JP2815533B2 - Cutting equipment for milling - Google Patents
Cutting equipment for millingInfo
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- JP2815533B2 JP2815533B2 JP28474693A JP28474693A JP2815533B2 JP 2815533 B2 JP2815533 B2 JP 2815533B2 JP 28474693 A JP28474693 A JP 28474693A JP 28474693 A JP28474693 A JP 28474693A JP 2815533 B2 JP2815533 B2 JP 2815533B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ステンレス等
の切削に適する炭化タングステン基超硬合金のチップと
ホルダーとを有するフライス加工用切削装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a milling cutter having a tungsten carbide-based cemented carbide tip and a holder suitable for cutting, for example, stainless steel.
【0002】[0002]
【従来技術】従来から、金属の切削加工のチップに広く
用いられている超硬合金は、炭化タングステンを主体と
する硬質相と、コバルト等の鉄族金属の結合相からなる
WC−Co系合金、もしくは上記WC−Co系に周期律
表第4a、5a、6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物等を添加した系が知られている。これらの超硬合金
は、切削工具のチップとして、主に鋳鉄や炭素鋼等の切
削に適用されているが、最近ではステンレスの切削への
適用も進められている。このステンレスは、耐食性、耐
銹性、耐酸化性、耐熱性に優れるといった特性を有する
ため、最近幅広い分野で応用され、加工量も年々増加し
ている。また、加工硬化の発生、低熱伝導率、工具材料
との親和性が高い、という性質を持つために難削性の金
属材料の代表と言われており、切削加工、特にフライス
加工の分野では問題が多いのが現状である。2. Description of the Related Art Conventionally, a cemented carbide widely used as a metal cutting tip is a WC-Co alloy comprising a hard phase mainly composed of tungsten carbide and a binder phase of an iron group metal such as cobalt. Alternatively, a system is known in which a carbide, nitride, carbonitride, or the like of a metal of Groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table is added to the WC-Co system. These cemented carbides are mainly used for cutting cast iron, carbon steel, etc. as cutting tool chips, but recently, applications to cutting stainless steel have been advanced. Since this stainless steel has excellent properties such as corrosion resistance, rust resistance, oxidation resistance, and heat resistance, it has been applied in a wide range of fields recently, and the amount of processing has been increasing year by year. In addition, it is said to be a representative of difficult-to-cut metal materials due to its properties of work hardening, low thermal conductivity, and high affinity with tool materials, and it is a problem in cutting, especially in the field of milling. There are many at present.
【0003】一方、WC−Co系の超硬合金において、
合金中の炭素量は、合金全体の特性を大きく左右する要
因であることから、製造上細かな制御が行われている。
一般に、この炭素量は、各金属元素の炭化物としての化
学量論組成になる量で添加されるが、その炭素量が多い
場合、合金中には遊離炭素が析出し、逆に炭素が少ない
場合には、合金中に炭素が少ないCo3 W3 C、Co6
W6 C、Co2 W4 C、Co3 W9 C4 (以下、コバル
トタングステン炭化物と総称する)等が析出する。通
常、合金の特性の面から、上述したような遊離炭素また
はコバルトタングステン炭化物等を含まない、いわゆる
健全組織がチップに一般的に使用されている。これは、
遊離炭素やコバルトタングステン炭化物が破壊の起源と
なり易く、チップの切削特性を低下させると考えられて
きたためである。On the other hand, in a WC-Co cemented carbide,
Since the amount of carbon in the alloy is a factor largely affecting the properties of the entire alloy, fine control is performed in manufacturing.
Generally, the amount of carbon is added in such an amount as to have a stoichiometric composition as a carbide of each metal element, but when the amount of carbon is large, free carbon is precipitated in the alloy, and when the amount of carbon is small, Co 3 W 3 C, Co 6
W 6 C, Co 2 W 4 C, Co 3 W 9 C 4 (hereinafter collectively referred to as cobalt tungsten carbide) and the like are precipitated. Generally, from the viewpoint of the properties of the alloy, a so-called sound structure that does not contain free carbon or cobalt tungsten carbide as described above is generally used for a chip. this is,
This is because free carbon and cobalt-tungsten carbide are likely to cause the fracture, and have been considered to lower the cutting characteristics of the insert.
【0004】これに対して、特公昭63−27421号
では、これまでの考え方に反し、Co3 W3 Cの析出を
積極的に促進させた超硬合金が提案され、これによりス
テンレス等の難削性被削材の切削時の耐摩耗性が向上す
ると提案されている。[0004] On the other hand, Japanese Patent Publication No. 63-27421 proposes a cemented carbide in which the precipitation of Co 3 W 3 C is actively promoted, contrary to the conventional thinking. It has been proposed that the wear resistance of a machinable work material during cutting is improved.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
の健全合金からなる超硬合金製チップでステンレスを切
削加工すると、チップの摩耗が急激に進行したり、溶着
が原因と考えられる欠損が発生して被削材の加工面状態
が悪化し、短時間の内に工具寿命となり、良好な切削が
できないという問題があった。However, when cutting stainless steel with a conventional cemented carbide chip made of a healthy alloy, the chip wears rapidly, and defects that may be caused by welding occur. As a result, the condition of the machined surface of the work material deteriorates, the tool life is shortened within a short time, and there is a problem that good cutting cannot be performed.
【0006】また、特公昭63−27421号によれ
ば、ステンレスの切削に対して機械的な強度が不充分で
あり、工具に用いた場合に切削中に欠損を生じ、早々に
工具寿命に到り、良好な切削特性を得るに至っていな
い。Further, according to Japanese Patent Publication No. 63-27421, the mechanical strength of stainless steel is insufficient for cutting, and when used for a tool, chipping occurs during cutting, resulting in an early end of tool life. And good cutting characteristics have not been obtained.
【0007】さらに、上記のような超硬合金製のチップ
をフライス加工用チップとして用いる場合には、ホルダ
ーにチップを装着して使用されるが、この際におけるア
キシャルレーキ角は25度以下程度に設定される。一般
に、このアキシャルレーキ角は大きくなるに従い、切削
抵抗が小さくなり、切削中の被削材の変形、切削中のび
びりの発生を低減できるものの、過度に大きくするとチ
ップ刃先の厚みが薄くなるためにチップが欠損し易くな
るという問題があった。例えば、最近では、被削材が主
に軽量化のために薄肉化する傾向にあり、上記のように
アキシャルレーキ角を25度よりも大きくすると、切削
抵抗が大きくなり、切削中に被削材が変形したり、また
切削中にびびりが発生し、仕上面の品質が低下するとい
う問題があった。そこで、通常、このアキシャルレーキ
角はせいぜい25度までとされており、これを越えるよ
うな設定での切削も一部行われているものの、切削寿命
が非常に短いものであった。Further, when the above-mentioned cemented carbide chip is used as a milling chip, the chip is mounted on a holder and used. The axial rake angle at this time is about 25 degrees or less. Is set. Generally, as the axial rake angle increases, the cutting resistance decreases and the deformation of the workpiece during cutting and the occurrence of chatter during cutting can be reduced.However, when the angle is excessively increased, the thickness of the tip edge becomes thinner. There is a problem that chips are easily broken. For example, recently, the work material tends to be thinner mainly for the purpose of weight reduction, and when the axial rake angle is larger than 25 degrees as described above, the cutting resistance increases, and the work material during cutting is increased. However, there is a problem in that the surface is deformed and chatter occurs during cutting, and the quality of the finished surface is deteriorated. Therefore, the axial rake angle is usually up to 25 degrees at most, and cutting is performed at a setting exceeding this angle, but the cutting life is very short.
【0008】[0008]
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記の
問題点について検討を重ねた結果、超硬合金組織内にコ
バルトタングステン炭化物を極微量析出させて分散しチ
ップを作成することにより、優れた機械的強度を有する
とともにステンレスの切削加工に対して優れた耐摩耗
性、耐欠損性を有するチップが得られ、さらに、このチ
ップをホルダーに装着した際のアキシャルレーキ角が2
5度以上の条件下においても、フライス加工で良好な切
削性能と切削寿命が得られることを知見し、本発明に至
った。[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have studied the above problems, and have found that a very small amount of cobalt tungsten carbide is precipitated and dispersed in a cemented carbide structure to form a chip. In addition, a chip having excellent mechanical strength and excellent abrasion resistance and chipping resistance to cutting of stainless steel can be obtained, and the axial rake angle when the chip is mounted on a holder is 2 mm.
The present inventors have found that good cutting performance and good cutting life can be obtained by milling even under the condition of 5 degrees or more, and have reached the present invention.
【0009】即ち、本発明のフライス加工用切削装置
は、チップとホルダーとを備えたフライス加工用切削工
具であって、前記チップを前記ホルダーに装着した際に
おけるアキシャルレーキ角が25度以上であり、かつ、
前記チップが、硬質相成分として炭化タングステンを、
結合相成分としてコバルトをそれぞれ含み、かつCo3
W3 C、Co6 W6 C、Co2 W4 CおよびCo3 W9
C4 から選ばれる少なくとも1種のコバルトタングステ
ン炭化物を含有する超硬合金により形成されるととも
に、X線回折測定で前記コバルトタングステン炭化物の
Co3 W3 Cの(333)と(511)の合成ピーク、
Co6 W6 Cの(333)と(511)の合成ピーク、
Co2 W4 Cの(333)と(511)の合成ピークお
よびCo3 W9 C4 の(301)のピークのうちの最大
ピークの強度をI1 、WCの(001)のピーク強度を
I2 とした時、I1 /I2 で表されるピーク強度比が0
より大きく、0.15以下であるものである。That is, a milling cutting device of the present invention is a milling cutting tool provided with a chip and a holder, wherein the axial rake angle when the chip is mounted on the holder is 25 degrees or more. ,And,
The chip includes tungsten carbide as a hard phase component,
Comprises cobalt respectively as binder phase component, and Co 3
W 3 C, Co 6 W 6 C, Co 2 W 4 C and Co 3 W 9
It is formed of a cemented carbide containing at least one kind of cobalt tungsten carbide selected from C 4, and is a composite peak of (333) and (511) of Co 3 W 3 C of the cobalt tungsten carbide in X-ray diffraction measurement. ,
Synthetic peaks of (333) and (511) of Co 6 W 6 C,
The maximum peak intensity of the synthesized peak of (333) and (511) of Co 2 W 4 C and the peak of (301) of Co 3 W 9 C 4 is I 1 , and the peak intensity of (001) of WC is I When 2 , the peak intensity ratio represented by I 1 / I 2 is 0.
It is larger and not more than 0.15.
【0010】以下、本発明を詳述する。本発明のフライ
ス加工用切削装置は、チップとホルダーとを備えたフラ
イス加工用切削装置であり、チップをホルダーに装着し
た際におけるアキシャルレーキ角が25度以上に設定さ
れる。Hereinafter, the present invention will be described in detail. The cutting device for milling of the present invention is a cutting device for milling provided with a chip and a holder, and an axial rake angle when the chip is mounted on the holder is set to 25 degrees or more.
【0011】アキシャルレーキ角を25度以上としたの
は、アキシャルレーキ角が25度よりも小さいと、切削
抵抗が大きくなり、例えば、薄肉の被削材を加工する場
合には被削材が変形したり、また、切削中にびびりが発
生し、仕上面の品質が低下するからである。The reason why the axial rake angle is set to 25 degrees or more is that when the axial rake angle is smaller than 25 degrees, the cutting resistance increases, and for example, when a thin work material is machined, the work material is deformed. This is because vibration occurs during cutting and the quality of the finished surface is deteriorated.
【0012】そして、上記のようにアキシャルレーキ角
を25度以上とすると、チップ先端に無理な力が作用す
るとともにチップの肉厚が薄くなり折損する虞がある
が、このような折損をなるべく低減するため、本発明に
おけるチップは超硬合金からなり、コバルトタングステ
ン炭化物を有し、コバルトタングステン炭化物とWCの
ピーク強度比が特定の範囲のものを使用する。即ち、本
発明のフライス加工用切削装置のチップは、硬質相と結
合相で構成されており、硬質相は炭化タングステン、ま
たは炭化タングステンの5〜15重量%を周期律表第4
a、5a、6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物で置
換したものからなり、炭化タングステン以外の成分が配
合される場合、硬質相は、複合炭化物固溶体あるいは複
合炭窒化固溶体からなる。また結合相は、Co等の鉄族
金属を主成分とするもので、Coは全量中に5〜15重
量%の割合で含有される。When the axial rake angle is set to 25 degrees or more as described above, an excessive force acts on the tip of the chip, and the chip may be thinned to cause breakage. Such breakage is reduced as much as possible. Therefore, the tip in the present invention is made of a cemented carbide, has a cobalt tungsten carbide, and has a peak intensity ratio between the cobalt tungsten carbide and the WC in a specific range. That is, the chip of the cutting device for milling of the present invention is composed of a hard phase and a binder phase, and the hard phase contains tungsten carbide or 5 to 15% by weight of the tungsten carbide in the fourth table of the periodic table.
When a component other than tungsten carbide is used, the hard phase is made of a complex carbide solid solution or a complex carbonitriding solid solution. The binder phase is mainly composed of an iron group metal such as Co, and Co is contained in a total amount of 5 to 15% by weight.
【0013】また、上記の硬質相、結合相以外にコバル
トタングステン炭化物からなる相が存在することを大き
な特徴とするものである。このコバルトタングステン炭
化物としては、Co3 W3 C、Co6 W6 C、Co2 W
4 C、Co3 W9 C4 の化合物が知られている。これら
のコバルトタングステン炭化物のX線回折曲線における
最大ピークは、Co3 W3 Cでは(333)と(51
1)の合成ピーク、Co6 W6 Cでは(333)と(5
11)の合成ピーク、Co2 W4 Cでは(333)と
(511)の合成ピーク、Co3 W9 C4 では(30
1)であるが、本発明によれば、これらのコバルトタン
グステン炭化物のピークの内、最も強度の大きいピーク
高さをI1 、炭化タングステンの最大ピークであるWC
の(001)のピーク高さをI2 とした時、I1 /I2
で表されるピーク強度比が0より大きく、0.15以
下、望ましくは0.01〜0.10であることが最も重
要である。Another feature of the present invention is that a phase composed of cobalt tungsten carbide exists in addition to the hard phase and the binder phase. Examples of the cobalt tungsten carbide include Co 3 W 3 C, Co 6 W 6 C, and Co 2 W
Compounds of 4 C and Co 3 W 9 C 4 are known. The maximum peaks in the X-ray diffraction curves of these cobalt tungsten carbides are (333) and (51) in Co 3 W 3 C.
The synthesized peak of (1), (333) and (5) in Co 6 W 6 C
11), the peaks of (333) and (511) for Co 2 W 4 C, and (30) for Co 3 W 9 C 4.
According to the present invention, among these peaks of cobalt tungsten carbide, the peak height having the largest intensity is I 1 , and the maximum peak of tungsten carbide is WC.
When the peak height of (001) is I 2 , I 1 / I 2
It is most important that the peak intensity ratio represented by is greater than 0 and 0.15 or less, preferably 0.01 to 0.10.
【0014】ピーク強度比を上記の範囲に設定したの
は、この強度比が0であると合金中にコバルトタングス
テン炭化物の析出がなく耐摩耗性が低下して工具摩耗量
が増加するためであり、0.15を越えると過剰のコバ
ルトタングステン炭化物の析出のため、合金強度が低下
し、工具損傷が激しくなるためである。The reason why the peak intensity ratio is set in the above range is that if the intensity ratio is 0, no cobalt tungsten carbide precipitates in the alloy, the wear resistance is reduced, and the tool wear increases. If it exceeds 0.15, excessive cobalt tungsten carbide is precipitated, whereby the alloy strength is reduced and tool damage becomes severe.
【0015】なお、上記コバルトタングステン炭化物相
は、合金中に平均粒径が5μm以下、特に3μm以下の
相として存在することが望ましい。これは、平均粒径が
5μmを越えると、コバルトタングステン炭化物が本来
脆性であるために、合金全体の強度が低下するためであ
る。最適には平均粒径2μm以下である。The above-mentioned cobalt tungsten carbide phase preferably exists in the alloy as a phase having an average particle size of 5 μm or less, particularly 3 μm or less. This is because, when the average particle size exceeds 5 μm, the strength of the entire alloy is reduced because cobalt tungsten carbide is inherently brittle. Optimally, the average particle size is 2 μm or less.
【0016】また、コバルトタングステン炭化物相の生
成に伴い、結合相であるCo中にWが固溶するためにC
oの格子定数が変動するが、超硬合金のCoの格子定数
は3.55〜3.58の範囲にあることが望ましい。Further, with the formation of the cobalt tungsten carbide phase, W forms a solid solution in Co, which is the binder phase.
Although the lattice constant of o fluctuates, the lattice constant of Co in the cemented carbide is desirably in the range of 3.55 to 3.58.
【0017】本発明の超硬合金からなるチップを製造す
るに当たっては、原料粉末としてWC粉末、周期律表第
4a、5a、6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物か
ら選ばれた1種または2種以上の粉末、およびCo粉末
を前述した量だけ秤量後、混合粉砕し、プレス成形など
の公知の成形方法により成形後、焼成する。In producing the chip made of the cemented carbide of the present invention, one kind selected from WC powder, carbides, nitrides and carbonitrides of metals of Groups 4a, 5a and 6a of the periodic table is used as a raw material powder. Alternatively, two or more kinds of powder and Co powder are weighed in the above-mentioned amounts, mixed and pulverized, molded by a known molding method such as press molding, and then fired.
【0018】焼成は、真空度10-1〜10-3Torrの
真空中で1623〜1773Kの温度範囲で10分〜2
時間行う。なお、コバルトタングステン炭化物の析出
は、一次原料の炭素量中および炭素粉末の添加量を含め
た総炭素量、炭化タングステンの一部を置換する周期律
表第4a、5a、6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物の添加量で制御することができる。The firing is carried out in a vacuum of 10 -1 to 10 -3 Torr in a temperature range of 1623 to 1773 K for 10 minutes to 2 hours.
Do time. In addition, the precipitation of cobalt tungsten carbide is carried out in the carbon content of the primary raw material and the total carbon content including the addition amount of the carbon powder, carbides of metals of Group 4a, 5a and 6a of the Periodic Table which substitute a part of tungsten carbide, It can be controlled by the addition amount of nitride and carbonitride.
【0019】なお、本発明の超硬合金からなるチップ
は、所望により周知の方法によりその表面に硬質相を形
成することもできる。被覆される硬質相としては、Ti
C、TiN、TiCNをはじめとする周期律表第4a、
5a、6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、ZrO
2 、Al2 O3 等が挙げられ、これらは、0.1〜10
μmの厚みでCVD法、あるいはPVD法により形成さ
れる。The chip made of the cemented carbide of the present invention may have a hard phase formed on its surface by a known method, if desired. The hard phase to be coated is Ti
Periodic Table No. 4a including C, TiN, TiCN,
5a, 6a group metal carbide, nitride, carbonitride, ZrO
2 , Al 2 O 3 and the like.
It is formed with a thickness of μm by a CVD method or a PVD method.
【0020】[0020]
【作用】本発明によれば、ホルダーにチップを装着した
際のアキシャルレーキ角を25度以上に設定したので、
切削抵抗が小さくなり、切削中においても被削材の変形
やびびりの発生を低減することができる。また、チップ
を所定の組成の超硬合金で形成したので、アキシャルレ
ーキ角を25度以上としても、チップの刃先の欠損を抑
制することが可能となる。According to the present invention, the axial rake angle when the chip is mounted on the holder is set to 25 degrees or more.
Cutting resistance is reduced, and deformation and chatter of the work material can be reduced even during cutting. In addition, since the tip is formed of a cemented carbide having a predetermined composition, it is possible to suppress the chip edge from being chipped even when the axial rake angle is set to 25 degrees or more.
【0021】即ち、チップをWC−Co系超硬合金から
形成するとともに、合金中にコバルトタングステン炭化
物を非常に微量な量で析出させることにより、特にステ
ンレスを切削した時に優れた切削性能を得ることができ
る。これは、コバルトタングステン炭化物自身が高硬度
であるために、耐摩耗性に優れ、さらにコバルトタング
ステン炭化物の生成に伴い結合相に固溶する炭素量が低
下しW固溶量が増大するため結合相が固溶強化される。
さらに、生成するコバルトタングステン炭化物の熱膨張
係数が合金の大部分を占めるWC相のそれとは異なるた
めに残留応力が生じて耐欠損性も向上する。That is, by forming a chip from a WC-Co cemented carbide and precipitating a very small amount of cobalt tungsten carbide in the alloy, excellent cutting performance can be obtained especially when cutting stainless steel. Can be. This is because the cobalt tungsten carbide itself has high hardness and thus has excellent wear resistance. Further, the amount of carbon dissolved in the binder phase decreases and the amount of W solid solution increases with the formation of the cobalt tungsten carbide. Is strengthened by solid solution.
Furthermore, since the thermal expansion coefficient of the produced cobalt tungsten carbide is different from that of the WC phase which occupies most of the alloy, residual stress is generated and the fracture resistance is also improved.
【0022】しかし、コバルトタングステン炭化物は本
来脆性であるために、合金中に過剰に存在すると機械的
強度の低下が著しく低下し、切削工具として用いた場合
に工具の損傷が激しくなる。よって、このコバルトタン
グステン炭化物は、上記の特定の範囲で存在することが
必要となるのである。よって、このような耐欠損性等の
特性に優れたチップをアキシャルレーキ角25度以上で
ホルダーに装着しても、チップの欠損を防止し、長期に
安定したフライス加工を実現できるものである。However, since cobalt tungsten carbide is inherently brittle, if it is excessively present in the alloy, the decrease in mechanical strength is significantly reduced, and when used as a cutting tool, the tool is severely damaged. Therefore, this cobalt tungsten carbide needs to be present in the above-mentioned specific range. Therefore, even if a chip having such excellent properties as chipping resistance is mounted on a holder at an axial rake angle of 25 ° or more, chip chipping can be prevented, and long-term stable milling can be realized.
【0023】[0023]
【実施例】以下、本発明の実施例を次の例で説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the following examples.
【0024】図1は、本発明のフライス加工用切削装置
を示すもので、符号1は、フライス加工用ホルダーを示
している。このホルダー1には、チップ2が装着されて
いる。チップ2をホルダー1に装着した時のアキシャル
レーキ角θ1 は27度とされている。FIG. 1 shows a cutting device for milling according to the present invention, and reference numeral 1 indicates a holder for milling. A chip 2 is mounted on the holder 1. The axial rake angle θ 1 when the chip 2 is mounted on the holder 1 is 27 degrees.
【0025】そして、チップ2は、以下のようにして作
成される。先ず、WC粉末80.0重量%、TiC粉末
3.0重量%、TaC粉末7.0重量%、およびCo粉
末10.0重量%を混合粉砕後、チップ形状(SDK1
203形状)に成形して10-2Torr以下の真空中
で、1673℃で1時間焼成した。尚、調合時に炭素粉
末、WC、TiC、TaCの混合比を変え、コバルトタ
ングステン炭化物量の異なるサンプル、コバルトタング
ステン炭化物の出現しないサンプルを作製した。Then, the chip 2 is prepared as follows. First, 80.0% by weight of a WC powder, 3.0% by weight of a TiC powder, 7.0% by weight of a TaC powder, and 10.0% by weight of a Co powder were mixed and pulverized.
(203 shapes) and baked at 1673 ° C. for 1 hour in a vacuum of 10 −2 Torr or less. The mixing ratio of carbon powder, WC, TiC, and TaC was changed at the time of mixing to prepare samples having different amounts of cobalt tungsten carbide and samples in which cobalt tungsten carbide did not appear.
【0026】得られた焼結体の表面を研磨後、抗折試験
片をJIS16101規格により測定するとともに、X
線回折測定を行い、コバルトタングステン炭化物(Co
3 W3 C)のピーク高さI1 と、WC(001)のピー
ク高さI2 の強度比を算出した。この結果を表1に示
す。さらに各々のサンプルについて次の切削テストを行
った。After polishing the surface of the obtained sintered body, the bending test piece was measured according to JIS 16101 standard, and
X-ray diffraction measurement was performed, and cobalt tungsten carbide (Co
The intensity ratio between the peak height I 1 of 3 W 3 C) and the peak height I 2 of WC (001) was calculated. Table 1 shows the results. Further, the following cutting test was performed for each sample.
【0027】〔切削条件1〕 被削材 SUS304 工具形状 SDK42AU3N カッター形状 MSD45125R 速度 200m/min. 送り 0.2mm/tooth 切込み 2mm 切削時間 810(sec)乾式 工具寿命判定条件(平均フランク摩耗0.2mm、最大
フランク摩耗0.5mm)に達するか、または最大81
0秒まで切削を行った。切削後のフランク摩耗量および
最大フランク摩耗量を測定した。結果を表1に示す。[Cutting condition 1] Work material SUS304 Tool shape SDK42AU3N Cutter shape MSD45125R Speed 200m / min. Feed 0.2 mm / tooth Depth of cut 2 mm Cutting time 810 (sec) Dry type The tool life judgment condition (average flank wear 0.2 mm, maximum flank wear 0.5 mm) is reached or maximum 81
Cutting was performed until 0 seconds. The flank wear after cutting and the maximum flank wear were measured. Table 1 shows the results.
【0028】〔切削条件2〕 被削材 SUS316 カッター形状 MSD45125R 速度 200m/min. 送り 0.2mm/tooth 切込み 2mm 工具寿命判定条件(平均フランク摩耗0.2mm、最大
フランク摩耗0.5mm)に達するまでの切削長を求め
た。なお、寿命要因として、平均フランク摩耗0.2m
mに達したものをVB、最大フランク摩耗が0.5mm
に達したものをVBM、欠損によるものをBRとした。
結果を表1に示す。[Cutting condition 2] Work material SUS316 Cutter shape MSD45125R Speed 200m / min. Feed 0.2 mm / tooth Depth of cut 2 mm The cutting length until the tool life determination conditions (average flank wear 0.2 mm, maximum flank wear 0.5 mm) was obtained. The average flank wear was 0.2 m as a life factor.
m reached VB, maximum flank wear 0.5mm
VBM was obtained when the amount reached, and BR was obtained when the loss was reached.
Table 1 shows the results.
【0029】[0029]
【表1】 [Table 1]
【0030】表1によれば、コバルトタングステン炭化
物が析出しているものの、I1 /I2 で表される比率が
0.15より大きい試料No.1、No.2は、抗折強度が
150〜170kgfと低く、いずれもステンレスの切
削試験において20秒で欠損し、切削テスト2において
も切削性能の低いものであった。According to Table 1, samples No. 1 and No. 2 in which the ratio represented by I 1 / I 2 is larger than 0.15 have a transverse rupture strength of 150 even though cobalt tungsten carbide is precipitated. 170170 kgf, all of which were broken in 20 seconds in the cutting test of stainless steel, and the cutting performance was low in the cutting test 2.
【0031】また、コバルトタングステン炭化物が析出
していない試料No.8、9の健全合金は、優れた抗折強
度を有するものの、ステンレス切削においては、摩耗が
大きく、切削寿命が短い。The sound alloys of Samples Nos. 8 and 9 in which cobalt tungsten carbide is not precipitated have excellent bending strength, but have a large wear and a short cutting life in stainless steel cutting.
【0032】これに対して、コバルトタングステン炭化
物を微量析出させた本発明におけるチップは、高い抗折
強度を維持しつつ、ステンレス切削において優れた切削
性能を発揮することができた。On the other hand, the tip of the present invention in which a small amount of cobalt tungsten carbide was precipitated was able to exhibit excellent cutting performance in stainless steel cutting while maintaining high bending strength.
【0033】また、本発明者等は、表1における試料を
フライス加工用のチップ形状に成形し、アキシャルレー
キ角θ1 を変化させながら図1に示すようにホルダーに
装着し、以下のような切削条件でフライス切削し、刃先
の折損状態,摩耗状態,切削中における被削材の変形や
びびりを観察した。尚、図2に示すように、チップ2に
ブレーカ4を形成し、工具すくい角θ2 を設ける場合も
ある。Further, the present inventors formed the samples shown in Table 1 into a chip shape for milling, mounted them on the holder as shown in FIG. 1 while changing the axial rake angle θ 1 , and performed the following. Milling was performed under the cutting conditions, and the cutting edge was observed for breakage, wear, and deformation and chatter of the workpiece during cutting. In some cases, as shown in FIG. 2, a breaker 4 is formed on the chip 2 and a tool rake angle θ 2 is provided.
【0034】〔切削条件3〕 被削材 SUS304 速度 200m/min. 送り 0.2mm/tooth 切込み 2mm 切削時間 15分 乾式 折損状態,摩耗状態,切削中における被削材の変形やび
びりを表2に示す。[Cutting Condition 3] Workpiece SUS304 Speed 200 m / min. Feed 0.2 mm / tooth Depth of cut 2 mm Cutting time 15 min Dry type Table 2 shows the broken state, abrasion state, and deformation and chatter of the work material during cutting.
【0035】[0035]
【表2】 [Table 2]
【0036】また、被削材S50Cを切削速度200m
/min.、送り0.2mm/tooth、切込み2m
mで切削した場合の切削抵抗を図3〜図6のグラフに示
す。The work material S50C is cut at a cutting speed of 200 m.
/ Min. , Feed 0.2mm / tooth, depth of cut 2m
The cutting resistance when cutting with m is shown in the graphs of FIGS.
【0037】これらの図3〜図6において、一点鎖線は
アキシャルレーキ角θ1 が25度よりも小さい表2中の
試料No.9の切削抵抗、破線はアキシャルレーキ角θ1
が25度以上の試料No.7の切削抵抗、実線はアキシャ
ルレーキ角θ1 が25度よりも大きく工具すくい角θ2
を設けた試料No.6の切削抵抗を示す。In FIGS. 3 to 6, the dashed line indicates the cutting resistance of the sample No. 9 in Table 2 in which the axial rake angle θ 1 is smaller than 25 degrees, and the broken line indicates the axial rake angle θ 1.
Is not less than 25 degrees, the solid line indicates the axial rake angle θ 1 is greater than 25 degrees and the tool rake angle θ 2
Shows the cutting resistance of Sample No. 6 provided with.
【0038】表2より、アキシャルレーキ角が25度よ
りも小さい場合には、欠損を生じないが、切削抵抗が大
きく、また、薄肉状被削材を切削する場合には被削材の
変形やびびりが発生することが判る。また、アキシャル
レーキ角を25度以上とすると、切削抵抗が小さく、薄
肉状被削材を切削する場合でも被削材の変形やびびりが
発生しないことが判る。As can be seen from Table 2, when the axial rake angle is smaller than 25 degrees, no chipping occurs, but the cutting resistance is large. It can be seen that chatter occurs. When the axial rake angle is 25 degrees or more, the cutting resistance is small, and it can be seen that even when a thin-walled work material is cut, deformation and chattering of the work material do not occur.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上記述したように、本発明のフライス
加工用切削装置では、ホルダーにチップを装着した際の
アキシャルレーキ角を25度以上としたので、切削抵抗
が小さくなり、切削中の被削材の変形や、切削中のびび
りの発生を低減することができる。また、チップを所定
の組成で形成し、極微量のコバルトタングステン炭化物
を析出分散させることにより、ステンレスに対する耐欠
損性、耐摩耗性が大幅に改善され、アキシャルレーキ角
を25度以上としても、チップの刃先の欠損を抑制する
ことができ、工具寿命を延長することができる。As described above, in the milling machine of the present invention, the axial rake angle when the chip is mounted on the holder is set to 25 degrees or more, so that the cutting resistance is reduced, and the cutting force during cutting is reduced. Deformation of the cutting material and occurrence of chattering during cutting can be reduced. In addition, by forming a chip with a predetermined composition and precipitating and dispersing a trace amount of cobalt tungsten carbide, chipping resistance and abrasion resistance to stainless steel are greatly improved, and even when the axial rake angle is 25 degrees or more, the chip Of the cutting edge can be suppressed, and the tool life can be extended.
【図1】本発明のフライス加工用切削装置を示す側面図
である。FIG. 1 is a side view showing a cutting device for milling of the present invention.
【図2】本発明のチップの先端部を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a tip portion of the chip of the present invention.
【図3】切削抵抗の送り分力を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a feed force of a cutting resistance.
【図4】切削抵抗の主分力を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a main component force of a cutting resistance.
【図5】切削抵抗の背分力を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the back force of the cutting force.
【図6】切削抵抗の合成力を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a combined force of cutting resistance.
1 ホルダー 2 チップ 1 holder 2 chips
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23C 5/16 B23C 5/06 C22C 29/08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B23C 5/16 B23C 5/06 C22C 29/08
Claims (1)
用切削装置であって、前記チップを前記ホルダーに装着
した際におけるアキシャルレーキ角が25度以上であ
り、かつ、前記チップが、硬質相成分として炭化タング
ステンを、結合相成分としてコバルトをそれぞれ含み、
かつCo3 W3 C、Co6 W6 C、Co2W4 Cおよび
Co3 W9 C4 から選ばれる少なくとも1種のコバルト
タングステン炭化物を含有する超硬合金により形成され
るとともに、X線回折測定で前記コバルトタングステン
炭化物のCo3 W3 Cの(333)と(511)の合成
ピーク、Co6 W6 Cの(333)と(511)の合成
ピーク、Co2 W4 Cの(333)と(511)の合成
ピークおよびCo3 W9 C4 の(301)のピークのう
ちの最大ピークの強度をI1 、WCの(001)のピー
ク強度をI2 とした時、I1 /I2 で表されるピーク強
度比が0より大きく、0.15以下であることを特徴と
するフライス加工用切削装置。1. A milling cutter comprising a chip and a holder, wherein the chip has an axial rake angle of 25 degrees or more when the chip is mounted on the holder, and the chip has a hard phase component. Contains tungsten carbide as a binder phase component,
X-ray diffraction formed of a cemented carbide containing at least one cobalt tungsten carbide selected from Co 3 W 3 C, Co 6 W 6 C, Co 2 W 4 C and Co 3 W 9 C 4 According to the measurement, the synthesized peaks of (333) and (511) of Co 3 W 3 C, the synthesized peaks of (333) and (511) of Co 6 W 6 C, and the (333) of Co 2 W 4 C were measured. When the intensity of the maximum peak of the synthetic peak of (301) and the peak of (301) of Co 3 W 9 C 4 is I 1 , and the intensity of the peak of (001) of WC is I 2 , I 1 / I A cutting device for milling, wherein a peak intensity ratio represented by 2 is greater than 0 and 0.15 or less.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP28474693A JP2815533B2 (en) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | Cutting equipment for milling |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2815533B2 true JP2815533B2 (en) | 1998-10-27 |
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