切削工具用素材、コンポジット素材、切削工具及び切削工具用素材の製造方法
【課題】切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に防止しつつ、製造が容易に行えるとともに製造コストを削減でき、切削加工が精度よく安定して行え、工具寿命が延長する切削工具用素材、コンポジット素材、切削工具及び切削工具用素材の製造方法を提供する。
【解決手段】軸状をなし、その一端をシャンク部の穴部に挿入して前記シャンク部に支持される切削工具用素材１０であって、前記一端には、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部１２が形成されていることを特徴とする。
【解決手段】軸状をなし、その一端をシャンク部の穴部に挿入して前記シャンク部に支持される切削工具用素材１０であって、前記一端には、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部１２が形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具用素材、この切削工具用素材及びシャンク部からなるコンポジット素材、このコンポジット素材に切刃を形成してなる切削工具及び切削工具用素材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドリル等の切削工具に用いられるコンポジット素材としては、例えば、特許文献１、２に記載されたものが知られている。
一般に、このようなコンポジット素材は、軸状をなし超硬合金等の硬質材料からなる切削工具用素材と、軸状をなしこの切削工具用素材よりも大径とされ、スチールやＳＵＳ等比較的低廉な材料からなるシャンク部とから構成されている。
【０００３】
そして、切削工具用素材の一端における外周面を高精度に研磨加工するとともに、前記一端の外径をシャンク部に形成された穴部の内径に対して僅かに大きく形成し、この一端を前記穴部に圧入するようにしている。このように、切削工具用素材がシャンク部の穴部に圧入されることで、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転が規制されている。
また、このように形成されたコンポジット素材において、切削工具用素材の前記一端とは反対側の他端に切刃を形成することにより、ドリル等の切削工具が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１７０１７号公報
【特許文献２】特開２００２−１８６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述したコンポジット素材に用いられる切削工具用素材においては、下記の課題を有している。すなわち、切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入する以前に、前記一端における軸方向に直交する断面を高精度の真円形状に研磨加工しておく必要があった。詳しくは、切削工具用素材の前記断面を精度よく真円形状に形成することで、該切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入した際、これら一端と穴部との間において互いに及ぼし合う応力が周方向に均一に設定されることになり、これによって切削工具用素材とシャンク部との前述の相対回転を防止するようにしていた。しかしながら、このような高精度の研磨加工を行うためには、製造工程が複雑となり、切削工具用素材の製造コストが嵩んでいた。
【０００６】
また、切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入する以外の手法として、例えば、前記穴部の内径を切削工具用素材の外径よりも若干大きく形成しておき、前記一端を穴部に挿入した後、メカプレス等のプレス加工や絞り等のかしめ加工などを用いて、これら一端と穴部とを嵌合することも考えられる。詳しくは、プレス加工やかしめ加工等により、シャンク部の穴部の内周面を縮径させるように塑性変形（以下「変形」と省略する場合がある）させて、前記一端と穴部とを互いに嵌め合わせることが考えられる。しかしながら、緊密な嵌合状態が確実に得られるとは言えず、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に規制することは難しい。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に防止しつつ、製造が容易に行えるとともに製造コストを削減でき、切削加工が精度よく安定して行え、工具寿命が延長する切削工具用素材、コンポジット素材、切削工具及び切削工具用素材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、軸状をなし、その一端をシャンク部の穴部に挿入して前記シャンク部に支持される切削工具用素材であって、前記一端には、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る切削工具用素材によれば、シャンク部の穴部に挿入されるその一端に、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部が形成されているので、例えば、この切削工具用素材の前記一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして嵌め合わせ、コンポジット素材を形成した際、穴部の内周面が回転規制部の形状に対応し軸方向に直交する断面が非真円形状となるように変形して、前記一端の外周面に密接することから、切削工具用素材とシャンク部とが軸周りに相対移動することが確実に防止される。
【００１０】
従って、このコンポジット素材の切削工具用素材に切刃を形成してエンドミルやドリル等の切削工具を製造し、この切削工具を切削加工に用いた場合に、切削工具に対し軸周りの切削負荷が作用しても、回転規制部が切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に規制するので、切削加工が精度よく安定して行えるとともに工具寿命が延長する。
【００１１】
また、従来のように、前述の相対回転を規制するために、切削工具用素材の前記一端における外周面を予め高精度に研磨加工した後、該一端をシャンク部の穴部に圧入するような手法に対比して、製造工程が簡便となるとともに、製造コストが大幅に削減される。
【００１２】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記回転規制部は、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部であることとしてもよい。
また、本発明は、前述の切削工具用素材の製造方法であって、対向配置された一対の金型の間に母材を配置する工程と、これらの金型を互いに接近させ、前記母材をプレス加工して切削工具用素材の形状に形成するときに、この切削工具用素材の外周面における前記金型同士の対向する方向に直交する方向に対応する位置に、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部からなる前記回転規制部を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る切削工具用素材によれば、回転規制部が、切削工具用素材の外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部であるので、この切削工具用素材の前記一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして嵌め合わせた際、穴部の内周面は、凸部の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。このように係合した凸部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との前述の相対回転が確実に規制されるようになっている。
また、回転規制部がこのような凸部からなるので、切削工具用素材をメカプレス等のプレス加工や押出加工により形成する際に、凸部を容易に形成できる。
【００１４】
また、本発明に係る切削工具用素材の製造方法によれば、母材をプレス加工して切削工具用素材の形状に形成するときに、この切削工具用素材の外周面における前記金型同士の対向する方向に直交する方向に対応する位置に、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部からなる回転規制部を形成することとしているので、既存のメカプレス等のプレス加工により該回転規制部を容易に形成できる。
【００１５】
すなわち、一対の金型が互いに最も接近した状態において、これらの金型同士の間の前記対応する位置に、例えば、母材が充填されて凸部を形成する凹部を設けておくことにより、プレス加工の際、この凹部に母材が充填されるとともに凸部が簡便に形成される。従って、回転規制部を備えた切削工具用素材の製造が容易に行え、製造コストが大幅に削減する。
【００１６】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記凸部は複数形成されているとともに、軸周りに互いに間隔を開け配置されていることとしてもよい。
【００１７】
本発明に係る切削工具用素材によれば、切削工具用素材の外周面には凸部が複数形成されているとともに、これらの凸部同士が、軸周りに互いに間隔を開け配置されているので、これらの凸部とシャンク部の穴部の内周面とが夫々係合して、前述の抵抗が充分に確保でき、切削工具用素材とシャンク部との相対回転がより確実に規制される。
【００１８】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記凸部は、第１突起と、この第１突起の軸方向に沿った一端側に配置されるとともに前記外周面から突出する高さが該第１突起より高い第２突起と、前記第１、第２突起の間に形成された段部と、を有していることとしてもよい。
【００１９】
本発明に係る切削工具用素材によれば、凸部が、外周面から突出する高さが互いに異なる第１、第２突起と、第１、第２突起の間に形成された段部と、を有しているので、この切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等により嵌め合わせた際、穴部の内周面は、凸部の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。詳しくは、穴部の内周面は、凸部の第１、第２突起及び段部の形状に対応して、多段状に窪まされる。
【００２０】
このように係合した凸部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転が確実に規制される。さらに、凸部において、第２突起が第１突起の軸方向に沿った一端側に配置されているので、段部が軸方向の他端側を向くこととなり、この段部に穴部の内周面が接触し抵抗となって、切削工具用素材とシャンク部との軸方向に沿った相対移動が規制される。特に、切削工具用素材が、シャンク部の穴部から軸方向に沿った他端側へ抜け出るようなことが確実に防止される。
【００２１】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記凸部は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面の周方向に沿う幅が狭くなるテーパ状に形成されていることとしてもよい。
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記凸部は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面から突出する高さが低くなるテーパ状に形成されていることとしてもよい。
【００２２】
本発明に係る切削工具用素材によれば、凸部が、前述のようにテーパ状に形成されているので、この切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等により嵌め合わせた際、穴部の内周面は、凸部の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。すなわち、穴部の内周面は、凸部のテーパ形状に対応して、テーパ状に窪まされる。このように係合した凸部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転が確実に規制される。ここで、凸部は、軸方向に沿った一端側から他端側に向かうに従い漸次前記外周面の周方向に沿う幅が狭くなるか、漸次前記外周面から突出する高さが低くなるテーパ状に形成されているので、切削工具用素材が、シャンク部の穴部から軸方向に沿った他端側へ抜け出るようなことが確実に防止される。
【００２３】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記回転規制部は、軸方向に直交する断面が楕円形状とされていることとしてもよい。
【００２４】
本発明に係る切削工具用素材によれば、回転規制部は、軸方向に直交する断面が楕円形状とされているので、この切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして嵌め合わせた際、穴部の内周面が、回転規制部の楕円形状に対応して塑性変形し断面略楕円穴状に形成されるとともに、該回転規制部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。このように係合した回転規制部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との前述の相対回転が確実に規制されるようになっている。
【００２５】
また、本発明に係るコンポジット素材は、前述の切削工具用素材を用い、この切削工具用素材の前記一端を前記シャンク部の前記穴部に挿入した状態で、前記一端と前記穴部とが互いに緊密に嵌め合わされていることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係るコンポジット素材によれば、切削工具用素材の一端には前記回転規制部が形成されており、例えば、この一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして、これら一端と穴部とが互いに緊密に嵌め合わされている。従って、前述の切削工具用素材とシャンク部との相対回転が確実に規制される。また、このコンポジット素材をエンドミルやドリル等の切削工具として用いた場合に、切削加工の精度が安定して確保されるとともに、工具寿命が延長する。
【００２７】
また、本発明に係る切削工具は、前述のコンポジット素材を用い、このコンポジット素材の前記切削工具用素材の前記一端とは反対側を向く他端に切刃を形成したことを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る切削工具によれば、コンポジット素材の切削工具用素材に形成された切刃が被加工材を精度よく安定して切削加工するとともに、生産性が高められる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る切削工具用素材、コンポジット素材、切削工具によれば、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に防止でき、切削加工が精度よく安定して行え、工具寿命が延長する。
また、本発明に係る切削工具用素材の製造方法によれば、前述した切削工具用素材の製造が容易に行えるとともに製造コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る切削工具用素材を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る切削工具用素材を示す正面図及び側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る切削工具用素材を製造するプレス機械の金型部分を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る切削工具用素材を製造する手順を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係るコンポジット素材のシャンク部を示す側面図及び正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るコンポジット素材を製造する手順を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る切削工具の切刃部分を示す側面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る切削工具用素材を示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る切削工具用素材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係るコンポジット素材を製造する手順を説明する図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係るコンポジット素材を製造する手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施形態に係る切削工具用素材は、後述するように、シャンク部とともにコンポジット素材を構成する。また、このコンポジット素材に切刃を形成することで、エンドミル等の切削工具とされる。
例えば、切削工具用素材は、超硬合金やサーメット等の硬質材料からなり、シャンク部は、この切削工具用素材よりも硬度が低く比較的低廉なＳＵＳ、スチール、アルミニウム合金等の金属材料からなる。
【００３２】
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１、図２に示すように、第１の実施形態に係る切削工具用素材１０は、軸状をなし、その軸方向に直交する断面が略円形状に形成されている。また、切削工具用素材１０の外周面には、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部１１が複数形成されている。これらの凸部１１は、切削工具用素材１０の軸方向に沿った全長Ｌ１に亘り形成されており、その切削工具用素材１０の軸中心とは反対側を向く表面は平面１１Ａとされている。
【００３３】
また、これらの凸部１１は、軸周りに互いに間隔を開け配置されている。本実施形態では、凸部１１が、外周面の周方向に沿って等間隔を開け２つ形成されているとともに、これらの凸部１１の平面１１Ａ同士が、前記軸中心を挟んで平行に配置されている。また、これらの凸部１１が形成されることにより、切削工具用素材１０は、軸方向に直交する断面が非真円形状とされているとともに、これらの凸部１１が回転規制部１２とされている。
【００３４】
また、図２において、例えば、切削工具用素材１０の全長Ｌ１は、２０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲内に設定される。また、前記外周面の直径ｄは、１ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内に設定される。また、切削工具用素材１０の軸方向に直交する外形寸法Ｄ１は、前述の直径ｄと同一寸法若しくは該直径ｄよりも僅かに大きい寸法とされ、１ｍｍ〜１４ｍｍの範囲内に設定される。また、凸部１１の平面１１Ａにおいて、軸方向に直交する短手方向の寸法Ｗは、０．９ｍｍ〜２．１ｍｍの範囲内に設定され、平面１１Ａが前記外周面から突出する寸法Ｔは、０．０７ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内に設定される。また、好ましくは、寸法Ｗの直径ｄに対する比（Ｗ／ｄ）は、１５％〜３０％の範囲内に設定される。
【００３５】
また、例えば、直径ｄが２ｍｍ以上に設定される場合には、寸法Ｗは、１＋（ｄ−２．５）×０．１で算出される値の±０．１ｍｍ以内に設定されていることが望ましい。この場合、寸法Ｔは、Ｔ≒０．１に設定される。尚、本実施形態においては、前述の全長Ｌ１が２４ｍｍ程度とされ、直径ｄ及び外形寸法Ｄ１が３．６ｍｍ程度とされ、寸法Ｗが１．０５ｍｍ程度とされ、寸法Ｔが０．１ｍｍ程度とされている。
【００３６】
また、本実施形態では、前述の切削工具用素材１０を、メカプレスからなるプレス機械１００を用いて形成する。
図３に示すように、プレス機械１００は、鉛直方向に対向配置された一対の金型１０１，１０２を有している。金型１０１，１０２は、略直方体状をなし、互いに間隔を開け配置されるとともに、その対向する加工面１０１Ａ，１０２Ａが丸溝状に夫々形成されている。詳しくは、加工面１０１Ａ，１０２Ａは、金型１０１，１０２の外周面から窪まされるように、鉛直方向の断面が略半円弧状に夫々形成されており、互いに間隔を開け水平方向に平行に延びている。
【００３７】
また、図３において、加工面１０１Ａ，１０２Ａの幅方向の両端部分、すなわち、加工面１０１Ａ，１０２Ａの延在する方向及び鉛直方向に直交する方向の両端部分には、段部１０１Ｂ，１０２Ｂが夫々形成されている。段部１０１Ｂ，１０２Ｂは、互いに間隔を開け加工面１０１Ａ，１０２Ａの延在する方向に平行に延びており、帯状に夫々形成されている。
【００３８】
また、金型１０１，１０２の外周面において、前記幅方向の外方を向く壁面１０１Ｃ，１０２Ｃには、これらの壁面１０１Ｃ，１０２Ｃに密接するとともに壁面１０１Ｃ，１０２Ｃに対し面方向に沿って摺動可能なガイド１０３が夫々配設される。
また、図４は図３のＡ−Ａ断面におけるプレス機械１００の主要部分を表しており、図４（ｂ）に示されているように、金型１０１，１０２の外周面において、加工面１０１Ａ，１０２Ａの延在する方向の外方を向く壁面１０１Ｄ，１０２Ｄには、これらの壁面１０１Ｄ，１０２Ｄに密接するとともに壁面１０１Ｄ，１０２Ｄに対し面方向に沿って摺動可能なガイド１０４が夫々配設される。
【００３９】
また、金型１０１，１０２は、不図示の駆動部により互いに鉛直方向に接近離間可能とされている。そして、金型１０１，１０２が互いに離間した状態においては、金型１０１，１０２の間に切削工具用素材１０の母材Ｍが充填可能とされている。
また、図３は、金型１０１，１０２が互いに最も接近した状態を表しており、このように金型１０１，１０２が互いに最も接近した状態において、加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４に囲まれた空間が、切削工具用素材１０の外形をなすように設定されている。
【００４０】
次に、前述のプレス機械１００を用いて切削工具用素材１０を製造する手順について説明する。
まず、金型１０１，１０２を互いに離間させた状態で、金型１０１，１０２の間に、例えば、粉状の金属材料に結合剤を混錬してなる母材Ｍを配置する。すなわち、図４（ａ）に示すように、金型１０２に対し金型１０１を上方へ離間させた状態で、金型１０２、ガイド１０３及びガイド１０４に囲まれた略直方体穴状の空間に母材Ｍを充填する。
【００４１】
次いで、図４（ｂ）に示すように、金型１０１を金型１０２に接近させていくとともに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で母材Ｍを囲み、母材Ｍを圧縮していく。
さらに、図４（ｃ）に示すように、加工面１０１Ａ，１０２Ａ同士が互いに最も接近する位置まで金型１０１，１０２を接近させて、母材Ｍをより圧縮し、母材Ｍを切削工具用素材１０の形状に形成する。
【００４２】
詳しくは、金型１０１，１０２を互いに接近させ、母材Ｍをプレス加工して切削工具用素材１０の形状に形成する際、母材Ｍは加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４に囲まれた形状に対応して略円柱状に形成されるのだが、この切削工具用素材１０の外周面における前記幅方向の両端部分に対応する位置には、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部１１からなる回転規制部１２が形成されることとなる。
【００４３】
すなわち、母材Ｍは、前述のように圧縮されていく際に、図３に示すように、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で囲まれる略直方体穴状の凹部１０５にも充填されるとともに、切削工具用素材１０の外周面には、凹部１０５の形状に対応した凸部１１が形成される。
【００４４】
次いで、図４（ｄ）に示すように、金型１０１，１０２同士の間隔を変えずに、金型１０１，１０２とガイド１０３，１０４とを鉛直方向に相対的に移動させ、加工面１０１Ａ，１０２Ａの間に配置されている母材Ｍを、ガイド１０３，１０４の上端部分よりも上方に位置させる。
次いで、金型１０１を金型１０２から上方へ離間させて、切削工具用素材１０の形状に形成された母材Ｍを露出させ装置から取り出した後、焼結して、切削工具用素材１０が製造される。
【００４５】
次に、この切削工具用素材１０を用いたコンポジット素材８０について説明する。
切削工具用素材１０は、その軸方向に沿った一端を、図５に示すシャンク部５０の穴部５１に挿入してシャンク部５０に支持される。コンポジット素材８０は、切削工具用素材１０及びシャンク部５０により構成される。
【００４６】
図５に示すように、シャンク部５０は、軸状又は円柱状をなしており、その軸方向の片側の端部には、該端部の端面に開口するとともに該軸方向の内側へ向けて延びる円柱穴状の穴部５１が形成されている。また、穴部５１の最奥部には、略円錐穴状の空間５１Ａが形成されている。また、穴部５１の内径Ｄ２は、切削工具用素材１０の直径ｄよりも僅かに小さい寸法に設定されている。
【００４７】
尚、本実施形態においては、シャンク部５０の軸方向に沿った全長Ｌ２が、切削工具用素材１０の全長Ｌ１よりも大きく設定されている。
【００４８】
次に、前述の切削工具用素材１０及びシャンク部５０を用いてコンポジット素材８０を製造する手順について説明する。
まず、図１に示す切削工具用素材１０の軸方向に沿った一端を、図５に示すシャンク部５０の穴部５１に圧入して、図６（ａ）のように緊密に嵌合させる。
【００４９】
詳しくは、切削工具用素材１０の前記一端を、シャンク部５０の穴部５１に対して同軸となるように押し当て、強い力で押し入れる。すると、穴部５１の内周面は前記一端によって全周に亘って僅かずつ押し広げられるように塑性変形し、該穴部５１内に切削工具用素材１０の一端が押し込まれる。そして、図６（ａ）に示すように、切削工具用素材１０の一端が穴部５１の最奥部まで押し込まれた状態において、切削工具用素材１０のシャンク部５０に対する圧入が完了し、該切削加工用素材１０は、その一端をシャンク部５０の穴部５１に緊密に嵌合して支持されることになる。尚、この圧入の際、前記一端が穴部５１の内周面を削って切屑が生じた場合は、該切屑は穴部５１の最奥部の空間５１Ａに押し込まれ収納される。
【００５０】
次いで、図６（ｂ）に示すように、シャンク部５０の外周面において、軸方向の切削工具用素材１０を圧入した側の端部を、軸方向の外側から内側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面５４に形成する。図示の例では、テーパ面５４は、その他端の外径が切削工具用素材１０の外径と略同一とされているとともに、前記他端において滑らかに切削工具用素材１０の外周面に連なっている。また、テーパ面５４の軸方向に沿う長さＬ４は、シャンク部５０の穴部５１の軸方向に沿う長さＬ３以下とされている。すなわち、図示の例では、切削工具用素材１０において穴部５１に挿入された一端部分の長さがＬ３とされており、この長さＬ３が、前記長さＬ４よりも大きく設定されている。
【００５１】
このように、切削工具用素材１０及びシャンク部５０からなるコンポジット素材８０が製造される。尚、図示の例では、切削工具用素材１０の軸方向に沿った全長Ｌ１のうち、半分以上の部分がシャンク部５０の穴部５１に挿入されている。
【００５２】
次に、コンポジット素材８０を用いて切削工具９５を製造する手順について説明する。
図７に示すように、コンポジット素材８０の切削工具用素材１０の外周面に、略螺旋状の切刃９６を形成する。詳しくは、切削工具用素材１０の露出した外周面において、少なくとも軸方向に沿った他端部分（すなわち前記一端とは反対側の端部）に、切刃９６を形成する。
図示の例では、切削工具用素材１０に切刃９６を形成し、エンドミルからなる切削工具９５としている。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る切削工具用素材１０によれば、シャンク部５０の穴部５１に挿入されるその一端に、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部１２が形成されているので、この切削工具用素材１０の前記一端をシャンク部５０の穴部５１に圧入して該一端と穴部５１とを嵌め合わせ、コンポジット素材８０を形成した際、穴部５１の内周面が回転規制部１２の形状に対応し軸方向に直交する断面が非真円形状となるように変形して、前記一端の外周面に密接することから、切削工具用素材１０とシャンク部５０とが軸周りに相対移動することが確実に防止される。
【００５４】
従って、このコンポジット素材８０の切削工具用素材１０に切刃９６を形成して切削工具９５を製造し、この切削工具９５を切削加工に用いた場合に、切削工具９５に対し軸周りの切削負荷が作用しても、回転規制部１２が切削工具用素材１０とシャンク部５０との軸周りの相対回転を確実に規制するので、切削加工が精度よく安定して行えるとともに工具寿命が延長する。
【００５５】
また、従来のように、前述の相対回転を規制するため、切削工具用素材１０の前記一端における外周面を予め高精度に研磨加工した後、該一端をシャンク部５０の穴部５１に圧入するような手法に対比して、製造工程が簡便となるとともに、製造コストが大幅に削減される。
【００５６】
詳しくは、回転規制部１２は、切削工具用素材１０の外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部１１とされているので、この切削工具用素材１０の前記一端をシャンク部５０の穴部５１に圧入して嵌め合わせた際、穴部５１の内周面は、凸部１１の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部１１に密接するように係合して、前記一端と穴部５１とが緊密に嵌合する。このように係合した凸部１１と穴部５１の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材１０とシャンク部５０との前述の相対回転が確実に規制されるようになっている。
また、回転規制部１２がこのような凸部１１からなるので、母材Ｍをプレス機械１００により切削工具用素材１０の形状に形成する際に、凸部１１を容易に形成できる。
【００５７】
また、切削工具用素材１０の外周面には凸部１１が複数形成されているとともに、これらの凸部１１同士が、軸周りに互いに間隔を開け配置されているので、これらの凸部１１とシャンク部５０の穴部５１の内周面とが夫々に係合して、前述の抵抗が充分に確保でき、切削工具用素材１０とシャンク部５０との相対回転がより確実に規制される。
【００５８】
また、本実施形態に係る切削工具用素材１０の製造方法によれば、母材Ｍをプレス加工して切削工具用素材１０の形状に形成するときに、この切削工具用素材１０の外周面における前記幅方向の両端部分に対応する位置に、前記外周面から突出するとともに切削工具用素材１０の軸方向に沿って延びる凸部１１からなる回転規制部１２を形成することとしているので、既存のプレス機械１００を用いたプレス加工により、回転規制部１２を容易に形成できる。
【００５９】
すなわち、一対の金型１０１，１０２が互いに最も接近した状態において、これらの金型１０１，１０２同士の間に、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４に囲まれる略直方体穴状の凹部１０５が形成されるようになっているので、プレス加工の際、この凹部１０５に母材Ｍが充填されるとともに、この凹部１０５の形状に対応した凸部１１が簡便に形成される。従って、回転規制部１２を備えた切削工具用素材１０の製造が容易に行え、製造コストが大幅に削減する。
【００６０】
また、このように形成されたコンポジット素材８０をエンドミルからなる切削工具９５として用いているので、切削加工の精度が安定して確保されるとともに、工具寿命が延長する。
また、コンポジット素材８０の切削工具用素材１０に形成された切刃９６が被加工材を精度よく安定して切削加工するとともに、生産性が高められる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６２】
図８に示すように、第２の実施形態に係る切削工具用素材２０は、軸状をなし、その軸方向に直交する断面が略円形状に形成されている。また、切削工具用素材２０の外周面には、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部２１が複数形成されている。これらの凸部２１は、切削工具用素材２０の軸方向に沿った全長に亘り形成されている。
【００６３】
また、凸部２１は、第１突起２２と、この第１突起２２の軸方向に沿った一端側に配置されるとともに切削工具用素材２０の外周面から突出する高さが第１突起２２より高い第２突起２３と、第１、第２突起２２，２３の間に形成された段部２４と、を有している。
【００６４】
詳しくは、第２突起２３及び段部２４は、切削工具用素材２０の外周面における軸方向に沿った一端部分に形成され、第１突起２２は、前記外周面における軸方向に沿った中央部分及び他端部分に形成されている。また、第１突起２２の切削工具用素材２０の軸中心とは反対側を向く表面は平面２２Ａとされ、第２突起２３の前記軸中心とは反対側を向く表面は平面２３Ａとされている。
【００６５】
また、これらの凸部２１は、軸周りに互いに間隔を開け配置されている。本実施形態では、凸部２１が、外周面の周方向に沿って等間隔を開け２つ形成されているとともに、これらの凸部２１の平面２２Ａ，２２Ａ同士及び平面２３Ａ，２３Ａ同士が、前記軸中心を挟んで平行に夫々配置されている。また、これらの凸部２１が形成されることにより、切削工具用素材２０は、軸方向に直交する断面が非真円形状とされているとともに、これらの凸部２１が回転規制部１２とされている。
【００６６】
次に、この切削工具用素材２０を製造する手順について説明する。
切削工具用素材２０は、前述の実施形態と同様に、プレス機械１００を用いて製造される。
プレス機械１００は、金型１０１，１０２を互いに最も接近させた状態で、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で囲まれる凹部１０５を、凸部２１に対応する形状に予め設定しておく。
【００６７】
このプレス機械１００を用いて、互いに離間した状態の金型１０１，１０２の間に母材Ｍを配置した後、金型１０１を金型１０２に接近させていくとともに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で母材Ｍを囲み、母材Ｍを圧縮していく。
さらに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ同士が互いに最も接近する位置まで金型１０１，１０２を接近させて、母材Ｍをより圧縮し、母材Ｍを切削工具用素材２０の形状に形成する。
【００６８】
詳しくは、金型１０１，１０２を互いに接近させ、母材Ｍをプレス加工して切削工具用素材２０の形状に形成する際、母材Ｍは加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４に囲まれた形状に対応して略円柱状に形成されるのだが、この切削工具用素材２０の外周面における前記幅方向の両端部分に対応する位置には、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部２１からなる回転規制部１２が形成されることとなる。
【００６９】
また、シャンク部５０として、穴部５１の内径Ｄ２が、切削工具用素材２０の外形寸法Ｄ１よりも僅かに大きい寸法に設定されたものを用いる。詳しくは、シャンク部５０において、穴部５１の内径Ｄ２を、切削工具用素材２０の第２突起２３における一対の平面２３Ａ同士の間の距離よりも僅かに大きく設定しておく。
そして、切削工具用素材２０の軸方向に沿った一端を、シャンク部５０の穴部５１に挿入し、前記一端を穴部５１の最奥部に突き当てた状態で、このシャンク部５０を、メカプレス等のプレス加工や絞り等のかしめ加工などにより縮径させるとともに穴部５１の内径Ｄ２を縮小させ、この穴部５１の内周面を、切削工具用素材２０の外周面に密接するように塑性変形させ、前記一端と穴部５１とを互いに嵌め合わせる。
このようにして、コンポジット素材８０が製造される。
また、このコンポジット素材８０の切削加工用素材２０に切刃９６を形成することで、切削工具９５が製造される。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係る切削工具用素材２０によれば、凸部２１が、外周面から突出する高さが互いに異なる第１、第２突起２２，２３と、第１、第２突起２２，２３の間に形成された段部２４と、を有しているので、この切削工具用素材２０の一端をシャンク部５０の穴部５１に挿入しプレス加工やかしめ加工等により嵌め合わせた際、穴部５１の内周面は、凸部２１の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部２１に密接するように係合して、前記一端と穴部５１とが緊密に嵌合する。詳しくは、穴部５１の内周面は、凸部２１の第１、第２突起２２，２３及び段部２４の形状に対応して、多段状に窪まされる。
【００７１】
このように係合した凸部２１と穴部５１の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材２０とシャンク部５０との軸周りの相対回転が確実に規制される。さらに、凸部２１において、第２突起２３が第１突起２２の軸方向に沿った一端側に配置されているので、段部２４が軸方向の他端側を向くこととなり、この段部２４に穴部５１の内周面が接触し抵抗となって、切削工具用素材２０とシャンク部５０との軸方向に沿った相対移動が規制される。特に、切削工具用素材２０が、シャンク部５０の穴部５１から軸方向に沿った他端側へ抜け出るようなことが確実に防止される。
また、回転規制部１２がこのような凸部２１からなるので、母材Ｍをプレス機械１００により切削工具用素材２０の形状に形成する際に、凸部２１を容易に形成できる。
【００７２】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
図９に示すように、第３の実施形態に係る切削工具用素材３０は、軸状をなし、その外周面には、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部３１が複数形成されている。これらの凸部３１は、切削工具用素材３０の軸方向に沿った全長に亘り形成されており、その切削工具用素材３０の軸中心とは反対側を向く表面は平面３１Ａとされている。
【００７４】
また、これらの凸部３１は、軸周りに互いに間隔を開け配置されている。本実施形態では、凸部３１が、外周面の周方向に沿って等間隔を開け２つ形成されているとともに、これらの凸部３１の平面３１Ａ同士が、前記軸中心を挟んで平行に配置されている。
また、凸部３１は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面の周方向に沿う幅が狭くなるテーパ状に形成されている。詳しくは、凸部３１の平面３１Ａは、一端側から他端側へ向かうに従い漸次前記短手方向の寸法Ｗが低減するように、略台形状に夫々形成されている。
【００７５】
尚、切削工具用素材３０の一端側の端部における寸法Ｗは、他端側の端部における寸法Ｗに対して、１倍を超え１．２倍以下の範囲内に設定される。本実施形態においては、一端側の端部における寸法Ｗが、他端側の端部における寸法Ｗに対して、１倍を超え１．１倍以下の範囲内に設定されている。
【００７６】
また、これらの凸部３１が形成されることにより、切削工具用素材３０は、軸方向に直交する断面が非真円形状とされているとともに、これらの凸部３１が回転規制部１２とされている。
また、図示の例では、切削工具用素材３０は、その直径ｄが軸方向に沿って一端側から他端側に向かうに連れ漸次縮径するように形成されている。詳しくは、切削工具用素材３０の一端側の端部における直径ｄは、他端側の端部における直径ｄに対して、１．１倍〜１．３倍の範囲内に設定される。本実施形態においては、一端側の端部における直径ｄが、他端側の端部における直径ｄに対して、１．２倍程度に設定されている。
【００７７】
尚、凸部３１はテーパ状に形成されていればよく、例えば、凸部３１が、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面から突出する高さＴが低くなるテーパ状に形成されていることとしても構わない。この場合、切削工具用素材３０の一端側の端部における高さＴは、他端側の端部における高さＴに対して、１倍を超え１．２倍以下の範囲内に設定される。より好ましくは、一端側の端部における高さＴが、他端側の端部における高さＴに対して、１倍を超え１．１倍以下の範囲内に設定される。
【００７８】
本実施形態の切削工具用素材３０も、前述の実施形態と同様に、プレス機械１００を用いて製造される。
プレス機械１００は、金型１０１，１０２を互いに最も接近させた状態で、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で囲まれる凹部１０５を、凸部３１に対応する形状に予め設定しておく。
【００７９】
このプレス機械１００を用いて、互いに離間した状態の金型１０１，１０２の間に母材Ｍを配置した後、金型１０１を金型１０２に接近させていくとともに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で母材Ｍを囲み、母材Ｍを圧縮していく。
さらに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ同士が互いに最も接近する位置まで金型１０１，１０２を接近させて、母材Ｍをより圧縮し、母材Ｍを切削工具用素材３０の形状に形成して装置から取り出した後、焼結して、切削工具用素材３０が製造される。
【００８０】
また、シャンク部５０として、穴部５１の内径Ｄ２が、切削工具用素材３０の外形寸法Ｄ１よりも僅かに大きい寸法に設定されたものを用いる。詳しくは、シャンク部５０において、穴部５１の内径Ｄ２を、切削工具用素材３０の一端側の端部における一対の平面３１Ａ同士の間の距離よりも僅かに大きく設定しておく。
そして、切削工具用素材３０の軸方向に沿った一端を、シャンク部５０の穴部５１に挿入し、前記一端を穴部５１の最奥部に突き当てた状態で、このシャンク部５０を、プレス加工やかしめ加工等により縮径させるとともに穴部５１の内径Ｄ２を縮小させ、この穴部５１の内周面を、切削工具用素材３０の外周面に密接するように塑性変形させ、前記一端と穴部５１とを互いに嵌め合わせる。
このようにして、コンポジット素材８０が製造される。
また、このコンポジット素材８０の切削加工用素材３０に切刃９６を形成することで、切削工具９５が製造される。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態に係る切削工具用素材３０によれば、凸部３１が、前述のようにテーパ状に形成されているので、この切削工具用素材３０の一端をシャンク部５０の穴部５１に挿入しプレス加工やかしめ加工等により嵌め合わせた際、穴部５１の内周面は、凸部３１の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部３１に密接するように係合して、前記一端と穴部５１とが緊密に嵌合する。すなわち、穴部５１の内周面は、凸部３１のテーパ形状に対応して、テーパ状に窪まされる。このように係合した凸部３１と穴部５１の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材３０とシャンク部５０との軸周りの相対回転が確実に規制される。ここで、凸部３１は、軸方向に沿った一端側から他端側に向かうに従い漸次前記外周面の周方向に沿う幅（すなわち寸法Ｗ）が狭くなるか、漸次前記外周面から突出する高さＴが低くなるテーパ状に形成されているので、切削工具用素材３０が、シャンク部５０の穴部５１から軸方向に沿った他端側へ抜け出るようなことが確実に防止される。
また、切削工具用素材３０が、軸方向に沿って一端側から他端側に向かうに連れ漸次その直径ｄが縮径するように形成されているので、該切削工具用素材３０が前述のように抜け出ることが、より確実に防止される。
【００８２】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
図１０に示すように、第４の実施形態に係るコンポジット素材８５は、前述の切削工具用素材１０（２０，３０）及びシャンク部６０から構成される。
シャンク部６０は、略円筒状をなしており、軸方向に沿って該シャンク部６０を貫通する孔部（穴部）６１が形成されている。また、孔部６１の内径Ｄ２は、切削工具用素材１０（２０，３０）の直径ｄよりも僅かに小さい寸法に設定されている。尚、本実施形態においては、シャンク部６０の軸方向に沿った全長Ｌ２が、切削工具用素材１０（２０，３０）の全長Ｌ１よりも小さく設定されている。
【００８４】
次に、切削工具用素材１０（２０，３０）及びシャンク部６０を用いてコンポジット素材８５を製造する手順について説明する。
まず、切削工具用素材１０（２０，３０）の軸方向に沿った一端を、シャンク部６０の孔部６１に圧入して、図１０（ａ）のように緊密に嵌合させる。
【００８５】
詳しくは、切削工具用素材１０（２０，３０）の一端を、シャンク部６０の孔部６１に対して同軸となるように他端側から押し当て、強い力で押し入れる。すると、孔部６１の内周面は前記一端によって全周に亘って僅かずつ押し広げられるように塑性変形し、該孔部６１内に切削工具用素材１０（２０，３０）の一端が押し込まれる。次いで、さらにこの切削工具用素材１０（２０，３０）を孔部６１内に押し込んでいくとともに該孔部６１の内周面を塑性変形させながら、図１０（ａ）に示すように、切削工具用素材１０（２０，３０）の一端側の端面とシャンク部６０の一端側の端面とが面一となるように、該切削工具用素材１０（２０，３０）を孔部６１内に軸方向に沿って突き通す。このように、切削工具用素材１０（２０，３０）の一端側の端面とシャンク部６０の一端側の端面とが面一にされた状態において、切削工具用素材１０（２０，３０）のシャンク部６０に対する圧入が完了し、該切削加工用素材１０（２０，３０）は、その一端及び軸方向の中央部分をシャンク部６０の孔部６１に緊密に嵌合して支持される。また、この状態で、切削工具用素材１０（２０，３０）における軸方向の他端部は、外部に露出されている。
【００８６】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、シャンク部６０の外周面における軸方向に沿った他端部分を、軸方向の他端側から一端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面６４に形成する。図示の例では、テーパ面６４は、その他端の外径が切削工具用素材１０（２０，３０）の外径と略同一とされているとともに、前記他端において滑らかに切削工具用素材１０（２０，３０）の外周面に連なっている。
このように、切削工具用素材１０（２０，３０）及びシャンク部６０からなるコンポジット素材８５が製造される。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態に係るコンポジット素材８５によれば、切削工具用素材１０（２０，３０）を支持するシャンク部６０の孔部６１が、該シャンク部６０を軸方向に貫通して形成されているので、孔部６１の内周面と切削工具用素材１０（２０，３０）の外周面とが互いに接触して生じる抵抗が大幅に増大する。従って、切削工具用素材１０（２０，３０）とシャンク部６０との軸周りの相対回転及び軸方向の相対移動が確実に防止される。また、超硬合金等からなる切削工具用素材１０（２０，３０）がコンポジット素材８５の全長に亘り配設されることから、コンポジット素材８５の剛性が増し、切削負荷に対する強度が充分に確保される。
【００８８】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
図１１に示すように、第５の実施形態に係るコンポジット素材９０は、切削工具用素材４０及びシャンク部７０から構成される。
本実施形態の切削工具用素材４０は、略多段円柱状をなし、軸方向に沿った一端部分が小径部４１とされ、軸方向に沿った他端部分が大径部４２とされている。また、切削工具用素材４０の軸方向に沿う中央部分には、軸方向の他端側から一端側へ向かうに従い漸次縮径するテーパ面４３が形成されている。また、切削工具用素材４０の小径部４１には、軸方向に沿って延びる凸部（不図示）が互いに周方向に間隔を開け複数形成されており、これらの凸部により、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部１２が形成されている。
【００９０】
また、シャンク部７０は、略円柱状をなし、その他端部分には、軸方向に沿って延びる略円柱穴状の穴部７１が他端側の端面に開口し形成されている。また、穴部７１における他端（すなわち開口部）には、前記端面から一端側へ向かうに従い漸次縮径するテーパ面７２が形成されている。また、穴部７１の内径Ｄ２は、切削工具用素材４０の小径部４１における直径ｄよりも僅かに小さく設定されている。また、シャンク部７０の外径は、切削工具用素材４０の外径よりも若干大きく設定されている。
【００９１】
次に、前述の切削工具用素材４０及びシャンク部７０を用いてコンポジット素材９０を製造する手順について説明する。
まず、切削工具用素材４０の小径部４１を、シャンク部７０の穴部７１に圧入して、図１１（ａ）のように緊密に嵌合させる。
【００９２】
詳しくは、切削工具用素材４０の小径部４１の一端を、シャンク部７０の穴部７１に対して同軸となるように押し当て、強い力で押し入れる。すると、穴部７１の内周面は前記一端によって全周に亘って僅かずつ押し広げられるように塑性変形し、該穴部７１内に切削工具用素材４０の一端が押し込まれる。そして、図１１（ａ）に示すように、切削工具用素材４０の一端が穴部７１の最奥部まで押し込まれた状態において、切削工具用素材４０のテーパ面４３が穴部７１のテーパ面７２に当接して、切削工具用素材４０のシャンク部７０に対する圧入が完了し、該切削加工用素材４０は、その一端をシャンク部７０の穴部７１に緊密に嵌合して支持される。
【００９３】
次いで、シャンク部７０の外周面を切削加工して、図１１（ｂ）に示すように、シャンク部７０の外径と切削工具用素材４０における大径部４２の外径とが同一になるように形成する。尚、シャンク部７０及び切削工具用素材４０の両部材の外周面を切削加工して、これらの外径が同一になるように形成してもよい。これにより、切削工具用素材４０の外周面とシャンク部７０の外周面との間に段差や傾斜部分が形成されることなく、これらの外周面同士が軸方向に連結される。
このように、切削工具用素材４０及びシャンク部７０からなるコンポジット素材９０が製造される。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態に係るコンポジット素材９０によれば、前述の実施形態と同様に、切削工具用素材４０とシャンク部７０との軸周りの相対回転が確実に防止される。また、切削工具用素材４０の外径とシャンク部７０の外径とが同一に形成され、シャンク部７０の外周面と切削工具用素材４０の外周面との間に段差や傾斜部分が形成されることなくこれらの外周面同士が連結しているので、このコンポジット素材９０の切削工具用素材４０に切刃９６を形成して切削工具９５を製造し、この切削工具９５を切削加工に用いた際、被加工材を切削して生じた切粉や切屑が前記段差や傾斜部分に当たることがない。従って、これらの切粉や切屑がよりスムースに排出されて、切削工具９５による切削加工が精度よく安定して行える。
【００９５】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前述の実施形態では、コンポジット素材８０，８５，９０に切刃９６を形成することで、エンドミルからなる切削工具９５が形成されることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、切削工具９５は、切刃９６を有するエンドミル以外のドリル等であっても構わない。
【００９６】
また、前述の実施形態では、切削工具用素材の外周面に凸部が複数形成されていることとしたが、凸部は、前記外周面に１つのみ形成されていることとしてもよい。
また、凸部は、前記外周面において切削工具用素材の軸方向に沿った全長に亘り形成されていることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、凸部は、少なくともシャンク部の穴部に挿入される切削工具用素材の一端に形成されていればよいことから、前記外周面における一部にのみ形成されていてもよい。
また、凸部において、その切削工具用素材の軸中心とは反対側を向く表面は平面とされていることとしたが、前記表面は曲面に形成されていても構わない。
【００９７】
また、前述の実施形態で説明した全長Ｌ１、全長Ｌ２、寸法Ｗ、寸法Ｔ、直径ｄ、外形寸法Ｄ１、内径Ｄ２、長さＬ３、長さＬ４等の各種寸法・角度等は任意の値であり、説明した各数値範囲内に限定されるものではない。
【００９８】
また、切削工具用素材は、メカプレス（機械式プレス）からなるプレス機械１００を用いて形成されることとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、液圧式プレスからなるプレス機械を用いても構わない。また、このようなプレス機械を用いずに、押出加工により切削工具用素材の形状に形成することとしても構わない。
【００９９】
また、前述の実施形態では、回転規制部１２は、切削工具用素材１０，２０，３０，４０の外周面から突出する凸部であることとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、回転規制部１２は、軸方向に直交する断面が非真円形状をなすとともに、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対移動を規制するように形成されていればよいことから、例えば、軸方向に直交する断面が楕円形状とされていてもよい。
【０１００】
このように、回転規制部１２が、軸方向に直交する断面が楕円形状とされた場合は、切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして嵌め合わせた際、穴部の内周面が、回転規制部の楕円形状に対応して塑性変形し断面略楕円穴状に形成されるとともに、該回転規制部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。このように係合した回転規制部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との前述の相対回転が確実に規制される。
【０１０１】
また、第１、第４、第５の実施形態では、切削工具用素材において回転規制部１２が形成された一端をシャンク部の穴部に圧入して緊密に嵌合させることとしたが、嵌合の手法は、圧入に限定されるものではない。すなわち、圧入の代わりに、例えば、前述したプレス加工やかしめ加工等を施すことによって、切削工具用素材の前記一端をシャンク部の穴部に緊密に嵌合させることとしてもよく、或いは、それ以外の手法を用いても構わない。
【符号の説明】
【０１０２】
１０，２０，３０，４０ 切削工具用素材
１１，２１，３１ 凸部
１２ 回転規制部
２２ 第１突起
２３ 第２突起
２４ 段部
５０，６０，７０ シャンク部
５１，７１ 穴部
６１ 孔部（穴部）
８０，８５，９０ コンポジット素材
９５ 切削工具
９６ 切刃
１０１，１０２ 金型
Ｍ 母材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具用素材、この切削工具用素材及びシャンク部からなるコンポジット素材、このコンポジット素材に切刃を形成してなる切削工具及び切削工具用素材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドリル等の切削工具に用いられるコンポジット素材としては、例えば、特許文献１、２に記載されたものが知られている。
一般に、このようなコンポジット素材は、軸状をなし超硬合金等の硬質材料からなる切削工具用素材と、軸状をなしこの切削工具用素材よりも大径とされ、スチールやＳＵＳ等比較的低廉な材料からなるシャンク部とから構成されている。
【０００３】
そして、切削工具用素材の一端における外周面を高精度に研磨加工するとともに、前記一端の外径をシャンク部に形成された穴部の内径に対して僅かに大きく形成し、この一端を前記穴部に圧入するようにしている。このように、切削工具用素材がシャンク部の穴部に圧入されることで、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転が規制されている。
また、このように形成されたコンポジット素材において、切削工具用素材の前記一端とは反対側の他端に切刃を形成することにより、ドリル等の切削工具が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１７０１７号公報
【特許文献２】特開２００２−１８６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述したコンポジット素材に用いられる切削工具用素材においては、下記の課題を有している。すなわち、切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入する以前に、前記一端における軸方向に直交する断面を高精度の真円形状に研磨加工しておく必要があった。詳しくは、切削工具用素材の前記断面を精度よく真円形状に形成することで、該切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入した際、これら一端と穴部との間において互いに及ぼし合う応力が周方向に均一に設定されることになり、これによって切削工具用素材とシャンク部との前述の相対回転を防止するようにしていた。しかしながら、このような高精度の研磨加工を行うためには、製造工程が複雑となり、切削工具用素材の製造コストが嵩んでいた。
【０００６】
また、切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入する以外の手法として、例えば、前記穴部の内径を切削工具用素材の外径よりも若干大きく形成しておき、前記一端を穴部に挿入した後、メカプレス等のプレス加工や絞り等のかしめ加工などを用いて、これら一端と穴部とを嵌合することも考えられる。詳しくは、プレス加工やかしめ加工等により、シャンク部の穴部の内周面を縮径させるように塑性変形（以下「変形」と省略する場合がある）させて、前記一端と穴部とを互いに嵌め合わせることが考えられる。しかしながら、緊密な嵌合状態が確実に得られるとは言えず、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に規制することは難しい。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に防止しつつ、製造が容易に行えるとともに製造コストを削減でき、切削加工が精度よく安定して行え、工具寿命が延長する切削工具用素材、コンポジット素材、切削工具及び切削工具用素材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、軸状をなし、その一端をシャンク部の穴部に挿入して前記シャンク部に支持される切削工具用素材であって、前記一端には、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る切削工具用素材によれば、シャンク部の穴部に挿入されるその一端に、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部が形成されているので、例えば、この切削工具用素材の前記一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして嵌め合わせ、コンポジット素材を形成した際、穴部の内周面が回転規制部の形状に対応し軸方向に直交する断面が非真円形状となるように変形して、前記一端の外周面に密接することから、切削工具用素材とシャンク部とが軸周りに相対移動することが確実に防止される。
【００１０】
従って、このコンポジット素材の切削工具用素材に切刃を形成してエンドミルやドリル等の切削工具を製造し、この切削工具を切削加工に用いた場合に、切削工具に対し軸周りの切削負荷が作用しても、回転規制部が切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に規制するので、切削加工が精度よく安定して行えるとともに工具寿命が延長する。
【００１１】
また、従来のように、前述の相対回転を規制するために、切削工具用素材の前記一端における外周面を予め高精度に研磨加工した後、該一端をシャンク部の穴部に圧入するような手法に対比して、製造工程が簡便となるとともに、製造コストが大幅に削減される。
【００１２】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記回転規制部は、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部であることとしてもよい。
また、本発明は、前述の切削工具用素材の製造方法であって、対向配置された一対の金型の間に母材を配置する工程と、これらの金型を互いに接近させ、前記母材をプレス加工して切削工具用素材の形状に形成するときに、この切削工具用素材の外周面における前記金型同士の対向する方向に直交する方向に対応する位置に、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部からなる前記回転規制部を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る切削工具用素材によれば、回転規制部が、切削工具用素材の外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部であるので、この切削工具用素材の前記一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして嵌め合わせた際、穴部の内周面は、凸部の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。このように係合した凸部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との前述の相対回転が確実に規制されるようになっている。
また、回転規制部がこのような凸部からなるので、切削工具用素材をメカプレス等のプレス加工や押出加工により形成する際に、凸部を容易に形成できる。
【００１４】
また、本発明に係る切削工具用素材の製造方法によれば、母材をプレス加工して切削工具用素材の形状に形成するときに、この切削工具用素材の外周面における前記金型同士の対向する方向に直交する方向に対応する位置に、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部からなる回転規制部を形成することとしているので、既存のメカプレス等のプレス加工により該回転規制部を容易に形成できる。
【００１５】
すなわち、一対の金型が互いに最も接近した状態において、これらの金型同士の間の前記対応する位置に、例えば、母材が充填されて凸部を形成する凹部を設けておくことにより、プレス加工の際、この凹部に母材が充填されるとともに凸部が簡便に形成される。従って、回転規制部を備えた切削工具用素材の製造が容易に行え、製造コストが大幅に削減する。
【００１６】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記凸部は複数形成されているとともに、軸周りに互いに間隔を開け配置されていることとしてもよい。
【００１７】
本発明に係る切削工具用素材によれば、切削工具用素材の外周面には凸部が複数形成されているとともに、これらの凸部同士が、軸周りに互いに間隔を開け配置されているので、これらの凸部とシャンク部の穴部の内周面とが夫々係合して、前述の抵抗が充分に確保でき、切削工具用素材とシャンク部との相対回転がより確実に規制される。
【００１８】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記凸部は、第１突起と、この第１突起の軸方向に沿った一端側に配置されるとともに前記外周面から突出する高さが該第１突起より高い第２突起と、前記第１、第２突起の間に形成された段部と、を有していることとしてもよい。
【００１９】
本発明に係る切削工具用素材によれば、凸部が、外周面から突出する高さが互いに異なる第１、第２突起と、第１、第２突起の間に形成された段部と、を有しているので、この切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等により嵌め合わせた際、穴部の内周面は、凸部の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。詳しくは、穴部の内周面は、凸部の第１、第２突起及び段部の形状に対応して、多段状に窪まされる。
【００２０】
このように係合した凸部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転が確実に規制される。さらに、凸部において、第２突起が第１突起の軸方向に沿った一端側に配置されているので、段部が軸方向の他端側を向くこととなり、この段部に穴部の内周面が接触し抵抗となって、切削工具用素材とシャンク部との軸方向に沿った相対移動が規制される。特に、切削工具用素材が、シャンク部の穴部から軸方向に沿った他端側へ抜け出るようなことが確実に防止される。
【００２１】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記凸部は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面の周方向に沿う幅が狭くなるテーパ状に形成されていることとしてもよい。
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記凸部は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面から突出する高さが低くなるテーパ状に形成されていることとしてもよい。
【００２２】
本発明に係る切削工具用素材によれば、凸部が、前述のようにテーパ状に形成されているので、この切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等により嵌め合わせた際、穴部の内周面は、凸部の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。すなわち、穴部の内周面は、凸部のテーパ形状に対応して、テーパ状に窪まされる。このように係合した凸部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転が確実に規制される。ここで、凸部は、軸方向に沿った一端側から他端側に向かうに従い漸次前記外周面の周方向に沿う幅が狭くなるか、漸次前記外周面から突出する高さが低くなるテーパ状に形成されているので、切削工具用素材が、シャンク部の穴部から軸方向に沿った他端側へ抜け出るようなことが確実に防止される。
【００２３】
また、本発明に係る切削工具用素材において、前記回転規制部は、軸方向に直交する断面が楕円形状とされていることとしてもよい。
【００２４】
本発明に係る切削工具用素材によれば、回転規制部は、軸方向に直交する断面が楕円形状とされているので、この切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして嵌め合わせた際、穴部の内周面が、回転規制部の楕円形状に対応して塑性変形し断面略楕円穴状に形成されるとともに、該回転規制部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。このように係合した回転規制部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との前述の相対回転が確実に規制されるようになっている。
【００２５】
また、本発明に係るコンポジット素材は、前述の切削工具用素材を用い、この切削工具用素材の前記一端を前記シャンク部の前記穴部に挿入した状態で、前記一端と前記穴部とが互いに緊密に嵌め合わされていることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係るコンポジット素材によれば、切削工具用素材の一端には前記回転規制部が形成されており、例えば、この一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして、これら一端と穴部とが互いに緊密に嵌め合わされている。従って、前述の切削工具用素材とシャンク部との相対回転が確実に規制される。また、このコンポジット素材をエンドミルやドリル等の切削工具として用いた場合に、切削加工の精度が安定して確保されるとともに、工具寿命が延長する。
【００２７】
また、本発明に係る切削工具は、前述のコンポジット素材を用い、このコンポジット素材の前記切削工具用素材の前記一端とは反対側を向く他端に切刃を形成したことを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る切削工具によれば、コンポジット素材の切削工具用素材に形成された切刃が被加工材を精度よく安定して切削加工するとともに、生産性が高められる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る切削工具用素材、コンポジット素材、切削工具によれば、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対回転を確実に防止でき、切削加工が精度よく安定して行え、工具寿命が延長する。
また、本発明に係る切削工具用素材の製造方法によれば、前述した切削工具用素材の製造が容易に行えるとともに製造コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る切削工具用素材を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る切削工具用素材を示す正面図及び側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る切削工具用素材を製造するプレス機械の金型部分を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る切削工具用素材を製造する手順を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係るコンポジット素材のシャンク部を示す側面図及び正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るコンポジット素材を製造する手順を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る切削工具の切刃部分を示す側面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る切削工具用素材を示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る切削工具用素材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係るコンポジット素材を製造する手順を説明する図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係るコンポジット素材を製造する手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施形態に係る切削工具用素材は、後述するように、シャンク部とともにコンポジット素材を構成する。また、このコンポジット素材に切刃を形成することで、エンドミル等の切削工具とされる。
例えば、切削工具用素材は、超硬合金やサーメット等の硬質材料からなり、シャンク部は、この切削工具用素材よりも硬度が低く比較的低廉なＳＵＳ、スチール、アルミニウム合金等の金属材料からなる。
【００３２】
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１、図２に示すように、第１の実施形態に係る切削工具用素材１０は、軸状をなし、その軸方向に直交する断面が略円形状に形成されている。また、切削工具用素材１０の外周面には、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部１１が複数形成されている。これらの凸部１１は、切削工具用素材１０の軸方向に沿った全長Ｌ１に亘り形成されており、その切削工具用素材１０の軸中心とは反対側を向く表面は平面１１Ａとされている。
【００３３】
また、これらの凸部１１は、軸周りに互いに間隔を開け配置されている。本実施形態では、凸部１１が、外周面の周方向に沿って等間隔を開け２つ形成されているとともに、これらの凸部１１の平面１１Ａ同士が、前記軸中心を挟んで平行に配置されている。また、これらの凸部１１が形成されることにより、切削工具用素材１０は、軸方向に直交する断面が非真円形状とされているとともに、これらの凸部１１が回転規制部１２とされている。
【００３４】
また、図２において、例えば、切削工具用素材１０の全長Ｌ１は、２０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲内に設定される。また、前記外周面の直径ｄは、１ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内に設定される。また、切削工具用素材１０の軸方向に直交する外形寸法Ｄ１は、前述の直径ｄと同一寸法若しくは該直径ｄよりも僅かに大きい寸法とされ、１ｍｍ〜１４ｍｍの範囲内に設定される。また、凸部１１の平面１１Ａにおいて、軸方向に直交する短手方向の寸法Ｗは、０．９ｍｍ〜２．１ｍｍの範囲内に設定され、平面１１Ａが前記外周面から突出する寸法Ｔは、０．０７ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内に設定される。また、好ましくは、寸法Ｗの直径ｄに対する比（Ｗ／ｄ）は、１５％〜３０％の範囲内に設定される。
【００３５】
また、例えば、直径ｄが２ｍｍ以上に設定される場合には、寸法Ｗは、１＋（ｄ−２．５）×０．１で算出される値の±０．１ｍｍ以内に設定されていることが望ましい。この場合、寸法Ｔは、Ｔ≒０．１に設定される。尚、本実施形態においては、前述の全長Ｌ１が２４ｍｍ程度とされ、直径ｄ及び外形寸法Ｄ１が３．６ｍｍ程度とされ、寸法Ｗが１．０５ｍｍ程度とされ、寸法Ｔが０．１ｍｍ程度とされている。
【００３６】
また、本実施形態では、前述の切削工具用素材１０を、メカプレスからなるプレス機械１００を用いて形成する。
図３に示すように、プレス機械１００は、鉛直方向に対向配置された一対の金型１０１，１０２を有している。金型１０１，１０２は、略直方体状をなし、互いに間隔を開け配置されるとともに、その対向する加工面１０１Ａ，１０２Ａが丸溝状に夫々形成されている。詳しくは、加工面１０１Ａ，１０２Ａは、金型１０１，１０２の外周面から窪まされるように、鉛直方向の断面が略半円弧状に夫々形成されており、互いに間隔を開け水平方向に平行に延びている。
【００３７】
また、図３において、加工面１０１Ａ，１０２Ａの幅方向の両端部分、すなわち、加工面１０１Ａ，１０２Ａの延在する方向及び鉛直方向に直交する方向の両端部分には、段部１０１Ｂ，１０２Ｂが夫々形成されている。段部１０１Ｂ，１０２Ｂは、互いに間隔を開け加工面１０１Ａ，１０２Ａの延在する方向に平行に延びており、帯状に夫々形成されている。
【００３８】
また、金型１０１，１０２の外周面において、前記幅方向の外方を向く壁面１０１Ｃ，１０２Ｃには、これらの壁面１０１Ｃ，１０２Ｃに密接するとともに壁面１０１Ｃ，１０２Ｃに対し面方向に沿って摺動可能なガイド１０３が夫々配設される。
また、図４は図３のＡ−Ａ断面におけるプレス機械１００の主要部分を表しており、図４（ｂ）に示されているように、金型１０１，１０２の外周面において、加工面１０１Ａ，１０２Ａの延在する方向の外方を向く壁面１０１Ｄ，１０２Ｄには、これらの壁面１０１Ｄ，１０２Ｄに密接するとともに壁面１０１Ｄ，１０２Ｄに対し面方向に沿って摺動可能なガイド１０４が夫々配設される。
【００３９】
また、金型１０１，１０２は、不図示の駆動部により互いに鉛直方向に接近離間可能とされている。そして、金型１０１，１０２が互いに離間した状態においては、金型１０１，１０２の間に切削工具用素材１０の母材Ｍが充填可能とされている。
また、図３は、金型１０１，１０２が互いに最も接近した状態を表しており、このように金型１０１，１０２が互いに最も接近した状態において、加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４に囲まれた空間が、切削工具用素材１０の外形をなすように設定されている。
【００４０】
次に、前述のプレス機械１００を用いて切削工具用素材１０を製造する手順について説明する。
まず、金型１０１，１０２を互いに離間させた状態で、金型１０１，１０２の間に、例えば、粉状の金属材料に結合剤を混錬してなる母材Ｍを配置する。すなわち、図４（ａ）に示すように、金型１０２に対し金型１０１を上方へ離間させた状態で、金型１０２、ガイド１０３及びガイド１０４に囲まれた略直方体穴状の空間に母材Ｍを充填する。
【００４１】
次いで、図４（ｂ）に示すように、金型１０１を金型１０２に接近させていくとともに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で母材Ｍを囲み、母材Ｍを圧縮していく。
さらに、図４（ｃ）に示すように、加工面１０１Ａ，１０２Ａ同士が互いに最も接近する位置まで金型１０１，１０２を接近させて、母材Ｍをより圧縮し、母材Ｍを切削工具用素材１０の形状に形成する。
【００４２】
詳しくは、金型１０１，１０２を互いに接近させ、母材Ｍをプレス加工して切削工具用素材１０の形状に形成する際、母材Ｍは加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４に囲まれた形状に対応して略円柱状に形成されるのだが、この切削工具用素材１０の外周面における前記幅方向の両端部分に対応する位置には、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部１１からなる回転規制部１２が形成されることとなる。
【００４３】
すなわち、母材Ｍは、前述のように圧縮されていく際に、図３に示すように、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で囲まれる略直方体穴状の凹部１０５にも充填されるとともに、切削工具用素材１０の外周面には、凹部１０５の形状に対応した凸部１１が形成される。
【００４４】
次いで、図４（ｄ）に示すように、金型１０１，１０２同士の間隔を変えずに、金型１０１，１０２とガイド１０３，１０４とを鉛直方向に相対的に移動させ、加工面１０１Ａ，１０２Ａの間に配置されている母材Ｍを、ガイド１０３，１０４の上端部分よりも上方に位置させる。
次いで、金型１０１を金型１０２から上方へ離間させて、切削工具用素材１０の形状に形成された母材Ｍを露出させ装置から取り出した後、焼結して、切削工具用素材１０が製造される。
【００４５】
次に、この切削工具用素材１０を用いたコンポジット素材８０について説明する。
切削工具用素材１０は、その軸方向に沿った一端を、図５に示すシャンク部５０の穴部５１に挿入してシャンク部５０に支持される。コンポジット素材８０は、切削工具用素材１０及びシャンク部５０により構成される。
【００４６】
図５に示すように、シャンク部５０は、軸状又は円柱状をなしており、その軸方向の片側の端部には、該端部の端面に開口するとともに該軸方向の内側へ向けて延びる円柱穴状の穴部５１が形成されている。また、穴部５１の最奥部には、略円錐穴状の空間５１Ａが形成されている。また、穴部５１の内径Ｄ２は、切削工具用素材１０の直径ｄよりも僅かに小さい寸法に設定されている。
【００４７】
尚、本実施形態においては、シャンク部５０の軸方向に沿った全長Ｌ２が、切削工具用素材１０の全長Ｌ１よりも大きく設定されている。
【００４８】
次に、前述の切削工具用素材１０及びシャンク部５０を用いてコンポジット素材８０を製造する手順について説明する。
まず、図１に示す切削工具用素材１０の軸方向に沿った一端を、図５に示すシャンク部５０の穴部５１に圧入して、図６（ａ）のように緊密に嵌合させる。
【００４９】
詳しくは、切削工具用素材１０の前記一端を、シャンク部５０の穴部５１に対して同軸となるように押し当て、強い力で押し入れる。すると、穴部５１の内周面は前記一端によって全周に亘って僅かずつ押し広げられるように塑性変形し、該穴部５１内に切削工具用素材１０の一端が押し込まれる。そして、図６（ａ）に示すように、切削工具用素材１０の一端が穴部５１の最奥部まで押し込まれた状態において、切削工具用素材１０のシャンク部５０に対する圧入が完了し、該切削加工用素材１０は、その一端をシャンク部５０の穴部５１に緊密に嵌合して支持されることになる。尚、この圧入の際、前記一端が穴部５１の内周面を削って切屑が生じた場合は、該切屑は穴部５１の最奥部の空間５１Ａに押し込まれ収納される。
【００５０】
次いで、図６（ｂ）に示すように、シャンク部５０の外周面において、軸方向の切削工具用素材１０を圧入した側の端部を、軸方向の外側から内側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面５４に形成する。図示の例では、テーパ面５４は、その他端の外径が切削工具用素材１０の外径と略同一とされているとともに、前記他端において滑らかに切削工具用素材１０の外周面に連なっている。また、テーパ面５４の軸方向に沿う長さＬ４は、シャンク部５０の穴部５１の軸方向に沿う長さＬ３以下とされている。すなわち、図示の例では、切削工具用素材１０において穴部５１に挿入された一端部分の長さがＬ３とされており、この長さＬ３が、前記長さＬ４よりも大きく設定されている。
【００５１】
このように、切削工具用素材１０及びシャンク部５０からなるコンポジット素材８０が製造される。尚、図示の例では、切削工具用素材１０の軸方向に沿った全長Ｌ１のうち、半分以上の部分がシャンク部５０の穴部５１に挿入されている。
【００５２】
次に、コンポジット素材８０を用いて切削工具９５を製造する手順について説明する。
図７に示すように、コンポジット素材８０の切削工具用素材１０の外周面に、略螺旋状の切刃９６を形成する。詳しくは、切削工具用素材１０の露出した外周面において、少なくとも軸方向に沿った他端部分（すなわち前記一端とは反対側の端部）に、切刃９６を形成する。
図示の例では、切削工具用素材１０に切刃９６を形成し、エンドミルからなる切削工具９５としている。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る切削工具用素材１０によれば、シャンク部５０の穴部５１に挿入されるその一端に、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部１２が形成されているので、この切削工具用素材１０の前記一端をシャンク部５０の穴部５１に圧入して該一端と穴部５１とを嵌め合わせ、コンポジット素材８０を形成した際、穴部５１の内周面が回転規制部１２の形状に対応し軸方向に直交する断面が非真円形状となるように変形して、前記一端の外周面に密接することから、切削工具用素材１０とシャンク部５０とが軸周りに相対移動することが確実に防止される。
【００５４】
従って、このコンポジット素材８０の切削工具用素材１０に切刃９６を形成して切削工具９５を製造し、この切削工具９５を切削加工に用いた場合に、切削工具９５に対し軸周りの切削負荷が作用しても、回転規制部１２が切削工具用素材１０とシャンク部５０との軸周りの相対回転を確実に規制するので、切削加工が精度よく安定して行えるとともに工具寿命が延長する。
【００５５】
また、従来のように、前述の相対回転を規制するため、切削工具用素材１０の前記一端における外周面を予め高精度に研磨加工した後、該一端をシャンク部５０の穴部５１に圧入するような手法に対比して、製造工程が簡便となるとともに、製造コストが大幅に削減される。
【００５６】
詳しくは、回転規制部１２は、切削工具用素材１０の外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部１１とされているので、この切削工具用素材１０の前記一端をシャンク部５０の穴部５１に圧入して嵌め合わせた際、穴部５１の内周面は、凸部１１の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部１１に密接するように係合して、前記一端と穴部５１とが緊密に嵌合する。このように係合した凸部１１と穴部５１の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材１０とシャンク部５０との前述の相対回転が確実に規制されるようになっている。
また、回転規制部１２がこのような凸部１１からなるので、母材Ｍをプレス機械１００により切削工具用素材１０の形状に形成する際に、凸部１１を容易に形成できる。
【００５７】
また、切削工具用素材１０の外周面には凸部１１が複数形成されているとともに、これらの凸部１１同士が、軸周りに互いに間隔を開け配置されているので、これらの凸部１１とシャンク部５０の穴部５１の内周面とが夫々に係合して、前述の抵抗が充分に確保でき、切削工具用素材１０とシャンク部５０との相対回転がより確実に規制される。
【００５８】
また、本実施形態に係る切削工具用素材１０の製造方法によれば、母材Ｍをプレス加工して切削工具用素材１０の形状に形成するときに、この切削工具用素材１０の外周面における前記幅方向の両端部分に対応する位置に、前記外周面から突出するとともに切削工具用素材１０の軸方向に沿って延びる凸部１１からなる回転規制部１２を形成することとしているので、既存のプレス機械１００を用いたプレス加工により、回転規制部１２を容易に形成できる。
【００５９】
すなわち、一対の金型１０１，１０２が互いに最も接近した状態において、これらの金型１０１，１０２同士の間に、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４に囲まれる略直方体穴状の凹部１０５が形成されるようになっているので、プレス加工の際、この凹部１０５に母材Ｍが充填されるとともに、この凹部１０５の形状に対応した凸部１１が簡便に形成される。従って、回転規制部１２を備えた切削工具用素材１０の製造が容易に行え、製造コストが大幅に削減する。
【００６０】
また、このように形成されたコンポジット素材８０をエンドミルからなる切削工具９５として用いているので、切削加工の精度が安定して確保されるとともに、工具寿命が延長する。
また、コンポジット素材８０の切削工具用素材１０に形成された切刃９６が被加工材を精度よく安定して切削加工するとともに、生産性が高められる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６２】
図８に示すように、第２の実施形態に係る切削工具用素材２０は、軸状をなし、その軸方向に直交する断面が略円形状に形成されている。また、切削工具用素材２０の外周面には、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部２１が複数形成されている。これらの凸部２１は、切削工具用素材２０の軸方向に沿った全長に亘り形成されている。
【００６３】
また、凸部２１は、第１突起２２と、この第１突起２２の軸方向に沿った一端側に配置されるとともに切削工具用素材２０の外周面から突出する高さが第１突起２２より高い第２突起２３と、第１、第２突起２２，２３の間に形成された段部２４と、を有している。
【００６４】
詳しくは、第２突起２３及び段部２４は、切削工具用素材２０の外周面における軸方向に沿った一端部分に形成され、第１突起２２は、前記外周面における軸方向に沿った中央部分及び他端部分に形成されている。また、第１突起２２の切削工具用素材２０の軸中心とは反対側を向く表面は平面２２Ａとされ、第２突起２３の前記軸中心とは反対側を向く表面は平面２３Ａとされている。
【００６５】
また、これらの凸部２１は、軸周りに互いに間隔を開け配置されている。本実施形態では、凸部２１が、外周面の周方向に沿って等間隔を開け２つ形成されているとともに、これらの凸部２１の平面２２Ａ，２２Ａ同士及び平面２３Ａ，２３Ａ同士が、前記軸中心を挟んで平行に夫々配置されている。また、これらの凸部２１が形成されることにより、切削工具用素材２０は、軸方向に直交する断面が非真円形状とされているとともに、これらの凸部２１が回転規制部１２とされている。
【００６６】
次に、この切削工具用素材２０を製造する手順について説明する。
切削工具用素材２０は、前述の実施形態と同様に、プレス機械１００を用いて製造される。
プレス機械１００は、金型１０１，１０２を互いに最も接近させた状態で、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で囲まれる凹部１０５を、凸部２１に対応する形状に予め設定しておく。
【００６７】
このプレス機械１００を用いて、互いに離間した状態の金型１０１，１０２の間に母材Ｍを配置した後、金型１０１を金型１０２に接近させていくとともに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で母材Ｍを囲み、母材Ｍを圧縮していく。
さらに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ同士が互いに最も接近する位置まで金型１０１，１０２を接近させて、母材Ｍをより圧縮し、母材Ｍを切削工具用素材２０の形状に形成する。
【００６８】
詳しくは、金型１０１，１０２を互いに接近させ、母材Ｍをプレス加工して切削工具用素材２０の形状に形成する際、母材Ｍは加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４に囲まれた形状に対応して略円柱状に形成されるのだが、この切削工具用素材２０の外周面における前記幅方向の両端部分に対応する位置には、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部２１からなる回転規制部１２が形成されることとなる。
【００６９】
また、シャンク部５０として、穴部５１の内径Ｄ２が、切削工具用素材２０の外形寸法Ｄ１よりも僅かに大きい寸法に設定されたものを用いる。詳しくは、シャンク部５０において、穴部５１の内径Ｄ２を、切削工具用素材２０の第２突起２３における一対の平面２３Ａ同士の間の距離よりも僅かに大きく設定しておく。
そして、切削工具用素材２０の軸方向に沿った一端を、シャンク部５０の穴部５１に挿入し、前記一端を穴部５１の最奥部に突き当てた状態で、このシャンク部５０を、メカプレス等のプレス加工や絞り等のかしめ加工などにより縮径させるとともに穴部５１の内径Ｄ２を縮小させ、この穴部５１の内周面を、切削工具用素材２０の外周面に密接するように塑性変形させ、前記一端と穴部５１とを互いに嵌め合わせる。
このようにして、コンポジット素材８０が製造される。
また、このコンポジット素材８０の切削加工用素材２０に切刃９６を形成することで、切削工具９５が製造される。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係る切削工具用素材２０によれば、凸部２１が、外周面から突出する高さが互いに異なる第１、第２突起２２，２３と、第１、第２突起２２，２３の間に形成された段部２４と、を有しているので、この切削工具用素材２０の一端をシャンク部５０の穴部５１に挿入しプレス加工やかしめ加工等により嵌め合わせた際、穴部５１の内周面は、凸部２１の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部２１に密接するように係合して、前記一端と穴部５１とが緊密に嵌合する。詳しくは、穴部５１の内周面は、凸部２１の第１、第２突起２２，２３及び段部２４の形状に対応して、多段状に窪まされる。
【００７１】
このように係合した凸部２１と穴部５１の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材２０とシャンク部５０との軸周りの相対回転が確実に規制される。さらに、凸部２１において、第２突起２３が第１突起２２の軸方向に沿った一端側に配置されているので、段部２４が軸方向の他端側を向くこととなり、この段部２４に穴部５１の内周面が接触し抵抗となって、切削工具用素材２０とシャンク部５０との軸方向に沿った相対移動が規制される。特に、切削工具用素材２０が、シャンク部５０の穴部５１から軸方向に沿った他端側へ抜け出るようなことが確実に防止される。
また、回転規制部１２がこのような凸部２１からなるので、母材Ｍをプレス機械１００により切削工具用素材２０の形状に形成する際に、凸部２１を容易に形成できる。
【００７２】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
図９に示すように、第３の実施形態に係る切削工具用素材３０は、軸状をなし、その外周面には、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部３１が複数形成されている。これらの凸部３１は、切削工具用素材３０の軸方向に沿った全長に亘り形成されており、その切削工具用素材３０の軸中心とは反対側を向く表面は平面３１Ａとされている。
【００７４】
また、これらの凸部３１は、軸周りに互いに間隔を開け配置されている。本実施形態では、凸部３１が、外周面の周方向に沿って等間隔を開け２つ形成されているとともに、これらの凸部３１の平面３１Ａ同士が、前記軸中心を挟んで平行に配置されている。
また、凸部３１は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面の周方向に沿う幅が狭くなるテーパ状に形成されている。詳しくは、凸部３１の平面３１Ａは、一端側から他端側へ向かうに従い漸次前記短手方向の寸法Ｗが低減するように、略台形状に夫々形成されている。
【００７５】
尚、切削工具用素材３０の一端側の端部における寸法Ｗは、他端側の端部における寸法Ｗに対して、１倍を超え１．２倍以下の範囲内に設定される。本実施形態においては、一端側の端部における寸法Ｗが、他端側の端部における寸法Ｗに対して、１倍を超え１．１倍以下の範囲内に設定されている。
【００７６】
また、これらの凸部３１が形成されることにより、切削工具用素材３０は、軸方向に直交する断面が非真円形状とされているとともに、これらの凸部３１が回転規制部１２とされている。
また、図示の例では、切削工具用素材３０は、その直径ｄが軸方向に沿って一端側から他端側に向かうに連れ漸次縮径するように形成されている。詳しくは、切削工具用素材３０の一端側の端部における直径ｄは、他端側の端部における直径ｄに対して、１．１倍〜１．３倍の範囲内に設定される。本実施形態においては、一端側の端部における直径ｄが、他端側の端部における直径ｄに対して、１．２倍程度に設定されている。
【００７７】
尚、凸部３１はテーパ状に形成されていればよく、例えば、凸部３１が、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面から突出する高さＴが低くなるテーパ状に形成されていることとしても構わない。この場合、切削工具用素材３０の一端側の端部における高さＴは、他端側の端部における高さＴに対して、１倍を超え１．２倍以下の範囲内に設定される。より好ましくは、一端側の端部における高さＴが、他端側の端部における高さＴに対して、１倍を超え１．１倍以下の範囲内に設定される。
【００７８】
本実施形態の切削工具用素材３０も、前述の実施形態と同様に、プレス機械１００を用いて製造される。
プレス機械１００は、金型１０１，１０２を互いに最も接近させた状態で、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で囲まれる凹部１０５を、凸部３１に対応する形状に予め設定しておく。
【００７９】
このプレス機械１００を用いて、互いに離間した状態の金型１０１，１０２の間に母材Ｍを配置した後、金型１０１を金型１０２に接近させていくとともに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ、段部１０１Ｂ，１０２Ｂ、ガイド１０３，１０４で母材Ｍを囲み、母材Ｍを圧縮していく。
さらに、加工面１０１Ａ，１０２Ａ同士が互いに最も接近する位置まで金型１０１，１０２を接近させて、母材Ｍをより圧縮し、母材Ｍを切削工具用素材３０の形状に形成して装置から取り出した後、焼結して、切削工具用素材３０が製造される。
【００８０】
また、シャンク部５０として、穴部５１の内径Ｄ２が、切削工具用素材３０の外形寸法Ｄ１よりも僅かに大きい寸法に設定されたものを用いる。詳しくは、シャンク部５０において、穴部５１の内径Ｄ２を、切削工具用素材３０の一端側の端部における一対の平面３１Ａ同士の間の距離よりも僅かに大きく設定しておく。
そして、切削工具用素材３０の軸方向に沿った一端を、シャンク部５０の穴部５１に挿入し、前記一端を穴部５１の最奥部に突き当てた状態で、このシャンク部５０を、プレス加工やかしめ加工等により縮径させるとともに穴部５１の内径Ｄ２を縮小させ、この穴部５１の内周面を、切削工具用素材３０の外周面に密接するように塑性変形させ、前記一端と穴部５１とを互いに嵌め合わせる。
このようにして、コンポジット素材８０が製造される。
また、このコンポジット素材８０の切削加工用素材３０に切刃９６を形成することで、切削工具９５が製造される。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態に係る切削工具用素材３０によれば、凸部３１が、前述のようにテーパ状に形成されているので、この切削工具用素材３０の一端をシャンク部５０の穴部５１に挿入しプレス加工やかしめ加工等により嵌め合わせた際、穴部５１の内周面は、凸部３１の形状に対応して塑性変形し窪まされるとともに該凸部３１に密接するように係合して、前記一端と穴部５１とが緊密に嵌合する。すなわち、穴部５１の内周面は、凸部３１のテーパ形状に対応して、テーパ状に窪まされる。このように係合した凸部３１と穴部５１の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材３０とシャンク部５０との軸周りの相対回転が確実に規制される。ここで、凸部３１は、軸方向に沿った一端側から他端側に向かうに従い漸次前記外周面の周方向に沿う幅（すなわち寸法Ｗ）が狭くなるか、漸次前記外周面から突出する高さＴが低くなるテーパ状に形成されているので、切削工具用素材３０が、シャンク部５０の穴部５１から軸方向に沿った他端側へ抜け出るようなことが確実に防止される。
また、切削工具用素材３０が、軸方向に沿って一端側から他端側に向かうに連れ漸次その直径ｄが縮径するように形成されているので、該切削工具用素材３０が前述のように抜け出ることが、より確実に防止される。
【００８２】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
図１０に示すように、第４の実施形態に係るコンポジット素材８５は、前述の切削工具用素材１０（２０，３０）及びシャンク部６０から構成される。
シャンク部６０は、略円筒状をなしており、軸方向に沿って該シャンク部６０を貫通する孔部（穴部）６１が形成されている。また、孔部６１の内径Ｄ２は、切削工具用素材１０（２０，３０）の直径ｄよりも僅かに小さい寸法に設定されている。尚、本実施形態においては、シャンク部６０の軸方向に沿った全長Ｌ２が、切削工具用素材１０（２０，３０）の全長Ｌ１よりも小さく設定されている。
【００８４】
次に、切削工具用素材１０（２０，３０）及びシャンク部６０を用いてコンポジット素材８５を製造する手順について説明する。
まず、切削工具用素材１０（２０，３０）の軸方向に沿った一端を、シャンク部６０の孔部６１に圧入して、図１０（ａ）のように緊密に嵌合させる。
【００８５】
詳しくは、切削工具用素材１０（２０，３０）の一端を、シャンク部６０の孔部６１に対して同軸となるように他端側から押し当て、強い力で押し入れる。すると、孔部６１の内周面は前記一端によって全周に亘って僅かずつ押し広げられるように塑性変形し、該孔部６１内に切削工具用素材１０（２０，３０）の一端が押し込まれる。次いで、さらにこの切削工具用素材１０（２０，３０）を孔部６１内に押し込んでいくとともに該孔部６１の内周面を塑性変形させながら、図１０（ａ）に示すように、切削工具用素材１０（２０，３０）の一端側の端面とシャンク部６０の一端側の端面とが面一となるように、該切削工具用素材１０（２０，３０）を孔部６１内に軸方向に沿って突き通す。このように、切削工具用素材１０（２０，３０）の一端側の端面とシャンク部６０の一端側の端面とが面一にされた状態において、切削工具用素材１０（２０，３０）のシャンク部６０に対する圧入が完了し、該切削加工用素材１０（２０，３０）は、その一端及び軸方向の中央部分をシャンク部６０の孔部６１に緊密に嵌合して支持される。また、この状態で、切削工具用素材１０（２０，３０）における軸方向の他端部は、外部に露出されている。
【００８６】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、シャンク部６０の外周面における軸方向に沿った他端部分を、軸方向の他端側から一端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面６４に形成する。図示の例では、テーパ面６４は、その他端の外径が切削工具用素材１０（２０，３０）の外径と略同一とされているとともに、前記他端において滑らかに切削工具用素材１０（２０，３０）の外周面に連なっている。
このように、切削工具用素材１０（２０，３０）及びシャンク部６０からなるコンポジット素材８５が製造される。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態に係るコンポジット素材８５によれば、切削工具用素材１０（２０，３０）を支持するシャンク部６０の孔部６１が、該シャンク部６０を軸方向に貫通して形成されているので、孔部６１の内周面と切削工具用素材１０（２０，３０）の外周面とが互いに接触して生じる抵抗が大幅に増大する。従って、切削工具用素材１０（２０，３０）とシャンク部６０との軸周りの相対回転及び軸方向の相対移動が確実に防止される。また、超硬合金等からなる切削工具用素材１０（２０，３０）がコンポジット素材８５の全長に亘り配設されることから、コンポジット素材８５の剛性が増し、切削負荷に対する強度が充分に確保される。
【００８８】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
図１１に示すように、第５の実施形態に係るコンポジット素材９０は、切削工具用素材４０及びシャンク部７０から構成される。
本実施形態の切削工具用素材４０は、略多段円柱状をなし、軸方向に沿った一端部分が小径部４１とされ、軸方向に沿った他端部分が大径部４２とされている。また、切削工具用素材４０の軸方向に沿う中央部分には、軸方向の他端側から一端側へ向かうに従い漸次縮径するテーパ面４３が形成されている。また、切削工具用素材４０の小径部４１には、軸方向に沿って延びる凸部（不図示）が互いに周方向に間隔を開け複数形成されており、これらの凸部により、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部１２が形成されている。
【００９０】
また、シャンク部７０は、略円柱状をなし、その他端部分には、軸方向に沿って延びる略円柱穴状の穴部７１が他端側の端面に開口し形成されている。また、穴部７１における他端（すなわち開口部）には、前記端面から一端側へ向かうに従い漸次縮径するテーパ面７２が形成されている。また、穴部７１の内径Ｄ２は、切削工具用素材４０の小径部４１における直径ｄよりも僅かに小さく設定されている。また、シャンク部７０の外径は、切削工具用素材４０の外径よりも若干大きく設定されている。
【００９１】
次に、前述の切削工具用素材４０及びシャンク部７０を用いてコンポジット素材９０を製造する手順について説明する。
まず、切削工具用素材４０の小径部４１を、シャンク部７０の穴部７１に圧入して、図１１（ａ）のように緊密に嵌合させる。
【００９２】
詳しくは、切削工具用素材４０の小径部４１の一端を、シャンク部７０の穴部７１に対して同軸となるように押し当て、強い力で押し入れる。すると、穴部７１の内周面は前記一端によって全周に亘って僅かずつ押し広げられるように塑性変形し、該穴部７１内に切削工具用素材４０の一端が押し込まれる。そして、図１１（ａ）に示すように、切削工具用素材４０の一端が穴部７１の最奥部まで押し込まれた状態において、切削工具用素材４０のテーパ面４３が穴部７１のテーパ面７２に当接して、切削工具用素材４０のシャンク部７０に対する圧入が完了し、該切削加工用素材４０は、その一端をシャンク部７０の穴部７１に緊密に嵌合して支持される。
【００９３】
次いで、シャンク部７０の外周面を切削加工して、図１１（ｂ）に示すように、シャンク部７０の外径と切削工具用素材４０における大径部４２の外径とが同一になるように形成する。尚、シャンク部７０及び切削工具用素材４０の両部材の外周面を切削加工して、これらの外径が同一になるように形成してもよい。これにより、切削工具用素材４０の外周面とシャンク部７０の外周面との間に段差や傾斜部分が形成されることなく、これらの外周面同士が軸方向に連結される。
このように、切削工具用素材４０及びシャンク部７０からなるコンポジット素材９０が製造される。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態に係るコンポジット素材９０によれば、前述の実施形態と同様に、切削工具用素材４０とシャンク部７０との軸周りの相対回転が確実に防止される。また、切削工具用素材４０の外径とシャンク部７０の外径とが同一に形成され、シャンク部７０の外周面と切削工具用素材４０の外周面との間に段差や傾斜部分が形成されることなくこれらの外周面同士が連結しているので、このコンポジット素材９０の切削工具用素材４０に切刃９６を形成して切削工具９５を製造し、この切削工具９５を切削加工に用いた際、被加工材を切削して生じた切粉や切屑が前記段差や傾斜部分に当たることがない。従って、これらの切粉や切屑がよりスムースに排出されて、切削工具９５による切削加工が精度よく安定して行える。
【００９５】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前述の実施形態では、コンポジット素材８０，８５，９０に切刃９６を形成することで、エンドミルからなる切削工具９５が形成されることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、切削工具９５は、切刃９６を有するエンドミル以外のドリル等であっても構わない。
【００９６】
また、前述の実施形態では、切削工具用素材の外周面に凸部が複数形成されていることとしたが、凸部は、前記外周面に１つのみ形成されていることとしてもよい。
また、凸部は、前記外周面において切削工具用素材の軸方向に沿った全長に亘り形成されていることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、凸部は、少なくともシャンク部の穴部に挿入される切削工具用素材の一端に形成されていればよいことから、前記外周面における一部にのみ形成されていてもよい。
また、凸部において、その切削工具用素材の軸中心とは反対側を向く表面は平面とされていることとしたが、前記表面は曲面に形成されていても構わない。
【００９７】
また、前述の実施形態で説明した全長Ｌ１、全長Ｌ２、寸法Ｗ、寸法Ｔ、直径ｄ、外形寸法Ｄ１、内径Ｄ２、長さＬ３、長さＬ４等の各種寸法・角度等は任意の値であり、説明した各数値範囲内に限定されるものではない。
【００９８】
また、切削工具用素材は、メカプレス（機械式プレス）からなるプレス機械１００を用いて形成されることとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、液圧式プレスからなるプレス機械を用いても構わない。また、このようなプレス機械を用いずに、押出加工により切削工具用素材の形状に形成することとしても構わない。
【００９９】
また、前述の実施形態では、回転規制部１２は、切削工具用素材１０，２０，３０，４０の外周面から突出する凸部であることとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、回転規制部１２は、軸方向に直交する断面が非真円形状をなすとともに、切削工具用素材とシャンク部との軸周りの相対移動を規制するように形成されていればよいことから、例えば、軸方向に直交する断面が楕円形状とされていてもよい。
【０１００】
このように、回転規制部１２が、軸方向に直交する断面が楕円形状とされた場合は、切削工具用素材の一端をシャンク部の穴部に圧入したり、該一端を穴部に挿入しプレス加工やかしめ加工等を施したりして嵌め合わせた際、穴部の内周面が、回転規制部の楕円形状に対応して塑性変形し断面略楕円穴状に形成されるとともに、該回転規制部に密接するように係合して、前記一端と前記穴部とが緊密に嵌合する。このように係合した回転規制部と穴部の内周面とが互いに接触し抵抗となることから、切削工具用素材とシャンク部との前述の相対回転が確実に規制される。
【０１０１】
また、第１、第４、第５の実施形態では、切削工具用素材において回転規制部１２が形成された一端をシャンク部の穴部に圧入して緊密に嵌合させることとしたが、嵌合の手法は、圧入に限定されるものではない。すなわち、圧入の代わりに、例えば、前述したプレス加工やかしめ加工等を施すことによって、切削工具用素材の前記一端をシャンク部の穴部に緊密に嵌合させることとしてもよく、或いは、それ以外の手法を用いても構わない。
【符号の説明】
【０１０２】
１０，２０，３０，４０ 切削工具用素材
１１，２１，３１ 凸部
１２ 回転規制部
２２ 第１突起
２３ 第２突起
２４ 段部
５０，６０，７０ シャンク部
５１，７１ 穴部
６１ 孔部（穴部）
８０，８５，９０ コンポジット素材
９５ 切削工具
９６ 切刃
１０１，１０２ 金型
Ｍ 母材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状をなし、その一端をシャンク部の穴部に挿入して前記シャンク部に支持される切削工具用素材であって、
前記一端には、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部が形成されていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項２】
請求項１に記載の切削工具用素材であって、
前記回転規制部は、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部であることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項３】
請求項２に記載の切削工具用素材であって、
前記凸部は複数形成されているとともに、軸周りに互いに間隔を開け配置されていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の切削工具用素材であって、
前記凸部は、第１突起と、この第１突起の軸方向に沿った一端側に配置されるとともに前記外周面から突出する高さが該第１突起より高い第２突起と、前記第１、第２突起の間に形成された段部と、を有していることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の切削工具用素材であって、
前記凸部は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面の周方向に沿う幅が狭くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の切削工具用素材であって、
前記凸部は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面から突出する高さが低くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項７】
請求項１に記載の切削工具用素材であって、
前記回転規制部は、軸方向に直交する断面が楕円形状とされていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の切削工具用素材を用い、この切削工具用素材の前記一端を前記シャンク部の前記穴部に挿入した状態で、前記一端と前記穴部とが互いに緊密に嵌め合わされていることを特徴とするコンポジット素材。
【請求項９】
請求項８に記載のコンポジット素材を用い、このコンポジット素材の前記切削工具用素材の前記一端とは反対側を向く他端に切刃を形成したことを特徴とする切削工具。
【請求項１０】
請求項１から６のいずれか一項に記載の切削工具用素材の製造方法であって、
対向配置された一対の金型の間に母材を配置する工程と、
これらの金型を互いに接近させ、前記母材をプレス加工して切削工具用素材の形状に形成するときに、この切削工具用素材の外周面における前記金型同士の対向する方向に直交する方向に対応する位置に、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部からなる前記回転規制部を形成する工程と、を備えることを特徴とする切削工具用素材の製造方法。
【請求項１】
軸状をなし、その一端をシャンク部の穴部に挿入して前記シャンク部に支持される切削工具用素材であって、
前記一端には、軸方向に直交する断面が非真円形状をなす回転規制部が形成されていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項２】
請求項１に記載の切削工具用素材であって、
前記回転規制部は、外周面から突出するとともに軸方向に沿って延びる凸部であることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項３】
請求項２に記載の切削工具用素材であって、
前記凸部は複数形成されているとともに、軸周りに互いに間隔を開け配置されていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の切削工具用素材であって、
前記凸部は、第１突起と、この第１突起の軸方向に沿った一端側に配置されるとともに前記外周面から突出する高さが該第１突起より高い第２突起と、前記第１、第２突起の間に形成された段部と、を有していることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の切削工具用素材であって、
前記凸部は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面の周方向に沿う幅が狭くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の切削工具用素材であって、
前記凸部は、軸方向に沿う一端側から他端側に向かうに連れ漸次前記外周面から突出する高さが低くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項７】
請求項１に記載の切削工具用素材であって、
前記回転規制部は、軸方向に直交する断面が楕円形状とされていることを特徴とする切削工具用素材。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の切削工具用素材を用い、この切削工具用素材の前記一端を前記シャンク部の前記穴部に挿入した状態で、前記一端と前記穴部とが互いに緊密に嵌め合わされていることを特徴とするコンポジット素材。
【請求項９】
請求項８に記載のコンポジット素材を用い、このコンポジット素材の前記切削工具用素材の前記一端とは反対側を向く他端に切刃を形成したことを特徴とする切削工具。
【請求項１０】
請求項１から６のいずれか一項に記載の切削工具用素材の製造方法であって、
対向配置された一対の金型の間に母材を配置する工程と、
これらの金型を互いに接近させ、前記母材をプレス加工して切削工具用素材の形状に形成するときに、この切削工具用素材の外周面における前記金型同士の対向する方向に直交する方向に対応する位置に、前記外周面から突出するとともに前記軸方向に沿って延びる凸部からなる前記回転規制部を形成する工程と、を備えることを特徴とする切削工具用素材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２４０７９６（Ｐ２０１０−２４０７９６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９４０８３（Ｐ２００９−９４０８３）
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（５０５０２１０２７）ＭＭＣハードマテリアル株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（５０５０２１０２７）ＭＭＣハードマテリアル株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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