係の業界において、真鍮、アルミニウム合金などの加工面を艶消面とする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記技術分野における、ダイヤモンド焼結体チップによる加工では、切れ刃処理の成されないシャープエッジによる加工が一般的であった。加工面は、鋭利な切れ刃により成形されるため、送りマークが顕著に現われる、光沢面となっていた。本発明の目的である艶消面を得るには、後工程としてサンドブラストやショットピーニングなどの表面処理を行なっていた。すなわち、艶消面を得るために、切削加工と表面処理加工の２工程を要していたため、加工能率が悪く、加工コストの面でも不利であった。そこで、本発明は、ダイヤモンド焼結体チップに施されるホーニング形状を研究することによって、艶消面を得るようにしたものであるが、この種のホーニング形状に関わる従来技術は、切れ刃を強化して工具寿命の延長を図ることを目的としたものであった。
【０００３】
例えば、切れ刃処理の成された第１の従来技術としては、例えば特開平２−３０４０７号公報に開示されたものが知られている。当該技術は、図３に示す如く、すくい面２と逃げ面３の交差部を、すくい面２側のホーニング幅ａが逃げ面３側のホーニング幅ｂよりも大となる面取り状に刃先を形成したものである。当該技術は、すくい面２と連続的に結ばれる曲率半径をＲ１、逃げ面３と連続的に結ばれる曲率半径をＲ２、およびＲ１とＲ２の曲面間をつなぐ部分の曲率半径をＲ０としたとき、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ０の関係を満足させるよう形成したものである。
【０００４】
また、第２の従来技術として、特公平１−３８６０１号公報に開示されたものを図４に示す。このホーニング形状においても、切れ刃を外側に凸な曲面からなる複合ホーニングとしている。そして、すくい面２の方向のホーニング幅をａとし、逃げ面３の方向のホーニング幅をｂとすると、ｂ＞ａの関係に形成されたものである。このような構成により、高速、高送り切削における、耐摩耗性の低下を防いでいる。
【０００５】
さらに、ホーニング面４と被削材との接触面積が広いため、塑性変形による刃先後退現象が生じにくく、加工精度を高く維持することができる。また、大きな負角のホーニング形状により、靭性を維持することができ、欠損防止の効果も有するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
切れ刃に円弧ホーニングの成されたものは、被削材と相対するチップ逃げ面との間において、バニシング作用を付与できるものであるため、艶消面を得るには有効であるものの、流出する切りくずの噛み込みや溶着物などにより加工面に傷を付けることがある。
【０００７】
また、前記第１の従来技術は、鋭利な刃先に所定の面取り角度により面取りを施したものである。面取り角度が大きくなるほど、切れ味が悪くなるものであるため、該技術は切削抵抗の上昇を抑え、切れ味を損なうことのないように、面取り角度を小さく形成したものである。該技術は超硬合金、サーメット、セラミックス等の高硬度材料で形成される切れ刃の強化を図るものであり、鋼材の切削に好適するものであるが、切れ味が良いために本発明の目的である軽合金の艶消し切削には不適である。
【０００８】
さらに、前記第２の従来技術も超硬合金、サーメット、セラミックス等の高硬度材料からなる切削工具に関するものであり、ホーニング面が被削材に相対するように配置されているため、切削時に発生する多量の熱を被削材側に逃がすことができ、刃先の局部的な温度上昇を抑制することができるものである。特に、鋼、鋳鉄などの高速・高送り切削において有利となるものである。しかし、軽合金の艶消し切削においては、バニシング作用により加工面品位を決定するのは、逃げ面側の幾何学的曲面形状である。したがって、面取り角度およびホーニング幅を特定しただけでは、本発明の目的である艶消面を得ることの本質的な解決にはならない。また、面取り角度が大きいと切りくずを噛み込んだり、刃先に溶着物などが生成するなどして、加工面にキズを付けることもある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の如き課題に鑑みなされたもので、すくい面と逃げ面とが交差してなる切れ刃に円弧ホーニングが付与され、非鉄金属の切削に用いられるダイヤモンド焼結体チップにおいて、前記ホーニングが、前記すくい面と連続的に結ばれる曲率半径Ｒ１なる曲面と、前記逃げ面と連続的に結ばれる曲率半径Ｒ２なる曲面と、前記両曲面間を曲率半径Ｒ０なる曲面とにより形成され、それぞれの曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ０がＲ１＜Ｒ０＜Ｒ２の関係にあることを特徴とする。
【００１０】
また、前記曲率半径Ｒ１がＲ１＝０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ、前記曲率半径Ｒ２がＲ２＝０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ、前記曲率半径Ｒ０がＲ０＞０．０３ｍｍの大きさにより形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００１２】
ダイヤモンド焼結体は、鉄族金属と反応しやすいため、非鉄金属の加工用に用いられている。また、耐摩耗性、耐溶着性にも優れ、加えて、加工面に変質層を形成することなく、安定した面粗さを維持できることから、本発明の技術分野である真鍮、アルミニウム合金などを使用材料とする光学機器部品の加工に好適する。また、高回転などによる高能率加工が可能で、工具寿命も長い。
【００１３】
図１は、本発明におけるダイヤモンド焼結体チップ（以下「チップ」という。）１の刃先部の断面図である。このチップ１は、多角形平板状をなしており、超硬合金からなる基盤の上面隅部の切欠き段部内にダイヤモンド焼結体が接合されて概略構成されている。チップ１の上面は、すくい面２を構成し、このすくい面２と所定の角度をなして逃げ面３が形成されている。すくい面２と逃げ面３との交線に沿う部分に切れ刃が備わっている。切れ刃を拡大してみると、複数の曲面により形成されたホーニング形状を有している。このホーニング形状は、加工面品位および工具寿命を大きく左右するものであるため、チップ１の形状設計を行なう上で、最も重要なファクターの一つとなっている。超硬合金に比べて、靭性に劣るダイヤモンド焼結体においては、チッピングなどを生じやすいため、特に重要となる。
【００１４】
断面視、ホーニング形状は、外側に凸な曲面から形成される複合円弧ホーニングであって、その形状は３つの曲面から構成されている。すくい面２と連続的に結ばれる曲率半径Ｒ１なる曲面、逃げ面３と連続的に結ばれる曲率半径Ｒ２なる曲面、および両曲面間を結ぶ中間部分の曲率半径Ｒ０なる曲面である。曲率半径は、Ｒ１＜Ｒ０＜Ｒ２の関係にあり、逃げ面３側からすくい面２側へ向かって、曲率半径が徐々に小さくなる構成となっている。曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ０の大きさは、Ｒ１＝０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ、Ｒ２＝０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ、Ｒ０＞０．０３ｍｍに形成されている。
【００１５】
従来の円弧ホーニング７においては、バニシング作用を付与するために、ホーニング形状を大きくせざるを得なく、切りくず排出性の低下や切れ味の低下を免れなかった。他方、切削抵抗の背分力成分の増加により、チッピングまたは欠損の危険性もあった。本発明による複合円弧ホーニングは、逃げ面３側からすくい面２側にかけて、曲率半径を徐々に小さくしたものであり、図示する如く、ホーニング形状を小さく形成することができ、切りくず排出性、切れ味を低下させることなく、前述したバニシング作用と同等の効果を与えることができる。
【００１６】
また、従来の面取りホーニングにおいては、図３および図４に示す如く、切れ味を良くするために面取り角度θを小さく形成したり、耐欠損性を高めるため面取り角度θを大きくしたりして、ホーニング形状が特定されていた。しかし、前者においては、切れ味が良いために本発明の目的である軽合金の艶消し切削には不適である。後者においては、切りくずを噛み込んだり、刃先に溶着物を生成するなどして、加工面にキズを付けることがある。
【００１７】
図２は、チップ１と被削材６の接触状態を拡大したものであり、バニシング作用と切りくず排出についての概念図を示したものである。逃げ面３側の円弧の曲率半径Ｒ２を大きく形成することにより、バニシング作用を付与し、曲率半径Ｒ１、Ｒ０を曲率半径Ｒ２より小さく形成することにより、切りくず排出性の低下を防ぎ、適度の切れ味を維持している。切れ味は、軟質金属のむしれや掘り起こしを避けるために重要である。
【００１８】
このような構成の本発明のチップ１においては、チップは広い面積に亘って被削材と接触するようになるため、被削材との摩擦によるバニシング作用を生ぜしめる上で好都合であり、また、切りくずの噛み込みや溶着物により加工面にキズを付けることもなく、安定して艶消面を生成することができる。
【００１９】
本発明によるチップ１を用いて、艶消し加工を実施した一例について、その概略を説明する。外径６０ｍｍ、幅２０ｍｍの真鍮リングの外周加工をホーニング形状を変化させながら行なったところ、円弧の曲率半径Ｒ２の増大に伴い、仕上げ面の艶消し度合いが大きくなった。しかし、曲率半径Ｒ２が０．１ｍｍを越えると、加工面に引っ掻きキズが発生した。つまり、前記実施例は、キズが入らずに、艶消面の得られる上限の曲率半径が存在することを示している。曲率半径Ｒ１、Ｒ０は、曲率半径Ｒ２を基準としたときの、切れ刃強度と切りくず処理性の衡平の観点から定められている。尚、艶消面は、加工数の増加に対してほとんど変化が見られず、１００００個以上を安定して加工することができた。
【００２０】
【発明の効果】
従来のダイヤモンド焼結体チップを用いて真鍮の加工を行った際には、送りマークの顕著な光沢面が得られる。そのため、指紋や汚れなどの付着による色ムラがでることになり、外観上好ましくなかった。適度に面粗さを悪くした艶消面を得るには、切削加工の後工程として、サンドブラストやショットピーニングなどの後工程を行なっていた。本発明によるチップによれば、切削工程と表面処理工程の２工程を、一度に行なうことができ、加工時間の短縮および加工コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すダイヤモンド焼結体工具先端の断面図である。
【図２】艶消し切削の状態を説明する概念図。
【図３】従来の第１の実施例を示す工具先端の断面図である。
【図４】従来の第２の実施例を示す工具先端の断面図である。
【符号の説明】
１    ダイヤモンド焼結体チップ
２    すくい面
３    逃げ面
４    ホーニング面
６    被削材
Ｒ１  すくい面と連続する円弧の曲率半径
Ｒ２  逃げ面と連続する円弧の曲率半径
Ｒ０  Ｒ１とＲ２をつなぐ円弧の曲率半径
θ    面取り角度
【図１】
0003805060.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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