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JPS61136702A - 切削工具 - Google Patents

切削工具

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Publication number
JPS61136702A
JPS61136702A JP59257550A JP25755084A JPS61136702A JP S61136702 A JPS61136702 A JP S61136702A JP 59257550 A JP59257550 A JP 59257550A JP 25755084 A JP25755084 A JP 25755084A JP S61136702 A JPS61136702 A JP S61136702A
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JP
Japan
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cutting
boron nitride
single crystal
plane
flank
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Application number
JP59257550A
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JPH0585281B2 (ja
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Masakazu Kondo
正和 近藤
Takashi Nishiguchi
西口　隆
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US06/805,727 priority patent/US4662801A/en
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Priority to EP85115669A priority patent/EP0184223B1/en
Publication of JPS61136702A publication Critical patent/JPS61136702A/ja
Publication of JPH0585281B2 publication Critical patent/JPH0585281B2/ja
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、切削加工用の切削工具に関する。
たとえば高硬度の鉄系材料を鏡面切削加工するのＫも、
好適に用い得るよ５に構成した切削工具に関する。
〔発明の背景〕
切削工具としては、従来より、その切刃部にダイヤモン
ドを使用したものがよく知られている。すなわち、アル
ミニウムや鋼等の非鉄金属材料の精密切削や鏡面切削等
の切削工具として、単結晶ダイヤモンドを切刃部に用い
た切削工具がよく用いられている。
しかしこのようなダイヤモンドを用いた切削工具は、成
る種の材料の切削には使用できないという問題がある。
たとえば焼き入れした炭素鋼やステンレス鋼のような鉄
系材料を切削加工すると、その切削熱によりダイヤモン
ドが鉄と反応して炭化物を作るため、ダイヤモンドの摩
耗が激しくなり、正常な切削ができな（なる。
このため、鉄系材料の切削加工は、窒化硼素の結晶を焼
結した多結晶体に刃先部を形成した切削工具が用いられ
ている。この切削工具の従来の一例を第１図に示す。
第１図の従来例においては、シャンク１に基台３を介し
て多結晶焼結体で形成されたチップ３の切刃部には、チ
ャンファ４、逃げ面５が形成されている。ところがこの
ような切削工具では、切削面の粗さに影響を与える逃げ
面５の面粗さを０．０５ａｍＲｍａｘ以下に研磨して切
削加工を行なっても、切削面の面粗さがα１μｍＲｍａ
ｘの鏡面が限界であった。
この原因は、第２図に示すよ５ｉＣ１多結晶焼結体で形
成されたチップ３では、切刃部を構成する逃げ面５とす
（い面６の交叉稜すなわち刃先稜７が結晶粒８を結合す
るバインダ９０マイクロチツピング１０のために、シャ
ープネスを確保できないためである。
一万、切刃部の逃げ面に、窒化硼素の単結晶の（１１０
）面もしくは（１１１）面が位置するようにした切削工
具があるが、（１１０）面と（１１１）面とでは摩耗特
性が異なる。また（１１１）面と（１１０）面の中でも
切削方向の結晶万位を適切に選定しないと、逆に摩耗が
著しくなってしまうことがある。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、鉄系材料を鏡面切削することにも好適に使用でき、し
かも耐摩耗性が良好で長寿命の切削工具を提供すること
Ｋある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明においては、切刃部を
形成するチップとして単結晶窒化硼素を用いるとともに
、切刃部の逃げ面には、単結晶窒化硼素の（ｍ）面を配
置し、切削方向は＜２１１＞方向として構成するもので
ある。
本発明者らは、窒化硼素の単結晶の各面において摩耗方
向と摩耗特性の相関を把握し、種々検討の結果、このよ
うに刃先の逃げ面に最も摩耗しにくい（１１１）面をと
り１．切削方向を最も摩耗しにくい＜２１１＞方向とす
ればよいという知見を得て、本発明に至ったものである
。
上記構成によれば、窒化硼素を用いるので鉄系材料の切
削忙も好適に使用でき、かつ刃先の逃げ面と切削方向と
を上記の如く選定したことにより、摩耗が小さく、よっ
て寿命が長いという効果を得ることができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
第５図には、本発明忙おいて用い得る窒化硼素の単結晶
体のうち、最も硬度の大きい立方晶°窒化硼素の代表的
な晶癖を示す。これの単結晶体忙おいて三角形・六角形
の面はすべて（１１１）面である。また第４図乃至第６
図は本実施例に係る切削工具の製造工程を例示するもの
で、第６図が本例の切削工具の切刃の先端部を示してい
る。
この切削工具は、第６図に示すよ５Ｋ、切削を行なうた
めの切刃部がその稜ｌｓＫ形成されたチップ１４と、こ
のチップ１４を保持するシャンク１１を備えている。チ
ップ１４は単結晶窒化硼素により形成されている。この
場合、切刃部の逃げ面５には、窒化硼素の結晶の（１１
１）面を配置する。また、切削方向は＜２１１＞方向と
して構成する。
このように、逃げ面を（１１１）面、切削方向を＜２１
１＞方向としたのは、次の理由による。
ｔａ７図を参照する。この第７図は、研磨時間と各面の
研磨量の相関を調べたものである。この図には、代表的
なものである（１００）面、（１１０）面、（１１１）
面につき、その摩耗特性を把握した結果を示す。図から
れかるよ５忙、（１１１）面の＜２１１＞方向切削が最
も摩耗量が少ない。このことから、単結晶窒化硼素の切
刃部の逃げ面５を（１１１）面（第７図では（１１１）
面で代表して示した）Ｋとり、かつ切削方向を＜２１１
＞方向にとることで、摩耗量の少ない、バイト寿命の向
上した切削工具が得られるのである。同じ（１１１）面
でも、＜１００＞方向の研摩量と＜２１１＞方向を比較
すると＜１００＞方向を比較すると、＜ｉｏｏ＞方向の
１／３以下の研摩量であることが確認でき、また（１１
０）面の＜１１０＞方向と比べると１１５以下の研摩量
であることが分かる。
つづいて、第４図乃至第６図を参照して、本例の切削工
具の製造工程の一例を説明する。第４図は、シャ／り１
１に窒化硼素の単結晶体１４′（完成品のチップ１４と
正側するためにダッシェを付す）を埋込んだ状態を示す
図であり、図示の如（シャンク１１の一端には、すり林
状の穴１２が形成され、その穴１２の底部にろう材１３
が供給されており、このろう材１３の上に、窒化硼素の
単結晶体１４′を配置する。そしてシャンク１１を加熱
して、ろう材１３を溶融させながら、単結晶体１４′ナ
シヤンク１１の軸方向に加圧して、単結晶体１４′の一
部をシャンク１１の中忙圧入し、第４図の状態から第５
図のようＫする。ついで、シャンク１１を冷却してろう
材１３を凝固させたのち、シャンク１１と共に単結晶体
１４′を切削・研磨して、第６図に示すように逃げ面５
とすくい面６を形成し、切削工具とする。
逃げ面５は、前逃げ面として構成することができる。一
般に、前逃げ面とする万が精度がよいからである。しか
し横逃げ面その他適宜に逃げ面は設定できる。ねじの如
くらせん形に切削する場合には、横逃げ面も効いて来る
からである。
第８図は、寿命を考慮したＣＢＮ単結晶バイト０１例で
ある。逃げ面５の（１１１）面の＜２１１＞方向が切削
方向となるように設定したものである。
図中、１４は前記例と同じくチップで、その稜線７が刃
先稜となっており、シャンク１１に支持されている。６
はす（い面である。このような面方位および切削方向と
することにより上述の研摩量に対応したＣＢＮ単結晶バ
イトの切削時の摩耗量を低減でき、バイトの長寿命化が
図れる。
なお本発明忙おいては窒化硼素は単結晶のものを用いる
が、厳密な意味での単結晶に限られるものではなく、結
晶合成時に生じがちな二・三の結晶が一体となった双晶
の如き結晶であっても、切刃部の主体をなす代表的な結
晶が上記の状態にあれば、上述と同様の効果が期待でき
る。よって本明細書でいう「単結晶」とは、このような
ものも含む概念である。
また工具切刃部の単結晶窒化硼素の逃げ面の面方位や、
面内の切削方向についても、厳密に正確な値に限定され
るものではな（、面方位。
面内の切削方向がおおよそ上述指定の近（罠あれば、本
発明の効果を奏し得るものである。よって、面方位、切
削方向忙関しても、概ね（ｍ）面、＜２１１＞方向であ
ればよいのであり、効果を失わない程度において、幅の
ある概念として用いているものである。
当然のことながら、本発明は具体的に実施例で説明した
構成に限られるものではない。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明の切削工具は、チップを窒化硼素に
より形成したので、鉄系材料の切削加工にも好適に使用
でき、かつ、切刃部の逃げ面には単結晶窒化硼素の（１
１１）面を配置し、切削方向を＜２１１＞方向としたの
で、耐摩耗性が良好で、長寿命であるという効果を有す
る。例えば鉄系材料の切削において前述した実施例の工
具を用いた所、バイト寿命が従来の３倍以上となった。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の多結晶工具の側面図、Ｗ、２図は、従
来の多結晶工具の刃先の拡大図である。 第３図は立方晶窒化硼素の単結晶の晶癖を示す拡大図で
ある。第４図ないし第６図は本発明の一実施例に係る切
削工具を、その製造工程順に示すもので、第４図は、シ
ャンクに窒化硼素の単結晶体を埋込んだ状態を示す斜視
図、第５図は、第４図の要部を示す拡大断面図、第６図
は切削工具としての切刃の先端部を示す拡大図である。 第７図は研磨時間と単結晶窒化硼素の各面の研摩量を示
す説明図である。第８図は、本発明の他の実施例の切削
工具の刃先拡大図である。 ５・・・・・・逃げ面、　　　７・・・・・・稜線、１
１・・・・・・シャンク、　１４・・・・・・単結晶窒
化硼素のチップ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、稜線に切削を行なうための切刃部が形成されたチッ
    プと、このチップを保持するシャンクとを備える切削工
    具において、チップは単結晶窒化硼素により形成すると
    ともに、切刃部の逃げ面には、単結晶窒化硼素の｛１１
    １｝面を配置し、切削方向を＜２１１＞方向として構成
    したことを特徴とする切削工具。 ２、逃げ面が前逃げ面であることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の切削工具。
JP59257550A 1984-12-07 1984-12-07 切削工具 Granted JPS61136702A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59257550A JPS61136702A (ja) 1984-12-07 1984-12-07 切削工具
KR1019850009123A KR900003463B1 (ko) 1984-12-07 1985-12-05 절삭공구
US06/805,727 US4662801A (en) 1984-12-07 1985-12-06 Cutting tool
DE8585115669T DE3572934D1 (en) 1984-12-07 1985-12-09 Cutting tool
EP85115669A EP0184223B1 (en) 1984-12-07 1985-12-09 Cutting tool

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EP (1) EP0184223B1 (ja)
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