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JP5301307B2 - Single crystal diamond end mill and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To further improve the durability of a single-crystal diamond end mill including a cutting edge and a rake face formed by use of artificial diamond which can provide stable quality as a material by improving the wear resistance thereof. <P>SOLUTION: A first ridge line 66 part of a regular square pole-like diamond material 64 is fitted to a V-shaped groove 62 provided in parallel to a tool axis O in a tool body 52, and a pair of side surfaces 68 adjacent to the first ridge line 66 is positioned and integrally fixed to be closely fitted respectively to a pair of wall surfaces of the V-shaped groove 62. A rake face 72 is formed by removing a second ridge line 70 part located in a diagonal position relative to the first ridge line 66, and one side edge of the rake face 72 is used as a peripheral cutting edge 74. Thus, the wear resistance of the peripheral cutting edge 74 is improved, compared with the case of using a ridge line of artificial diamond as the peripheral cutting edge as it is, and the durability is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は単結晶ダイヤモンドエンドミルに係り、特に、耐摩耗性を改善して耐久性を一層向上させる技術に関するものである。   The present invention relates to a single crystal diamond end mill, and more particularly to a technique for further improving durability by improving wear resistance.

軸状の工具本体の先端取付部にダイヤモンドチップが一体的に固設され、工具軸心Oまわりに回転駆動されることによりそのダイヤモンドチップに設けられた切れ刃で切削加工を行うダイヤモンドエンドミルが知られている(特許文献1参照)。そして、このようなダイヤモンドとして、単結晶の人工ダイヤモンドを素材として使用することが考えられている。単結晶の人工ダイヤモンドは、基本的に6つの{100}面を備える六面体形状、すなわち隣接する面が互いに直角な立方体や直方体で、一般に天然ダイヤモンドに比べて耐摩耗性は劣るものの、個々のばらつきが小さく、安定した品質が得られる。   A diamond end mill is known in which a diamond tip is integrally fixed to a tip attachment portion of a shaft-shaped tool body, and is rotated around a tool axis O to perform cutting with a cutting edge provided on the diamond tip. (See Patent Document 1). As such a diamond, it is considered to use a single crystal artificial diamond as a material. Single crystal artificial diamond is basically a hexahedron shape with six {100} faces, that is, a cube or a rectangular parallelepiped whose adjacent faces are perpendicular to each other. Is small and stable quality can be obtained.

特開平7−204922号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-204922

図4は、未だ公知ではないが、上記人工ダイヤモンドを使用したエンドミルの一例を説明する図で、(a) の人工ダイヤモンド10は全ての平面12が{100}面にて構成されている板状の六面体形状を成しており、(b) に示すように先端取付部に工具軸心Oと平行な平坦なチップ取付座14が形成された工具本体16に対し、(c) に示すように銀ろう等を介して一体的に固設され、工具軸心Oと平行な稜線の一つが外周刃18として用いられる。また、その外周刃18に連続する先端の稜線が底刃20として用いられ、上面がすくい面22として機能する。すなわち、このような人工ダイヤモンド10は加工が困難なことから、{100}面の一つをそのまますくい面22として使用し、そのすくい面22の端縁に位置する稜線を外周刃18および底刃20として使用するのである。これ等の外周刃18および底刃20には、それぞれ必要に応じて逃げが設けられるとともに、外周刃18と反対側の先端部には干渉回避のために面取り状の逃げ24が設けられる。   FIG. 4 is a view for explaining an example of an end mill using the artificial diamond, which is not yet known. The artificial diamond 10 in FIG. 4 (a) is a plate shape in which all planes 12 are constituted by {100} planes. As shown in (c), the tool body 16 is formed with a flat tip mounting seat 14 parallel to the tool axis O at the tip mounting portion as shown in (b). One of the ridge lines that are integrally fixed via a silver solder or the like and parallel to the tool axis O is used as the outer peripheral blade 18. Further, the ridge line at the tip continuous with the outer peripheral blade 18 is used as the bottom blade 20, and the upper surface functions as the rake face 22. That is, since such an artificial diamond 10 is difficult to process, one of the {100} faces is used as the rake face 22 as it is, and the ridge line located at the edge of the rake face 22 is used as the outer peripheral edge 18 and the bottom edge. It is used as 20. These outer peripheral blade 18 and bottom blade 20 are provided with relief as needed, and a chamfered relief 24 is provided at the tip opposite to the outer peripheral blade 18 to avoid interference.

上記『{・・・}』はミラー指数で、原子が一定の配列で配置されている結晶面を表している。また、図3の(d) に示す人工ダイヤモンド30は、角部に面取り状平面32を有する形状を成しているが、この面取り状平面32は、人工ダイヤモンド30の製造条件等によって生じるものであり、本明細書では、このような面取り状平面32を有する人工ダイヤモンド30を含めて基本的に六面体形状の単結晶の人工ダイヤモンドと称して説明する。   The “{...}” Is a Miller index and represents a crystal plane in which atoms are arranged in a fixed arrangement. Further, the artificial diamond 30 shown in FIG. 3D has a shape having a chamfered plane 32 at the corner, and this chamfered plane 32 is generated depending on the manufacturing conditions of the artificial diamond 30 and the like. In the present specification, including the artificial diamond 30 having such a chamfered flat surface 32, it will be basically referred to as a hexahedral monocrystalline artificial diamond.

ところで、前記{100}面は原子が比較的密であるため、すくい面22については優れた耐摩耗性が得られるものの、{100}面と平行で且つ稜線と平行な方向、すなわち稜線と平行なxyzの3軸方向の研磨に対しては耐摩耗性が低く、そのような3軸の何れかの方向(図4の(c) ではz軸方向)に研磨作用が働く外周刃18や底刃20が摩耗し易く、必ずしも期待通りの耐久性が得られないという問題があった。   By the way, since the {100} plane has relatively dense atoms, the rake face 22 has excellent wear resistance, but is parallel to the {100} plane and parallel to the ridgeline, that is, parallel to the ridgeline. The outer peripheral blade 18 and the bottom, which have a low abrasion resistance against the xyz triaxial polishing, and have a polishing action in any one of the three axes (the z axis direction in FIG. 4 (c)). There was a problem that the blade 20 was easily worn and the expected durability could not be obtained.

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、安定した品質が得られる人工ダイヤモンドを素材として切れ刃およびすくい面が設けられたダイヤモンドチップを有する単結晶ダイヤモンドエンドミルの耐摩耗性を改善して耐久性を一層向上させることにある。   The present invention has been made in the background of the above circumstances. The object of the present invention is to provide a single crystal diamond end mill having a diamond tip provided with a cutting edge and a rake face made of an artificial diamond capable of obtaining stable quality. It is to improve the wear resistance and further improve the durability.

第1発明は、基本的に6つの{100}面を備える六面体形状の単結晶の人工ダイヤモンドを素材として切れ刃およびすくい面が設けられたダイヤモンドチップが、軸状の工具本体の先端取付部に一体的に固設されており、工具軸心Oまわりに回転駆動されることによりその切れ刃で切削加工を行う単結晶ダイヤモンドエンドミルにおいて、(a) 前記先端取付部には、工具軸心Oと直角な断面が直角V字形状を成すV字溝がその工具軸心Oと平行に設けられ、前記六面体形状の人工ダイヤモンドの第1稜線部分がそのV字溝内に嵌め入れられるとともに、その第1稜線に隣接する一対の側面がV字溝の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めされて一体的に固設されている一方、(b) 前記V字溝に嵌め入れられる前記第1稜線に対して対角位置の第2稜線部分が除去されることにより前記すくい面が形成され、そのすくい面の端縁が前記切れ刃として用いられることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a diamond tip provided with a cutting edge and a rake face made of hexagonal single crystal artificial diamond having six {100} faces as a material is provided at the tip attachment portion of an axial tool body. In a single crystal diamond end mill that is integrally fixed and is rotated around the tool axis O to perform cutting with its cutting edge. (A) The tip mounting portion includes a tool axis O and A V-shaped groove having a right-angled cross-section forming a right-angled V-shape is provided in parallel with the tool axis O, and the first ridge portion of the hexagonal artificial diamond is fitted into the V-shaped groove. A pair of side surfaces adjacent to one ridge line are positioned and fixed integrally so as to be in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove, respectively. (B) The first ridge line fitted into the V-shaped groove. Versus Said rake face is formed by the second ridge line portion of the position is removed, the edge of the rake face characterized in that it is used as the cutting edge.

第2発明は、第1発明の単結晶ダイヤモンドエンドミルにおいて、前記すくい面は、前記第2稜線を挟んで対称的に除去されることにより形成された平坦な{110}面、或いはその{110}面から±10°の範囲内で傾斜するように前記第2稜線を挟んで非対称に除去されることにより形成された平坦面であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the single crystal diamond end mill of the first aspect, the rake face is a flat {110} plane formed by being removed symmetrically across the second ridgeline, or its {110} It is a flat surface formed by being removed asymmetrically across the second ridge line so as to incline within a range of ± 10 ° from the surface.

第3発明は、第1発明または第2発明の単結晶ダイヤモンドエンドミルにおいて、前記V字溝は、工具軸心Oと直角な断面においてその工具軸心OとV字溝の溝底頂点とを通る直線とV字溝の中心線Sとが一致、或いは±10°の範囲内で傾斜する姿勢で設けられていることを特徴とする。   A third invention is the single crystal diamond end mill according to the first or second invention, wherein the V-shaped groove passes through the tool axis O and the groove bottom vertex of the V-shaped groove in a cross section perpendicular to the tool axis O. It is characterized in that the straight line and the center line S of the V-shaped groove coincide with each other or are inclined in a range of ± 10 °.

第4発明は、第1発明〜第3発明の何れかの単結晶ダイヤモンドエンドミルにおいて、前記人工ダイヤモンドの素材は四角柱形状を成していて、その四角柱形状の中心線が工具軸心Oと平行となる姿勢で前記V字溝に一体的に固設されていることを特徴とする。   A fourth invention is the single crystal diamond end mill according to any one of the first to third inventions, wherein the artificial diamond material has a quadrangular prism shape, and the center line of the quadrangular prism shape is the tool axis O. The V-groove is integrally fixed in a parallel posture.

第5発明は、第1発明〜第4発明の何れかの単結晶ダイヤモンドエンドミルを製造する方法であって、(a) 前記人工ダイヤモンドの素材をロウ接により前記工具本体のV字溝に一体的に固設する固設工程と、(b) その工具本体に前記人工ダイヤモンドの素材が一体的に固設された状態で、前記第2稜線部分を工具軸方向すなわち第2稜線と平行な方向へ研磨除去して前記すくい面を形成する研磨工程と、を有することを特徴とする。   A fifth invention is a method for producing a single-crystal diamond end mill according to any one of the first to fourth inventions, wherein (a) the artificial diamond material is integrated with the V-shaped groove of the tool body by brazing. And (b) in a state where the artificial diamond material is integrally fixed to the tool body, the second ridge line portion in the tool axis direction, that is, the direction parallel to the second ridge line. And polishing to form the rake face by polishing and removing.

このような単結晶ダイヤモンドエンドミルにおいては、工具本体に工具軸心Oと平行に設けられたV字溝に六面体形状の人工ダイヤモンドの第1稜線部分が嵌め入れられ、その第1稜線に隣接する一対の側面がV字溝の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めされて一体的に固設されているとともに、第1稜線に対して対角位置の第2稜線部分が除去されることによりすくい面が形成され、そのすくい面の端縁が切れ刃として用いられるため、六面体形状の人工ダイヤモンドの稜線をそのまま切れ刃として用いる場合に比較して、その切れ刃の耐摩耗性が改善されて耐久性が向上する。   In such a single crystal diamond end mill, a first ridge line portion of hexahedral hexagonal diamond is fitted into a V-shaped groove provided in the tool body in parallel with the tool axis O, and a pair adjacent to the first ridge line. The side surfaces of the ridges are positioned so as to be in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove and are integrally fixed, and the second ridge line portion at a diagonal position with respect to the first ridge line is removed to rake Since the surface is formed and the edge of the rake face is used as a cutting edge, the wear resistance of the cutting edge is improved and durable compared to the case where the ridgeline of hexagonal artificial diamond is used as it is as a cutting edge. Improves.

また、人工ダイヤモンドの素材、或いはすくい面および切れ刃が形成されたダイヤモンドチップは、第1稜線部分がV字溝内に嵌め入れられるとともに、その第1稜線に隣接する一対の側面がV字溝の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めされて一体的に固設されているため、工具本体に対するダイヤモンドチップの取付位置や取付姿勢に関する精度が容易に安定して得られる。また、単一の平坦面に比較して接触面積が大きくなるため、ロウ接等による固設強度が高くなり、先端取付部を十分に確保できない小径のエンドミルに対しても好適に適用できる。   In addition, the artificial diamond material, or the diamond tip formed with the rake face and the cutting edge, has a first ridge line portion fitted into the V-shaped groove, and a pair of side surfaces adjacent to the first ridge line are V-shaped grooves. Therefore, the accuracy of the diamond tip mounting position and mounting posture relative to the tool body can be easily and stably obtained. Further, since the contact area is larger than that of a single flat surface, the fixing strength by brazing or the like is increased, and the present invention can be suitably applied to a small-diameter end mill that cannot sufficiently secure the tip mounting portion.

第2発明では、すくい面が、第2稜線を挟んで対称的に除去されることにより形成された平坦な{110}面、或いはその{110}面から±10°の範囲内で傾斜するように第2稜線を挟んで非対称に除去されることにより形成された平坦面であるため、その側端縁に形成される切れ刃の耐摩耗性を適切に向上させることができる。   In the second aspect of the invention, the rake face is inclined within a range of ± 10 ° from the flat {110} plane formed by being removed symmetrically across the second ridgeline, or the {110} plane. Since this is a flat surface formed by being removed asymmetrically across the second ridge line, the wear resistance of the cutting edge formed on the side edge can be improved appropriately.

第3発明では、工具軸心Oと直角な断面において、その工具軸心Oと前記V字溝の溝底頂点とを通る直線とV字溝の中心線Sとが一致、或いは±10°の範囲内で傾斜する姿勢でV字溝が設けられているため、このV字溝によりダイヤモンドチップがバランス良く固設され、単結晶ダイヤモンドエンドミルを適切に構成することができる。   In the third invention, in a cross section perpendicular to the tool axis O, the straight line passing through the tool axis O and the groove bottom apex of the V-shaped groove coincides with the center line S of the V-shaped groove or ± 10 °. Since the V-shaped groove is provided so as to incline within the range, the diamond chip is fixed in a balanced manner by this V-shaped groove, and the single crystal diamond end mill can be appropriately configured.

第4発明では、人工ダイヤモンドの素材が四角柱形状を成していて、その四角柱形状の中心線が工具軸心Oと平行となる姿勢でV字溝に一体的に固設されているため、人工ダイヤモンドの素材とV字溝との接触面積が大きくなって高い取付強度を容易に確保することができる。   In the fourth invention, the artificial diamond material has a quadrangular prism shape, and the center line of the quadrangular prism shape is integrally fixed to the V-shaped groove so as to be parallel to the tool axis O. Since the contact area between the artificial diamond material and the V-shaped groove is increased, a high mounting strength can be easily ensured.

第5発明では、人工ダイヤモンドの素材をロウ接により工具本体のV字溝に一体的に固設した後、第2稜線部分を工具軸方向すなわち第2稜線と平行な方向へ研磨除去してすくい面を形成するが、稜線と平行な方向の研磨は比較的容易であり、しかも人工ダイヤモンドの素材を工具本体に固設した状態で研磨するため、すくい面や切れ刃を高い精度で容易に加工することができる。また、ダイヤモンドチップがロウ接により工具本体のV字溝に一体的に固設されているが、単一の平坦面に比較して大きな接着面積が得られ、比較的小さな先端取付部に対しても十分な接着強度で取り付けることが可能で、先端取付部を十分に確保できない小径のエンドミルに対しても好適に適用できる。   In the fifth invention, the artificial diamond material is integrally fixed to the V-shaped groove of the tool body by brazing, and then the second ridge line portion is ground and removed in the tool axis direction, that is, in a direction parallel to the second ridge line. Although the surface is formed, polishing in the direction parallel to the ridgeline is relatively easy, and since the material of the artificial diamond is fixed to the tool body, the rake face and cutting edge are easily processed with high accuracy. can do. In addition, the diamond tip is integrally fixed to the V-shaped groove of the tool body by brazing, but a large bonding area is obtained compared to a single flat surface, and a relatively small tip mounting portion can be obtained. Can be attached with a sufficient adhesive strength, and can be suitably applied to a small-diameter end mill that cannot sufficiently secure a tip attaching portion.

本発明の一実施例である単結晶ダイヤモンドエンドミルを示す図で、(a) は正面図、(b) は(a) におけるIB矢視部分の拡大図、(c) は(b) の右方向から見た先端面図、(d) はダイヤモンドチップが取り付けられた工具先端部分の斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a single crystal diamond end mill according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a front view, (b) is an enlarged view of a portion taken along arrow IB in (a), and (c) is a right direction of (b). (D) is a perspective view of a tool tip portion to which a diamond tip is attached. 図1の単結晶ダイヤモンドエンドミルの製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the single crystal diamond end mill of FIG. 本発明の他の実施例を説明する図で、(a) 〜(c) は図1(c) に対応する先端面図、(d) は図2(a) に対応する人工ダイヤモンドの斜視図である。FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention, in which (a) to (c) are front end views corresponding to FIG. 1 (c), and (d) is a perspective view of an artificial diamond corresponding to FIG. 2 (a). It is. 単結晶人工ダイヤモンドの稜線をそのまま切れ刃として用いるエンドミルの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the end mill which uses the ridgeline of a single crystal artificial diamond as a cutting edge as it is.

本発明の単結晶ダイヤモンドエンドミルは、例えば切れ刃として外周刃および底刃を有するスクエアエンドミルやラジアスエンドミルなどに好適に適用されるが、切れ刃としてボール刃を有するボールエンドミルにも適用され得るなど、少なくともすくい面の端縁に切れ刃が設けられておれば良い。切れ刃には、必要に応じて研磨加工等により逃げが設けられるとともに、工具中心線を挟んで反対側には干渉を避けるために必要に応じて面取り等の逃げが設けられる。   The single crystal diamond end mill of the present invention is suitably applied to, for example, a square end mill having a peripheral edge and a bottom edge as a cutting edge, a radius end mill, etc., but can also be applied to a ball end mill having a ball blade as a cutting edge, etc. The cutting edge should just be provided in the edge of the rake face at least. The cutting edge is provided with relief by polishing or the like as necessary, and on the opposite side across the tool center line, relief such as chamfering is provided as necessary to avoid interference.

本発明では、V字溝により高い固設強度や位置決め精度が得られることから、切れ刃の外径(外周刃の刃先径など)が例えば3mm程度以下の小径エンドミルに好適に適用されるが、3mmを超えるエンドミルにも適用され得る。   In the present invention, since the V-shaped groove provides high fixing strength and positioning accuracy, the outer diameter of the cutting edge (such as the edge diameter of the outer peripheral blade) is suitably applied to a small-diameter end mill having a diameter of about 3 mm or less, for example. It can also be applied to end mills exceeding 3 mm.

人工ダイヤモンドは、前記図4の(a) に示すように立方体或いは直方体のものだけでなく、図3の(d) に示すようにそれ等の立方体や直方体の角部に面取り状の平面を有するものでも良い。   Artificial diamonds are not only cubes or cuboids as shown in FIG. 4 (a), but also have chamfered planes at the corners of these cubes and cuboids as shown in FIG. 3 (d). Things can be used.

工具本体の材質としては超硬合金が好適に用いられるが、モリブデン等の他の金属材料を採用することもできる。超硬合金製の工具本体の場合、V字溝を有する状態で成形、焼結することもできるが、研削加工等により後からV字溝を設けることも可能である。V字溝の底と人工ダイヤモンドの稜線との干渉を回避するために、V字溝の底に矩形断面或いは円弧断面等の逃げ溝を設けたり、人工ダイヤモンドの稜線部分を砥石等により研磨除去することが望ましい。この場合の研磨は、稜線部分を除去するだけで良く、精度は要求されないため、ダイヤモンド砥石等によって簡単に除去できる。   A cemented carbide is preferably used as the material of the tool body, but other metal materials such as molybdenum can also be used. In the case of a tool body made of cemented carbide, it can be molded and sintered in a state having a V-shaped groove, but it is also possible to provide a V-shaped groove later by grinding or the like. In order to avoid interference between the bottom of the V-shaped groove and the ridgeline of the artificial diamond, a clearance groove having a rectangular cross section or an arc cross section is provided on the bottom of the V-shaped groove, or the ridgeline portion of the artificial diamond is polished and removed with a grindstone or the like. It is desirable. The polishing in this case only needs to remove the ridge line portion, and since accuracy is not required, it can be easily removed with a diamond grindstone or the like.

第2稜線部分は、人工ダイヤモンドを工具本体に取り付けた後に研磨加工等により除去することができるが、工具本体に取り付ける前の人工ダイヤモンド単体の状態で研磨加工等により除去することも可能である。研磨加工は、スカイフ盤等のダイヤモンド研磨盤を用いて行うことが望ましいが、レーザ加工やダイヤモンド砥石等の他の加工技術で除去することもできる。但し、最後はスカイフ盤等で仕上げ研磨することが望ましい。このような第2稜線部分の除去により、例えば工具軸心Oと平行な平坦なすくい面が形成されるが、所定のすくい角が得られるように湾曲形状等のすくい面を形成するようにしても良い。   The second ridge line portion can be removed by polishing or the like after attaching the artificial diamond to the tool body, but can also be removed by polishing or the like in the state of the artificial diamond alone before being attached to the tool body. The polishing process is preferably performed using a diamond polishing machine such as a Skyf machine, but can be removed by other processing techniques such as laser processing or a diamond grindstone. However, it is desirable to finish and polish with a Skyf board etc. at the end. By removing the second ridge line portion, for example, a flat rake face parallel to the tool axis O is formed, but a rake face such as a curved shape is formed so as to obtain a predetermined rake angle. Also good.

本発明の単結晶ダイヤモンドエンドミルは、{110}面或いはその近傍(傾斜角度が±10°以下)の面をすくい面として用いることが適当で、傾斜角度が±5°以下の略{110}面をすくい面とすることが望ましいが、第2稜線部分を除去してすくい面が形成されていれば、傾斜角度が±10°を超えていても差し支えなく、工具軸心Oまわりのバランスや切れ刃のすくい角などを考慮して適宜設定される。   In the single crystal diamond end mill of the present invention, it is appropriate to use the {110} plane or the vicinity thereof (inclination angle is ± 10 ° or less) as a rake face, and the substantially {110} plane having an inclination angle of ± 5 ° or less. However, if the rake face is formed by removing the second ridge, the tilt angle may exceed ± 10 °, and the balance and breakage around the tool axis O It is appropriately set in consideration of the rake angle of the blade.

V字溝は、工具軸心Oと直角な断面においてその工具軸心OとV字溝の溝底頂点とを通る直線とV字溝の中心線Sとが一致する対称姿勢、或いは±10°の範囲内で傾斜する姿勢で設けることが適当で、傾斜が±5°以下の略対称姿勢で設けることが望ましいが、±10°を超えた傾斜姿勢で設けることも可能で、工具軸心Oまわりのバランスや切れ刃のすくい角などを考慮して適宜設定される。   The V-shaped groove has a symmetrical orientation in which a straight line passing through the tool axis O and the groove bottom apex of the V-shaped groove coincides with the center line S of the V-shaped groove in a cross section perpendicular to the tool axis O, or ± 10 °. It is suitable to be provided in a posture that is inclined within the range of, and is preferably provided in a substantially symmetrical posture with an inclination of ± 5 ° or less, but it is also possible to provide an inclined posture exceeding ± 10 °, and the tool axis O It is set as appropriate in consideration of the balance around and the rake angle of the cutting edge.

人工ダイヤモンド素材としては、断面が正方形或いは長方形の四角柱形状すなわち長尺のものが好適に用いられるが、立方体等の比較的短い人工ダイヤモンド素材を採用することもできる。   As the artificial diamond material, a quadrangular prism shape having a square or rectangular cross section, that is, a long one is preferably used, but a relatively short artificial diamond material such as a cube can also be used.

工具本体に人工ダイヤモンドの素材、或いはすくい面および切れ刃が形成された後のダイヤモンドチップを固設する手段としては、ロウ接が望ましいが、クランプやねじ等による機械的な固設手段を採用することも可能である。ロウ接には活性金属ロウが好適に用いられる。活性金属ロウによる接着は、脱酸素雰囲気中で人工ダイヤモンドを加熱することによりチタン(Ti)やクロム(Cr)等の活性金属の膜を表面に生じさせ(メタライズ)、銀および銅を含む銀ロウでその人工ダイヤモンドを超硬合金等の工具本体に対して直接接着するものである。活性金属ロウにより十分な接着強度を得るためには十分な接着面積が必要であるが、本発明ではV字溝により単一平面に比較して大きな接着面積を確保できる。   As the means for fixing the artificial diamond material or the diamond tip after the rake face and cutting edge are formed on the tool body, brazing is desirable, but mechanical fixing means such as clamps and screws are adopted. It is also possible. An active metal braze is preferably used for brazing. Adhesion with an active metal braze produces an active metal film such as titanium (Ti) or chromium (Cr) on the surface by heating artificial diamond in a deoxygenated atmosphere (metallized), and a silver braze containing silver and copper. The artificial diamond is directly bonded to a tool body such as cemented carbide. In order to obtain a sufficient adhesion strength with the active metal brazing, a sufficient adhesion area is necessary. However, in the present invention, a large adhesion area can be secured by the V-shaped groove as compared with a single plane.

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例である単結晶ダイヤモンドエンドミル50を説明する図で、(a) は工具軸心Oと直角方向から見た正面図、(b) は工具軸心Oまわりにおいて(a) とは90°位相が異なる方向から見た部分拡大図で、(a) におけるIB矢視部分の拡大図、(c) は(b) の右方向から見た先端面図、(d) はダイヤモンドチップが取り付けられた工具先端部分の斜視図である。この単結晶ダイヤモンドエンドミル50は、軸状の工具本体52と、その工具本体52の先端に一体に設けられた円柱形状の先端取付部54に一体的に固設されたダイヤモンドチップ56とを備えている。工具本体52は、円柱形状のシャンク58の先端側にテーパ部60を介して先端取付部54が同心に一体に設けられたもので、その先端取付部54には工具軸心Oと直角な断面が直角V字形状を成すV字溝62が工具軸心Oと平行に設けられ、工具先端に開口している。V字溝62は、工具軸心Oと直角な断面において、工具軸心OとV字溝62の溝底頂点とを通る直線とV字溝62の中心線Sとが略一致する対称姿勢で設けられている。図1の(c) の先端面図における先端取付部54およびダイヤモンドチップ56の形状は、工具軸心Oと直角な断面と実質的に同じである。この工具本体52は超硬合金にて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams for explaining a single crystal diamond end mill 50 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a front view seen from a direction perpendicular to the tool axis O, and FIG. (a) is a partial enlarged view as seen from the direction where the phase is 90 ° different, (a) is an enlarged view of the IB arrow portion, (c) is a front end view as seen from the right direction of (b), (d ) Is a perspective view of a tool tip portion to which a diamond tip is attached. The single crystal diamond end mill 50 includes a shaft-shaped tool body 52 and a diamond tip 56 that is integrally fixed to a cylindrical tip mounting portion 54 that is integrally provided at the tip of the tool body 52. Yes. The tool main body 52 has a tip mounting portion 54 concentrically and integrally provided on the tip side of a cylindrical shank 58 via a tapered portion 60, and the tip mounting portion 54 has a cross section perpendicular to the tool axis O. V-shaped groove 62 having a right-angled V-shape is provided in parallel to the tool axis O and is open at the tip of the tool. In a cross section perpendicular to the tool axis O, the V-shaped groove 62 has a symmetrical posture in which a straight line passing through the tool axis O and the groove bottom vertex of the V-shaped groove 62 and the center line S of the V-shaped groove 62 substantially coincide with each other. Is provided. The shape of the tip attachment portion 54 and the diamond tip 56 in the tip view of FIG. 1C is substantially the same as the cross section perpendicular to the tool axis O. The tool body 52 is made of cemented carbide.

ダイヤモンドチップ56は、図2に示すように前記人工ダイヤモンド10から切り出した正四角柱形状のダイヤモンド素材64を用いて製作されたものである。このダイヤモンド素材64は、人工ダイヤモンド10と同様に全ての外面が{100}面にて構成されている。そして、このダイヤモンド素材64は、その中心線が工具軸心Oと平行となる姿勢で長手方向の第1稜線66が前記V字溝62内に嵌め入れられるとともに、その第1稜線66に隣接する一対の側面68がV字溝62の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めされ、活性金属ロウによるロウ接によりV字溝62の一対の壁面に一体的に接着(固設)されている。V字溝62の底部には、第1稜線66との干渉を避けるために矩形断面の逃げ溝が設けられている。また、このようにV字溝62内に嵌め入れられる第1稜線66に対して対角位置の第2稜線70側の上半分は工具軸心Oと平行に除去され、平坦なすくい面72が形成されているとともに、そのすくい面72の一方の側端縁が外周刃74として機能し、すくい面72の前端縁が底刃76として機能するようになっており、スクエアエンドミルとして用いられる。すくい面72は、第2稜線70を挟んで対称的に除去されたもので、略{110}面にて構成されている。   As shown in FIG. 2, the diamond tip 56 is manufactured using a regular quadrangular prism-shaped diamond material 64 cut out from the artificial diamond 10. In the diamond material 64, all the outer surfaces are constituted by {100} planes like the artificial diamond 10. The diamond material 64 has a longitudinal first ridge 66 fitted into the V-shaped groove 62 in a posture in which the center line is parallel to the tool axis O, and is adjacent to the first ridge 66. The pair of side surfaces 68 are positioned so as to be in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove 62, and are integrally bonded (fixed) to the pair of wall surfaces of the V-shaped groove 62 by brazing with an active metal solder. In the bottom portion of the V-shaped groove 62, a relief groove having a rectangular cross section is provided in order to avoid interference with the first ridgeline 66. Further, the upper half of the second ridge line 70 at the diagonal position with respect to the first ridge line 66 fitted in the V-shaped groove 62 is removed in parallel with the tool axis O, and a flat rake face 72 is formed. While being formed, one side edge of the rake face 72 functions as the outer peripheral edge 74, and the front end edge of the rake face 72 functions as the bottom edge 76, and is used as a square end mill. The rake face 72 is symmetrically removed with the second ridge line 70 in between, and is constituted by a substantially {110} plane.

上記ダイヤモンドチップ56の先端部は、工具本体52の先端取付部54よりも前方へ所定寸法だけ突き出しており、主としてその突出部分で切削加工が行われるとともに、工具軸心Oを挟んで反対側には干渉を回避するために面取り状の逃げ78が設けられている。外周刃74および底刃76にも必要に応じて逃げが設けられる。外周刃74の刃先径dは3mm以下の小径で、本実施例では約1mmである。   The tip portion of the diamond tip 56 protrudes forward by a predetermined dimension from the tip mounting portion 54 of the tool main body 52, and cutting is mainly performed at the protruding portion, and on the opposite side across the tool axis O. In order to avoid interference, a chamfered relief 78 is provided. The outer peripheral blade 74 and the bottom blade 76 are also provided with relief as required. The cutting edge diameter d of the outer peripheral edge 74 is a small diameter of 3 mm or less, and is about 1 mm in this embodiment.

このような単結晶ダイヤモンドエンドミル50は、シャンク58側から見て工具軸心Oの右まわり(図1(c) では左まわり)に回転駆動されるとともに、図示しない被削材に対して工具軸心Oと交差する方向へ相対移動させられることにより、前記外周刃74および底刃76によって切削加工が行われる。具体的には、例えば角部に対する肩削り加工や面に対する溝削り加工、溝が連続して繋がった平面削り加工等を行うことができる。   Such a single crystal diamond end mill 50 is driven to rotate clockwise around the tool axis O as viewed from the shank 58 side (counterclockwise in FIG. 1 (c)), and at the same time with respect to the workpiece (not shown) By being relatively moved in a direction intersecting the center O, the outer peripheral blade 74 and the bottom blade 76 perform cutting. Specifically, for example, shoulder machining for corners, grooving for surfaces, and planar machining with continuous grooves can be performed.

一方、このような単結晶ダイヤモンドエンドミル50は、例えば図2に示す手順に従って製造される。図2の(a) は、全ての平面12が{100}面にて構成されている薄板状で六面体形状の前記人工ダイヤモンド10であり、これを稜線に沿ってレーザ加工やダイヤモンドブレードによる研削加工などで切断することにより、(b) に示すように断面が略正方形の正四角柱形状のダイヤモンド素材64を切り出す。また、(c) は、ダイヤモンド素材64とは別個に用意された超硬合金製の工具本体52で、V字溝62は、シャンク58やテーパ部60等を成形する段階で設けることもできるが、焼結後に研削加工等により形成することも可能である。ダイヤモンド素材64の接着強度を高めるため、V字溝62の一対の壁面が所定の面精度を有するように仕上げ研削等を行うようにしても良い。   On the other hand, such a single crystal diamond end mill 50 is manufactured, for example, according to the procedure shown in FIG. FIG. 2 (a) shows the artificial diamond 10 having a thin plate shape and a hexahedron shape in which all the planes 12 are constituted by {100} planes, and this is processed by laser processing or grinding by a diamond blade along the ridgeline. By cutting the diamond material 64, a diamond material 64 having a regular quadrangular prism shape with a substantially square cross section is cut out as shown in FIG. Further, (c) is a cemented carbide tool body 52 prepared separately from the diamond material 64, and the V-shaped groove 62 can be provided at the stage of forming the shank 58, the tapered portion 60, or the like. It is also possible to form by grinding after sintering. In order to increase the bonding strength of the diamond material 64, finish grinding or the like may be performed so that the pair of wall surfaces of the V-shaped groove 62 has a predetermined surface accuracy.

そして、(d) に示すように、正四角柱形状のダイヤモンド素材64に前記すくい面72を形成する前に、中心線が工具軸心Oと平行となる姿勢で長手方向の第1稜線66が前記V字溝62内に嵌め入れられ、その第1稜線66に隣接する一対の側面68がV字溝62の一対の壁面にそれぞれ密着するように、活性金属ロウによるロウ接により一体的に接着(固設)する。活性金属ロウは、例えばチタン(Ti)やクロム(Cr)等の活性金属を2〜4%程度の割合で含んでいる銀ロウで、脱酸素雰囲気中でダイヤモンド素材64を800℃〜1000℃程度まで加熱することにより、チタン或いはクロム等の活性金属の膜を側面68の表面に生じさせ(メタライズ)、銀および銅を含む銀ロウによりその側面68をV字溝62の壁面に直接接着する。その場合に、図1(c) に示すようにV字溝62の底に逃げ溝が設けられることにより、側面68とV字溝62の壁面とがそれぞれ確実に密着させられるようになり、接着面積が十分に確保されて高い接着強度が得られる。このように活性金属ロウによりダイヤモンド素材64をV字溝62に一体的に接着する工程が固設工程である。図2では、V字溝62の底部の逃げ溝が省略されている。   And, as shown in (d), before the rake face 72 is formed on the regular quadrangular prism-shaped diamond material 64, the first ridge line 66 in the longitudinal direction is in a posture in which the center line is parallel to the tool axis O. A pair of side surfaces 68 that are fitted into the V-shaped groove 62 and are adjacent to the first ridge line 66 are in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove 62, and are integrally bonded by brazing with an active metal solder ( (Fixed). The active metal brazing is a silver brazing containing an active metal such as titanium (Ti) or chromium (Cr) at a ratio of about 2 to 4%, and the diamond material 64 is about 800 ° C. to 1000 ° C. in a deoxygenated atmosphere. By heating to a thickness, an active metal film such as titanium or chromium is formed on the surface of the side surface 68 (metallization), and the side surface 68 is directly bonded to the wall surface of the V-shaped groove 62 by silver brazing containing silver and copper. In this case, as shown in FIG. 1 (c), the relief groove is provided at the bottom of the V-shaped groove 62, so that the side surface 68 and the wall surface of the V-shaped groove 62 can be securely adhered to each other. The area is sufficiently secured and high adhesive strength can be obtained. Thus, the process of integrally bonding the diamond material 64 to the V-shaped groove 62 by the active metal brazing is a fixing process. In FIG. 2, the relief groove at the bottom of the V-shaped groove 62 is omitted.

その後、このように正四角柱形状のダイヤモンド素材64が工具本体52に一体的に固設された状態で、スカイフ盤等のダイヤモンド研磨技術によりそのダイヤモンド素材64に対して工具軸心Oと平行な方向すなわち第2稜線70と平行な方向へ研磨処理が施されることにより、工具軸心Oと平行で平坦なすくい面72を形成する。第2稜線70を挟んで対称的に研磨されるように、第1稜線66と第2稜線70とを結ぶ直線方向に押圧することにより、略{110}面にて構成されるすくい面72が形成される。これにより、すくい面72および外周刃74、底刃76を備えているダイヤモンドチップ56が製作され、且つ、このようなダイヤモンドチップ56が一体的に固設された本実施例の単結晶ダイヤモンドエンドミル50が製造される。この工程では、必要に応じて外周刃74や底刃76に逃げが形成されるとともに、先端部にはスライフ盤等のダイヤモンド研磨技術或いはダイヤモンド砥石等により前記逃げ78が設けられる。上記のように第2稜線70を研磨加工により除去してすくい面72を形成する工程が研磨工程である。   Thereafter, in a state in which the regular prismatic diamond material 64 is integrally fixed to the tool body 52 in this manner, a direction parallel to the tool axis O with respect to the diamond material 64 by a diamond polishing technique such as a Skyf machine. That is, by performing a polishing process in a direction parallel to the second ridge line 70, a flat rake face 72 parallel to the tool axis O is formed. By pressing in a linear direction connecting the first ridge line 66 and the second ridge line 70 so as to be polished symmetrically across the second ridge line 70, a rake face 72 constituted by a substantially {110} plane is formed. It is formed. Thereby, the diamond tip 56 provided with the rake face 72, the outer peripheral edge 74, and the bottom edge 76 is manufactured, and the single-crystal diamond end mill 50 of the present embodiment in which such a diamond tip 56 is integrally fixed. Is manufactured. In this step, reliefs are formed in the outer peripheral edge 74 and the bottom edge 76 as necessary, and the relief 78 is provided at the tip by a diamond grinding technique such as a slife board or a diamond grindstone. The process of forming the rake face 72 by removing the second ridge line 70 by polishing as described above is the polishing process.

このような本実施例の単結晶ダイヤモンドエンドミル50においては、工具本体52に工具軸心Oと平行に設けられたV字溝62に正四角柱形状のダイヤモンド素材64の第1稜線66部分が嵌め入れられ、その第1稜線66に隣接する一対の側面68がV字溝62の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めされて一体的に固設されているとともに、第1稜線66に対して対角位置の第2稜線70部分が除去されることによりすくい面72が形成され、そのすくい面72の一方の側端縁が外周刃74として用いられるため、例えば図4のように人工ダイヤモンド10の稜線をそのまま外周刃18として用いる場合に比較して、外周刃74の耐摩耗性が改善されて耐久性が向上する。   In such a single crystal diamond end mill 50 of this embodiment, the first ridge 66 portion of a regular square prism-shaped diamond material 64 is fitted into a V-shaped groove 62 provided in the tool body 52 in parallel with the tool axis O. The pair of side surfaces 68 adjacent to the first ridge line 66 are positioned and fixed integrally so as to be in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove 62, and are also paired with the first ridge line 66. The rake face 72 is formed by removing the second ridge line 70 portion at the corner position, and one side edge of the rake face 72 is used as the outer peripheral edge 74. For example, as shown in FIG. Compared with the case where the ridgeline is used as the outer peripheral blade 18 as it is, the wear resistance of the outer peripheral blade 74 is improved and the durability is improved.

また、ダイヤモンド素材64は、第1稜線66部分がV字溝62内に嵌め入れられるとともに、その第1稜線66に隣接する一対の側面68がV字溝62の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めされて一体的に固設されているため、工具本体52に対するダイヤモンド素材64、更にはダイヤモンドチップ56の取付位置や取付姿勢に関する精度が容易に安定して得られる。   In addition, the diamond material 64 has a first ridgeline 66 portion fitted into the V-shaped groove 62, and a pair of side surfaces 68 adjacent to the first ridgeline 66 are in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove 62. Therefore, the accuracy regarding the mounting position and mounting posture of the diamond material 64 and the diamond tip 56 with respect to the tool main body 52 can be easily and stably obtained.

また、本実施例では、第2稜線70を挟んで対称的に除去されることによりすくい面72が形成されるため、そのすくい面72は略{110}面にて構成され、そのすくい面72の側端縁に形成される外周刃74や前端縁に形成される底刃76の耐摩耗性が適切に向上させられる。   Further, in the present embodiment, the rake face 72 is formed by being removed symmetrically with the second ridge line 70 in between, so that the rake face 72 is constituted by a substantially {110} plane. The wear resistance of the outer peripheral edge 74 formed on the side edge and the bottom edge 76 formed on the front edge is appropriately improved.

また、本実施例では、工具軸心Oと直角な断面においてその工具軸心OとV字溝62の溝底頂点とを通る直線とV字溝62の中心線Sとが略一致する対称姿勢となるようにV字溝62が設けられているため、このV字溝62によりダイヤモンドチップ56がバランス良く固設され、単結晶ダイヤモンドエンドミル50を適切に構成することができる。   In this embodiment, in a cross section perpendicular to the tool axis O, a symmetric posture in which a straight line passing through the tool axis O and the groove bottom apex of the V-shaped groove 62 and the center line S of the V-shaped groove 62 substantially coincide with each other. Since the V-shaped groove 62 is provided so that the diamond tip 56 is fixed in a balanced manner by the V-shaped groove 62, the single crystal diamond end mill 50 can be appropriately configured.

また、本実施例では、ダイヤモンド素材64が四角柱形状を成していて、その四角柱形状の中心線が工具軸心Oと平行となる姿勢でV字溝62に一体的に固設されているため、ダイヤモンド素材64とV字溝62との接触面積が大きくなって高い取付強度を容易に確保することができる。   In the present embodiment, the diamond material 64 has a quadrangular prism shape, and is integrally fixed to the V-shaped groove 62 in such a posture that the center line of the quadrangular prism shape is parallel to the tool axis O. Therefore, the contact area between the diamond material 64 and the V-shaped groove 62 is increased, and high mounting strength can be easily ensured.

また、本実施例では、ダイヤモンド素材64をロウ接により工具本体52のV字溝62に一体的に固設した後、第2稜線70部分をその第2稜線70と平行な方向へ研磨除去してすくい面72を形成するが、稜線と平行な方向の研磨は比較的容易であり、しかもダイヤモンド素材64を工具本体52に固設した状態で研磨するため、すくい面72や外周刃74、底刃76、更には逃げ78を高い精度で容易に加工することができる。   In this embodiment, after the diamond material 64 is integrally fixed to the V-shaped groove 62 of the tool body 52 by brazing, the second ridge line 70 is polished and removed in a direction parallel to the second ridge line 70. Although the rake face 72 is formed, polishing in a direction parallel to the ridge line is relatively easy, and since the diamond material 64 is fixed to the tool body 52, the rake face 72, the outer peripheral edge 74, and the bottom are polished. The blade 76 and the clearance 78 can be easily machined with high accuracy.

また、ダイヤモンドチップ56がロウ接により工具本体52のV字溝62に一体的に固設されているが、単一の平坦面に比較して大きな接着面積が得られ、比較的小さな先端取付部54に対しても十分な接着強度で取り付けることが可能で、先端取付部54を十分に確保できない小径の単結晶ダイヤモンドエンドミル50を適切に構成することができる。   Further, the diamond tip 56 is integrally fixed to the V-shaped groove 62 of the tool body 52 by brazing, but a large bonding area can be obtained compared to a single flat surface, and a relatively small tip mounting portion. The single-crystal diamond end mill 50 having a small diameter that cannot be secured sufficiently and can be appropriately configured can be attached to the terminal 54 with sufficient adhesive strength.

因に、本発明品(本実施例の単結晶ダイヤモンドエンドミル50)および図4に示す比較品を用意し、以下の加工条件で溝削り加工を行って工具寿命までの加工長さを調べたところ、比較品では300〜500mであったのに対し、本発明品では30000〜50000m加工することが可能で、工具寿命が大幅に向上した。
《加工条件》
被削材:アルミニウム合金(JIS−A7075)
刃先径d:φ1.0
回転速度:20000min-1
送り速度:100mm/min
切込み量(溝深さ):5μm
For this reason, the product of the present invention (single crystal diamond end mill 50 of this example) and the comparative product shown in FIG. Compared with the comparative product, which was 300 to 500 m, the product of the present invention was able to process 30000 to 50000 m, and the tool life was greatly improved.
"Processing conditions"
Work material: Aluminum alloy (JIS-A7075)
Cutting edge diameter d: φ1.0
Rotational speed: 20000 min -1
Feeding speed: 100mm / min
Cutting depth (groove depth): 5 μm

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。   Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, parts that are substantially the same as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3の(a) 〜(c) は、何れも図1の(c) に対応する先端面図で、(a) の実施例は、ダイヤモンド素材64に形成されるすくい面80が前記実施例と相違する。すなわち、前記実施例のすくい面72は、第2稜線70を挟んで対称的に除去されたもので、略{110}面にて構成されていたが、本実施例のすくい面80は、{110}面から±10°の範囲内で傾斜するように第2稜線70を挟んで非対称に除去されることにより形成された平坦面で、本実施例では外周刃74の刃先角が45°よりも小さくなる方向に傾斜している。この場合でも、すくい面80は{110}面から±10°の範囲内で傾斜しているだけであるため、前記実施例と同様に外周刃74および底刃76の耐摩耗性が適切に向上させられる。また、このすくい面80の傾斜を適当に設定することにより、外周刃74のすくい角を調整することができるなど設計の自由度が高くなる。   3 (a) to 3 (c) are front end views corresponding to FIG. 1 (c). In the embodiment of FIG. 3 (a), the rake face 80 formed on the diamond material 64 is the above-described embodiment. Is different. That is, the rake face 72 of the above embodiment is symmetrically removed with the second ridge line 70 in between, and is constituted by a substantially {110} plane, but the rake face 80 of this embodiment is { 110} surface is a flat surface formed by being removed asymmetrically across the second ridge line 70 so as to incline within a range of ± 10 °. In this embodiment, the edge angle of the outer peripheral edge 74 is more than 45 °. Is also inclined in the direction of decreasing. Even in this case, since the rake face 80 is only inclined within a range of ± 10 ° from the {110} plane, the wear resistance of the outer peripheral edge 74 and the bottom edge 76 is appropriately improved as in the above embodiment. Be made. Moreover, by setting the inclination of the rake face 80 appropriately, the rake angle of the outer peripheral edge 74 can be adjusted, and the degree of freedom in design is increased.

図3の(b) は、断面が長方形の四角柱形状のダイヤモンド素材82が用いられた場合で、前記実施例と同等の刃先径dを確保しつつダイヤモンド素材82の幅寸法を小さくして減量することができるとともに、逃げ78の研磨加工代が少なくなり、全体として製造コストが低減される。   FIG. 3 (b) shows a case where a rectangular prism-shaped diamond material 82 having a rectangular cross section is used. The diamond material 82 is reduced in width by reducing the width dimension of the diamond material 82 while ensuring the same edge diameter d as in the above embodiment. In addition, it is possible to reduce the machining allowance for the relief 78 and to reduce the manufacturing cost as a whole.

図3の(c) は、図3の(a) の実施例において、更にV字溝84が傾斜している場合である。すなわち、このV字溝84は、工具軸心Oと直角な断面において工具軸心OとV字溝84の溝底頂点とを通る直線とV字溝84の中心線Sとが±10°の範囲内で傾斜している場合で、本実施例では切削加工を行う際の工具回転方向側、すなわち図3の(c) では工具軸心Oの左回り方向へ10°以下の角度で傾斜させられている。この場合でも、すくい面80は図3の(a) と同様に{110}面から±10°の範囲内で傾斜しているだけであるため、外周刃74および底刃76の耐摩耗性が適切に向上させられる。また、V字溝84の傾斜を適当に設定することにより、外周刃74のすくい角を調整することができるなど設計の自由度が高くなる。   FIG. 3C shows a case where the V-shaped groove 84 is further inclined in the embodiment of FIG. That is, in the V-shaped groove 84, a straight line passing through the tool axis O and the groove bottom apex of the V-shaped groove 84 and a center line S of the V-shaped groove 84 in a cross section perpendicular to the tool axis O is ± 10 °. In this embodiment, the tool is tilted at an angle of 10 ° or less toward the tool rotation direction when performing cutting, that is, in the left-handed direction of the tool axis O in FIG. It has been. Even in this case, the rake face 80 is only inclined within the range of ± 10 ° from the {110} plane as in FIG. 3A, and therefore the wear resistance of the outer peripheral edge 74 and the bottom edge 76 is improved. It can be improved appropriately. Further, by appropriately setting the inclination of the V-shaped groove 84, the rake angle of the outer peripheral blade 74 can be adjusted, and the degree of design freedom is increased.

図3の(d) は、角部に面取り状平面32を有する人工ダイヤモンド30を示す斜視図で、このような人工ダイヤモンド30を四角柱形状に切断して素材として用いて、前記単結晶ダイヤモンドエンドミル50を製造することもできる。ダイヤモンド素材64や82のような四角柱形状の人工ダイヤモンドを製作し、そのまま素材として用いて単結晶ダイヤモンドエンドミル50を製造することもできる。   FIG. 3 (d) is a perspective view showing an artificial diamond 30 having a chamfered flat surface 32 at a corner, and the artificial diamond 30 is cut into a quadrangular prism shape and used as a material, and the single crystal diamond end mill is used. 50 can also be manufactured. A single-crystal diamond end mill 50 can be manufactured by manufacturing a square pillar-shaped artificial diamond such as the diamond material 64 or 82 and using it as a raw material as it is.

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, these are one Embodiment to the last, This invention is implemented in the aspect which added the various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. be able to.

10、30:人工ダイヤモンド 50:単結晶ダイヤモンドエンドミル 52:工具本体 54:先端取付部 56:ダイヤモンドチップ 62、84:V字溝 64、82:ダイヤモンド素材(素材) 66:第1稜線 70:第2稜線 72、80:すくい面 74:外周刃(切れ刃) 76:底刃(切れ刃) O:工具軸心 S:V字溝の中心線   10, 30: Artificial diamond 50: Single crystal diamond end mill 52: Tool body 54: Tip mounting portion 56: Diamond tip 62, 84: V-shaped groove 64, 82: Diamond material (material) 66: First ridge 70: Second Edges 72, 80: Rake face 74: Peripheral edge (cutting edge) 76: Bottom edge (cutting edge) O: Tool axis S: Center line of V-shaped groove

Claims (5)

基本的に6つの{100}面を備える六面体形状の単結晶の人工ダイヤモンドを素材として切れ刃およびすくい面が設けられたダイヤモンドチップが、軸状の工具本体の先端取付部に一体的に固設されており、工具軸心Oまわりに回転駆動されることにより該切れ刃で切削加工を行う単結晶ダイヤモンドエンドミルにおいて、
前記先端取付部には、工具軸心Oと直角な断面が直角V字形状を成すV字溝が該工具軸心Oと平行に設けられ、前記六面体形状の人工ダイヤモンドの第1稜線部分が該V字溝内に嵌め入れられるとともに、該第1稜線に隣接する一対の側面が該V字溝の一対の壁面にそれぞれ密着するように位置決めされて一体的に固設されている一方、
前記V字溝に嵌め入れられる前記第1稜線に対して対角位置の第2稜線部分が除去されることにより前記すくい面が形成され、該すくい面の端縁が前記切れ刃として用いられる
ことを特徴とする単結晶ダイヤモンドエンドミル。
Basically, a diamond tip with a cutting edge and a rake face made of hexagonal single crystal artificial diamond with six {100} faces is fixed integrally to the tip mounting portion of the shaft-shaped tool body. In a single crystal diamond end mill that performs cutting with the cutting edge by being rotationally driven around the tool axis O,
The tip mounting portion is provided with a V-shaped groove having a right-angled V-shaped cross section perpendicular to the tool axis O in parallel with the tool axis O, and the first ridge line portion of the hexahedral artificial diamond is While being fitted into the V-shaped groove and positioned so that the pair of side surfaces adjacent to the first ridge line are in close contact with the pair of wall surfaces of the V-shaped groove, respectively, and fixed integrally therewith,
The rake face is formed by removing a second ridge line portion at a diagonal position with respect to the first ridge line fitted into the V-shaped groove, and an edge of the rake face is used as the cutting edge. Single crystal diamond end mill.
前記すくい面は、前記第2稜線を挟んで対称的に除去されることにより形成された平坦な{110}面、或いは該{110}面から±10°の範囲内で傾斜するように前記第2稜線を挟んで非対称に除去されることにより形成された平坦面である
ことを特徴とする請求項1に記載の単結晶ダイヤモンドエンドミル。
The rake face is a flat {110} plane formed by being removed symmetrically across the second ridgeline, or the first rake face is inclined within a range of ± 10 ° from the {110} plane. The single crystal diamond end mill according to claim 1, wherein the single crystal diamond end mill is a flat surface formed by being removed asymmetrically across two ridge lines.
前記V字溝は、工具軸心Oと直角な断面において該工具軸心Oと該V字溝の溝底頂点とを通る直線と該V字溝の中心線Sとが一致、或いは±10°の範囲内で傾斜する姿勢で設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の単結晶ダイヤモンドエンドミル。
In the V-shaped groove, in a cross section perpendicular to the tool axis O, a straight line passing through the tool axis O and the groove bottom vertex of the V-shaped groove coincides with the center line S of the V-shaped groove, or ± 10 °. The single-crystal diamond end mill according to claim 1, wherein the single-crystal diamond end mill is provided so as to be inclined within a range of.
前記人工ダイヤモンドの素材は四角柱形状を成していて、該四角柱形状の中心線が工具軸心Oと平行となる姿勢で前記V字溝に一体的に固設されている
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の単結晶ダイヤモンドエンドミル。
The artificial diamond material has a quadrangular prism shape, and is integrally fixed to the V-shaped groove in such a posture that the center line of the quadrangular prism shape is parallel to the tool axis O. The single crystal diamond end mill according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4の何れか1項に記載の単結晶ダイヤモンドエンドミルを製造する方法であって、
前記人工ダイヤモンドの素材をロウ接により前記工具本体のV字溝に一体的に固設する固設工程と、
該工具本体に前記人工ダイヤモンドの素材が一体的に固設された状態で、前記第2稜線部分を工具軸方向へ研磨除去して前記すくい面を形成する研磨工程と、
を有することを特徴とする単結晶ダイヤモンドエンドミルの製造方法。
A method for producing the single crystal diamond end mill according to any one of claims 1 to 4,
A fixing step of integrally fixing the material of the artificial diamond to the V-shaped groove of the tool body by brazing;
A polishing step of forming the rake face by polishing and removing the second ridge line portion in the tool axis direction in a state where the artificial diamond material is integrally fixed to the tool body;
A process for producing a single crystal diamond end mill, comprising:
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