JP6657542B2

JP6657542B2 - Cutting tools

Info

Publication number: JP6657542B2
Application number: JP2016162658A
Authority: JP
Inventors: 克夫風早; 小林　豊; 豊小林
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-08-23
Also published as: JP2018030182A

Description

本発明は、切削工具に関する。 The present invention relates to a cutting tool.

従来から、基材をダイヤモンド層で被覆した切削工具として、特開２００３−２５１１７号公報（特許文献１）に記載された切削工具が知られている。特許文献１に記載された切削工具は、工具基体と、工具基体の切れ刃近傍を被覆しているダイヤモンド被覆膜とを有している。 BACKGROUND ART Conventionally, a cutting tool described in JP-A-2003-25117 (Patent Document 1) is known as a cutting tool in which a base material is covered with a diamond layer. The cutting tool described in Patent Literature 1 has a tool base and a diamond coating film covering the vicinity of a cutting edge of the tool base.

特開２００３−２５１１７号公報JP 2003-25117 A

特許文献１に記載された切削工具の切れ刃近傍は、その他の部分よりもダイヤモンド被覆膜の成膜工程において温度が上昇しやすい。そのため、特許文献１に記載された切削工具の切れ刃近傍においては、ダイヤモンド被覆膜の成長が促進される。その結果、特許文献１に記載された切削工具の切れ刃近傍を被覆しているダイヤモンド被覆膜の形状は、丸みを帯びる。その結果、特許文献１に記載された切削工具の切れ刃は、切れ味が不十分となり、被削材にコバ欠け（被削材の細かい欠け）を生じさせる。 In the vicinity of the cutting edge of the cutting tool described in Patent Document 1, the temperature is more likely to increase in the diamond coating film forming process than in other portions. Therefore, in the vicinity of the cutting edge of the cutting tool described in Patent Document 1, the growth of the diamond coating film is promoted. As a result, the shape of the diamond coating film covering the vicinity of the cutting edge of the cutting tool described in Patent Document 1 is rounded. As a result, the cutting edge of the cutting tool described in Patent Literature 1 has insufficient sharpness, and causes a chip in the work material (fine chip in the work material).

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。具体的には、本発明は、切れ刃の切れ味を改善し、コバ欠けを抑制することができる切削工具を提供するものである。 The present invention has been made in view of such problems of the related art. Specifically, the present invention provides a cutting tool capable of improving the sharpness of a cutting edge and suppressing chipping.

本発明の一態様に係る切削工具は、すくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面と逃げ面との間に位置する切れ刃部とを備えている。本発明の一態様に係る切削工具は、基材と、ダイヤモンド層とを備えている。基材は、すくい面側の面である第１面と、逃げ面側の面である第２面とを有している。ダイヤモンド層は、基材の第１面及び第２面を被覆し、かつ切欠きを有している。 A cutting tool according to one aspect of the present invention includes a rake face, a flank connected to the rake face, and a cutting edge located between the rake face and the flank. A cutting tool according to one embodiment of the present invention includes a base material and a diamond layer. The base material has a first surface that is a rake surface side and a second surface that is a flank surface. The diamond layer covers the first surface and the second surface of the substrate and has a notch.

切欠きは、開口部と、先端とを有している。開口部は、ダイヤモンド層の外表面に開口している。先端は、開口部よりダイヤモンド層の内部に位置している。切欠きの開口部の両端を結ぶ線分の中点と切欠きの先端とを通過する直線は、基材と交差せず、かつすくい面及び逃げ面の双方と交差している。 The notch has an opening and a tip. The opening is open on the outer surface of the diamond layer. The tip is located inside the diamond layer from the opening. A straight line passing through the midpoint of the line connecting both ends of the opening of the notch and the tip of the notch does not intersect with the base material, but intersects both the rake face and the flank.

上記によれば、切削工具の切れ味を改善し、被削材のコバ欠けを抑制することができる。 According to the above, it is possible to improve the sharpness of the cutting tool and suppress chipping of the work material.

第１の実施形態に係る切削工具の上面図である。FIG. 2 is a top view of the cutting tool according to the first embodiment. 図１の領域ＩＩにおける拡大上面図である。FIG. 2 is an enlarged top view in a region II of FIG. 1. 第１の実施形態に係る切削工具を用いた切削加工の模式図である。It is a schematic diagram of the cutting using the cutting tool according to the first embodiment. 図２のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2. 第１の実施形態の変形例に係る切削工具の切れ刃部に垂直な断面における断面図である。It is sectional drawing in the cross section perpendicular | vertical to the cutting-edge part of the cutting tool which concerns on the modification of 1st Embodiment. 図４における切れ刃部近傍の拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view of the vicinity of a cutting edge in FIG. 4. 第１の実施形態に係る切削工具の製造方法の工程図である。It is a process figure of the manufacturing method of the cutting tool concerning a 1st embodiment. ダイヤモンド層形成工程が終了した後であって切欠き形成工程が行われる前の段階における第１の実施形態に係る切削工具の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the first embodiment at a stage after the diamond layer forming process is completed and before the notch forming process is performed. 切欠き形成工程が終了した後における第１の実施形態に係る切削工具の断面図である。It is sectional drawing of the cutting tool which concerns on 1st Embodiment after a notch formation process is complete | finished. 切削開始後における第１の実施形態に係る切削工具の切れ刃部に垂直な断面における断面図である。It is sectional drawing in the cross section perpendicular | vertical to the cutting edge part of the cutting tool which concerns on 1st Embodiment after cutting starts. 第２の実施形態に係る切削工具の切れ刃部に垂直な断面における断面図である。It is sectional drawing in the cross section perpendicular | vertical to the cutting edge part of the cutting tool which concerns on 2nd Embodiment. 切削開始後における第２の実施形態に係る切削工具の切れ刃部に垂直な断面における断面図である。It is sectional drawing in the cross section perpendicular | vertical to the cutting edge part of the cutting tool which concerns on 2nd Embodiment after a cutting start. 第３の実施形態に係る切削工具の切れ刃部に垂直な断面における断面図である。It is sectional drawing in the cross section perpendicular | vertical to the cutting edge part of the cutting tool which concerns on 3rd Embodiment. 切削開始後における第３の実施形態に係る切削工具の切れ刃部に垂直な断面における断面図である。It is sectional drawing in the cross section perpendicular | vertical to the cutting edge part of the cutting tool which concerns on 3rd Embodiment after cutting starts.

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。 [Description of Embodiment of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.

（１）本発明の一態様に係る切削工具は、すくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面と逃げ面との間に位置する切れ刃部とを備えている。本発明の一態様に係る切削工具は、基材と、ダイヤモンド層とを備えている。基材は、すくい面側の面である第１面と、逃げ面側の面である第２面とを有している。ダイヤモンド層は、基材の第１面及び第２面を被覆し、かつ切欠きを有している。 (1) A cutting tool according to one aspect of the present invention includes a rake face, a flank connected to the rake face, and a cutting edge portion located between the rake face and the flank. A cutting tool according to one embodiment of the present invention includes a base material and a diamond layer. The base material has a first surface that is a rake surface side and a second surface that is a flank surface. The diamond layer covers the first surface and the second surface of the substrate and has a notch.

（１）の切削工具においては、切削を継続していく過程において、切欠きの先端を起点としてダイヤモンド層にクラックが発生する。このクラックは、ダイヤモンド層中を伝播して、切欠きの先端が向いている方向（すなわち、切欠きの開口部の両端を結ぶ線分の中点から先端に向かう方向）上に存在するすくい面及び逃げ面を構成するダイヤモンド層の表面まで到達する。これに伴って、ダイヤモンド層の一部（切削工具の切れ刃部近傍に位置する基材をダイヤモンド層で被覆した時点においては丸みを帯びている部分）が、基材を被覆しているダイヤモンド層から剥離する。このダイヤモンド層の一部の剥離により新たに形成されるダイヤモンド層の表面とこの剥離が生じる前から存在するダイヤモンド層の表面との間の２つの境界の少なくとも一方が鋭利な切れ刃となる。したがって、（１）の切削工具によると、切削工具の切れ味を改善し、被削材のコバ欠けを抑制することができる。 In the cutting tool (1), cracks occur in the diamond layer starting from the tip of the notch in the process of continuing the cutting. The crack propagates through the diamond layer and exists in the direction in which the tip of the notch faces (that is, in the direction from the midpoint of the line connecting both ends of the opening of the notch to the tip). And reaches the surface of the diamond layer constituting the flank. Along with this, a part of the diamond layer (the part that is rounded when the base material located near the cutting edge of the cutting tool is coated with the diamond layer) is partially covered with the diamond layer covering the base material. Peel from At least one of the two boundaries between the surface of the newly formed diamond layer due to the separation of a part of the diamond layer and the surface of the diamond layer existing before the separation occurs becomes a sharp cutting edge. Therefore, according to the cutting tool of (1), the sharpness of the cutting tool can be improved, and chipping of the work material can be suppressed.

（２）（１）の切削工具において、切欠きは、切れ刃部に形成されていてもよい。
（２）の切削工具においては、切欠きの逃げ面側及びすくい面側が鋭利な切れ刃となり得る。そのため、切削開始に伴う切欠きの先端を起点としてダイヤモンド層中へのクラックが発生し、そのクラックがダイヤモンド層中を伝播して切欠きの先端が向いている方向上に存在するすくい面又は逃げ面に到達することによってダイヤモンド層が剥離する前の段階でも、切削工具の切れ味を改善し、切削工具の寿命を改善することが可能となる。 (2) In the cutting tool of (1), the notch may be formed in the cutting edge portion.
In the cutting tool (2), the flank side and the rake side of the notch can be sharp cutting edges. For this reason, cracks occur in the diamond layer starting from the tip of the notch accompanying the start of cutting, and the crack propagates through the diamond layer and exists in the direction in which the tip of the notch faces. Even before the diamond layer is separated by reaching the surface, the sharpness of the cutting tool can be improved, and the life of the cutting tool can be improved.

（３）（１）の切削工具において、切欠きは逃げ面に形成されていてもよい。
（３）の切削工具においては、切削開始に伴い切欠きの先端を起点としてダイヤモンド層中にクラックが発生し、そのクラックがダイヤモンド層中を伝播してすくい面に達することにより、ダイヤモンド層の一部が剥離する。この剥離により、ダイヤモンド層に基材の頂面に対して負角をなす傾斜面が形成される。そのため、（３）の切削工具によると、切削工具の耐久性をさらに改善することができる。 (3) In the cutting tool of (1), the notch may be formed on the flank.
In the cutting tool of (3), a crack is generated in the diamond layer starting from the tip of the notch with the start of cutting, and the crack propagates in the diamond layer to reach the rake face, thereby causing one of the diamond layers to be cut. The part peels off. By this peeling, an inclined surface which forms a negative angle with respect to the top surface of the base material is formed in the diamond layer. Therefore, according to the cutting tool of (3), the durability of the cutting tool can be further improved.

（４）（１）の切削工具において、切欠きは、すくい面に形成されていてもよい。
（４）の切削工具においては、切削開始に伴い切欠きの先端を起点としてダイヤモンド層中にクラックが発生し、そのクラックがダイヤモンド層中を伝播して逃げ面に達することにより、ダイヤモンド層の一部が剥離する。この剥離により、ダイヤモンド層に基材の頂面に対して負角をなす傾斜面が形成される。そのため、（４）の切削工具によると、切削工具の耐久性をさらに改善することができる。 (4) In the cutting tool of (1), the notch may be formed on the rake face.
In the cutting tool of (4), a crack is generated in the diamond layer starting from the tip of the notch at the start of cutting, and the crack propagates through the diamond layer to reach the flank, so that one of the diamond layers is removed. The part peels off. By this peeling, an inclined surface which forms a negative angle with respect to the top surface of the base material is formed in the diamond layer. Therefore, according to the cutting tool of (4), the durability of the cutting tool can be further improved.

（５）（１）〜（４）の切削工具において、切欠きの先端の曲率半径は、１μｍ以下であってもよい。 (5) In the cutting tools of (1) to (4), the radius of curvature of the tip of the notch may be 1 μm or less.

（５）の切削工具によると、切欠きの先端を起点としたダイヤモンド層中へのクラックの発生が生じやすくなり、かつダイヤモンド層中におけるクラックの伝播方向の制御がしやすくなる。そのため、ダイヤモンド層の一部が、切削開始に伴い、より剥離しやすくなる。したがって、（５）の切削工具によると、容易に切削工具の切れ味を改善し、被削材のコバ欠けを抑制することができる。 According to the cutting tool of (5), cracks are easily generated in the diamond layer starting from the tip of the notch, and the propagation direction of the crack in the diamond layer is easily controlled. Therefore, a part of the diamond layer is more easily peeled off with the start of cutting. Therefore, according to the cutting tool of (5), the sharpness of the cutting tool can be easily improved, and chipping of the work material can be suppressed.

（６）（１）〜（５）の切削工具において、基材は、第１面と第２面との間に位置する第３面を有していてもよい。 (6) In the cutting tool of (1) to (5), the base material may have a third surface located between the first surface and the second surface.

（６）の切削工具によると、基材とダイヤモンド層との接触面積が増加する。そのため、（６）の切削工具によると、基材とのダイヤモンド層との密着性を改善することができる。 According to the cutting tool of (6), the contact area between the base material and the diamond layer increases. Therefore, according to the cutting tool of (6), the adhesion between the base material and the diamond layer can be improved.

[本発明の実施形態の詳細]
以下に、本発明の実施形態の詳細について図を参照して説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。 [Details of Embodiment of the Present Invention]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts have the same reference characters allotted. Further, at least some of the embodiments described below may be arbitrarily combined.

（第１の実施形態）
以下に、第１の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, the configuration of the cutting tool according to the first embodiment will be described.

図１は、第１の実施形態に係る切削工具の上面図である。第１の実施形態に係る切削工具は、先端部１と、ボディ部２と、シャンク部３とを有している。第１の実施形態に係る切削工具は、ボールエンドミルである。第１の実施形態に係る切削工具は、ボールエンドミルに限られるものではない。例えば、第１の実施形態に係る切削工具は、ラジアスエンドミル等であってもよい。 FIG. 1 is a top view of the cutting tool according to the first embodiment. The cutting tool according to the first embodiment has a tip portion 1, a body portion 2, and a shank portion 3. The cutting tool according to the first embodiment is a ball end mill. The cutting tool according to the first embodiment is not limited to a ball end mill. For example, the cutting tool according to the first embodiment may be a radius end mill or the like.

図２は、図１の領域ＩＩにおける拡大上面図である。図２に示すように、第１の実施形態に係る切削工具は、先端部１において、すくい面１１と、逃げ面１２（図４参照）とを有している。すくい面１１は、逃げ面１２に連なっている。すくい面１１と逃げ面１２との間の領域は、切れ刃部１３を構成している。 FIG. 2 is an enlarged top view in a region II of FIG. As shown in FIG. 2, the cutting tool according to the first embodiment has a rake face 11 and a flank 12 (see FIG. 4) at the tip 1. The rake face 11 is continuous with the flank face 12. The area between the rake face 11 and the flank 12 constitutes the cutting edge 13.

図６に示すように、切れ刃部１３は、複数のエッジ部を含んでいる。より具体的には、切れ刃部１３は、第１エッジ部１３ａと第２エッジ部１３ｂとを有している。第１エッジ部１３ａは、切欠き６のすくい面１１側に位置している部分である。第２エッジ部１３ｂは、切欠き６の逃げ面１２側に位置している部分である。第１エッジ部１３ａは、すくい面１１と切欠き６の側壁６ｃとの稜線により構成されている。第２エッジ部１３ｂは、逃げ面１２と切欠き６の側壁６ｃとの稜線により構成されている。すなわち、第１エッジ部１３ａ及び第２エッジ部１３ｂは、切欠き６の開口部６ａの両端となっている。第１エッジ部１３ａ及び第２エッジ部１３ｂの少なくとも一方は、切欠き６が形成される位置によっては、切れ刃にもなり得、切れ味の向上、寿命向上に寄与する。 As shown in FIG. 6, the cutting edge 13 includes a plurality of edges. More specifically, the cutting edge portion 13 has a first edge portion 13a and a second edge portion 13b. The first edge portion 13a is a portion located on the rake face 11 side of the notch 6. The second edge portion 13b is a portion located on the flank 12 side of the notch 6. The first edge portion 13a is formed by a ridge line between the rake face 11 and the side wall 6c of the notch 6. The second edge portion 13b is formed by a ridge line between the flank 12 and the side wall 6c of the notch 6. That is, the first edge portion 13a and the second edge portion 13b are both ends of the opening 6a of the notch 6. At least one of the first edge portion 13a and the second edge portion 13b can also serve as a cutting edge depending on the position where the notch 6 is formed, which contributes to improved sharpness and longer life.

図３は、第１の実施形態に係る切削工具を用いた切削加工の模式図である。図３に示すように、第１の実施形態に係る切削工具は、中心軸Ａを中心として回転する。また、第１の実施形態に係る切削工具の切れ刃部１３は、被削材に付勢される。これにより、被削材の切削加工が行われる。 FIG. 3 is a schematic diagram of a cutting process using the cutting tool according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the cutting tool according to the first embodiment rotates around a central axis A. Further, the cutting edge portion 13 of the cutting tool according to the first embodiment is urged by the work material. Thereby, the cutting of the work material is performed.

図４は、図２のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。図４に示すように、第１の実施形態に係る切削工具は、基材４とダイヤモンド層５とを有している。基材４は、第１面４１（頂面）と第２面４２とを有している。第１面４１は、基材４のすくい面１１側の面である。第２面４２は、基材４の逃げ面１２側の面である。基材４は、先端部４３を有している。基材４の先端部４３は、基材４の第１面４１と第２面４２との稜線により構成されている。 FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, the cutting tool according to the first embodiment has a base material 4 and a diamond layer 5. The substrate 4 has a first surface 41 (top surface) and a second surface 42. The first surface 41 is a surface on the rake face 11 side of the base material 4. The second surface 42 is a surface on the flank 12 side of the substrate 4. The base material 4 has a tip 43. The distal end portion 43 of the base member 4 is formed by a ridge line between the first surface 41 and the second surface 42 of the base member 4.

図５は、第１の実施形態の変形例に係る切削工具の切れ刃部１３に垂直な断面における断面図である。図５（Ａ）に示すように、基材４は、第３面４４を含んでいてもよい。第３面４４は、第１面４１及び第２面４２に連なっている。第３面４４は、第１面４１と第２面４２の間に位置している。 FIG. 5 is a cross-sectional view in a cross section perpendicular to the cutting edge portion 13 of the cutting tool according to the modification of the first embodiment. As shown in FIG. 5A, the base material 4 may include a third surface 44. The third surface 44 is continuous with the first surface 41 and the second surface 42. The third surface 44 is located between the first surface 41 and the second surface 42.

第３面４４は、第１面４１に対して傾斜していてもよい。この場合、第３面４４と第１面とのなす角度は、角度θである。角度θは、負角となっている。ここで、角度θが負角であるとは、切れ刃部１３が左方に向いている状態において、第３面４４が第１面４１に対して反時計回りに傾斜していることをいう。 The third surface 44 may be inclined with respect to the first surface 41. In this case, the angle between the third surface 44 and the first surface is an angle θ. The angle θ is a negative angle. Here, that the angle θ is a negative angle means that the third surface 44 is inclined counterclockwise with respect to the first surface 41 in a state where the cutting edge portion 13 is directed to the left. .

図５（Ｂ）に示すように、第３面４４は、曲面により構成されていてもよい。第３面４４が曲面により構成されている場合には、第３面４４は、基材４の外部に向かって凸となるように湾曲している。 As shown in FIG. 5B, the third surface 44 may be formed by a curved surface. When the third surface 44 is formed by a curved surface, the third surface 44 is curved so as to protrude toward the outside of the substrate 4.

なお、基材４が第３面４４を有している場合には、基材４の先端部４３は、基材４の第３面４４と基材４の第１面４１との稜線により構成されている。 When the base material 4 has the third surface 44, the tip 43 of the base material 4 is formed by a ridge line between the third surface 44 of the base material 4 and the first surface 41 of the base material 4. Have been.

基材４には、例えばＷＣ（炭化タングステン）等の粉末と、Ｃｏ（コバルト）等の結合剤とを含む焼結体である超硬合金が用いられる。なお、基材４に用いられる材料はこれに限られるものではない。 For the substrate 4, a cemented carbide, which is a sintered body containing a powder such as WC (tungsten carbide) and a binder such as Co (cobalt), is used. The material used for the base material 4 is not limited to this.

図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、ダイヤモンド層５は、基材４を被覆している。より詳細には、ダイヤモンド層５は、基材４の第１面４１側及び第２面４２側を被覆している。なお、切れ刃部１３近傍に位置するダイヤモンド層５の形状は、丸みを帯びている。 As shown in FIG. 4, FIG. 5A and FIG. 5B, the diamond layer 5 covers the base material 4. More specifically, the diamond layer 5 covers the first surface 41 side and the second surface 42 side of the substrate 4. In addition, the shape of the diamond layer 5 located in the vicinity of the cutting edge 13 is rounded.

ダイヤモンド層５は、例えば、ダイヤモンド結晶を含有する層である。ダイヤモンド層５は、例えば、ダイヤモンド多結晶膜である。ダイヤモンド層５は、非ダイヤモンド成分（例えば非晶質成分）等を含有していてもよい。ダイヤモンド層５は、ダイヤモンド結晶を含有していなくてもよい。例えば、ダイヤモンド層５は、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）の層であってもよい。 The diamond layer 5 is, for example, a layer containing a diamond crystal. The diamond layer 5 is, for example, a polycrystalline diamond film. The diamond layer 5 may contain a non-diamond component (for example, an amorphous component) and the like. The diamond layer 5 may not contain a diamond crystal. For example, the diamond layer 5 may be a DLC (Diamond Like Carbon) layer.

切欠き６は、ダイヤモンド層５に形成されている。第１の実施形態に係る切削工具においては、切欠き５は、すくい面１１と逃げ面１２との間に形成されている。すなわち、切欠き５は、切れ刃部１３に形成されている。 The notch 6 is formed in the diamond layer 5. In the cutting tool according to the first embodiment, the notch 5 is formed between the rake face 11 and the flank 12. That is, the notch 5 is formed in the cutting edge portion 13.

図６は、図４における切れ刃部１３近傍の拡大断面図である。図６に示すように、切欠き６は、開口部６ａと、先端６ｂと、側壁６ｃとを有している。開口部６ａは、ダイヤモンド層５の外表面に開口している。先端６ｂは、開口部６ａよりもダイヤモンド層５の内部に位置している。側壁６ｃは、開口部６ａと先端６ｂとの間に位置している。切欠き６の先端６ｂは、曲率半径Ｒを有している。曲率半径Ｒは、１μｍ以下であることが好ましい。 FIG. 6 is an enlarged sectional view of the vicinity of the cutting edge 13 in FIG. As shown in FIG. 6, the notch 6 has an opening 6a, a tip 6b, and a side wall 6c. The opening 6a is open on the outer surface of the diamond layer 5. The tip 6b is located inside the diamond layer 5 rather than the opening 6a. The side wall 6c is located between the opening 6a and the tip 6b. The tip 6b of the notch 6 has a radius of curvature R. The radius of curvature R is preferably 1 μm or less.

切欠き６は、切れ刃部１３に垂直な断面において、楔形の形状を有していてもよい。すなわち、切欠き６の側壁６ｃの間隔は、切欠き６の開口部６ａから切欠き６の先端６ｂに向かうにしたがって、狭まっていてもよい。但し、切欠き６の形状はこれに限られるものではない。切欠き６は、例えば、切れ刃部１３に垂直な断面において、Ｕ字型形状を有していてもよい。すなわち、切欠き６の側壁６ｃは、切欠き６の開口部６ａから切欠き６ｂに向かう方向と平行になっていてもよい。 The notch 6 may have a wedge-shaped shape in a cross section perpendicular to the cutting edge portion 13. That is, the interval between the side walls 6c of the notch 6 may be reduced from the opening 6a of the notch 6 toward the tip 6b of the notch 6. However, the shape of the notch 6 is not limited to this. The notch 6 may have a U-shape, for example, in a cross section perpendicular to the cutting edge 13. That is, the side wall 6c of the notch 6 may be parallel to the direction from the opening 6a of the notch 6 toward the notch 6b.

図６に示すように、切欠き６の開口部６ａの両端（第１エッジ部１３ａ及び第２エッジ部１３ｂ）を結ぶ線分Ｌ２の中点Ｃと切欠き６の先端６ｂとを通過する直線を、直線Ｌ１とする。直線Ｌ１は、基材４と交差していない。また、直線Ｌ１は、すくい面１１及び逃げ面１２の双方と交差している。ここで、直線Ｌ１がすくい面１１及び逃げ面１２の双方と交差しているとは、直線Ｌ１が、仮に開口部６ａがなかったとしたら存在していたであろうダイヤモンド層５の表面（すなわち、開口部６ａの両端を結ぶ線分Ｌ２の中点Ｃ付近）を通過していることをいう。 As shown in FIG. 6, a straight line passing through a midpoint C of a line segment L2 connecting both ends (a first edge portion 13a and a second edge portion 13b) of the opening 6a of the notch 6 and a tip 6b of the notch 6. Is defined as a straight line L1. The straight line L1 does not intersect with the base material 4. Further, the straight line L1 intersects both the rake face 11 and the flank face 12. Here, that the straight line L1 intersects both the rake face 11 and the flank face 12 means that the straight line L1 is present on the surface of the diamond layer 5 that would have existed if the opening 6a had not been provided (ie, Passing through the vicinity of the midpoint C of the line segment L2 connecting both ends of the opening 6a.

以下に、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法について説明する。
図７は、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法の工程図である。図７に示すように、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法は、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１と、切欠き形成工程Ｓ２とを有している。 Hereinafter, a method for manufacturing the cutting tool according to the first embodiment will be described.
FIG. 7 is a process chart of the method for manufacturing a cutting tool according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, the method for manufacturing a cutting tool according to the first embodiment includes a diamond layer forming step S1 and a notch forming step S2.

図８は、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１が終了した後であって切欠き形成工程Ｓ２が行われる前の段階における第１の実施形態に係る切削工具の断面図である。図８に示すように、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１においては、基材４上にダイヤモンド層５が成膜され、基材４がダイヤモンド層５により被覆される。このダイヤモンド層５の成膜は、例えばＨＦＣＶＤ（Hot Filament Chemical Vapor Deposition）を用いて行われる。 FIG. 8 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the first embodiment at a stage after the diamond layer forming step S1 is completed and before the notch forming step S2 is performed. As shown in FIG. 8, in the diamond layer forming step S <b> 1, the diamond layer 5 is formed on the substrate 4, and the substrate 4 is covered with the diamond layer 5. The formation of the diamond layer 5 is performed using, for example, HFCVD (Hot Filament Chemical Vapor Deposition).

なお、この段階では、基材４の先端部４３付近を被覆しているダイヤモンド層５の形状が、丸みを帯びている。これは、ダイヤモンド層５の成膜時には、基材４の先端部４３周辺の温度が、他の部分よりも高くなるため、基材４の先端部４３付近を被覆しているダイヤモンド層５の成膜が促進されることによる。 At this stage, the shape of the diamond layer 5 covering the vicinity of the front end 43 of the substrate 4 is rounded. This is because, when the diamond layer 5 is formed, the temperature around the front end 43 of the base material 4 is higher than that of the other portions. By promoting the film.

図９は、切欠き形成工程Ｓ２が終了した後における第１の実施形態に係る切削工具の断面図である。図９に示すように、切欠き形成工程Ｓ２においては、切欠き６が形成される。より具体的には、切欠き６は、すくい面１１と逃げ面１２との間の領域に形成される。すなわち、切欠き６は、切れ刃部１３に形成される。切欠き６の形成は、例えばレーザをすくい面１１と逃げ面１２との間の領域に照射することにより行われる。このレーザには、例えばＹＶＯ_４レーザの２倍高調波が用いられる。以上により、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法は完了する。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the first embodiment after the notch forming step S2 has been completed. As shown in FIG. 9, the notch 6 is formed in the notch forming step S2. More specifically, the notch 6 is formed in a region between the rake face 11 and the flank 12. That is, the notch 6 is formed in the cutting edge portion 13. The notch 6 is formed, for example, by irradiating a region between the rake face 11 and the flank 12 with a laser. The laser, for example, second harmonic of the YVO ₄ laser is used. As described above, the method of manufacturing the cutting tool according to the first embodiment is completed.

以下に、第１の実施形態に係る切削工具の効果について説明する。
上記のとおり、第１の実施形態に係る切削工具においては、切欠き６がダイヤモンド層５に形成されている。また、上記のとおり、第１の実施形態に係る切削工具においては、直線Ｌ１が、基材４と交差せず、かつすくい面１１及び逃げ面１２と交差している。切欠き６の先端６ｂには、切削時に切削力による応力集中が生じやすい。そのため、ダイヤモンド層５には、切欠き６の先端６ｂを起点としたクラックが発生しやすい。この発生したクラックは、ダイヤモンド層５中を伝伝播する。このクラックの伝播は、直線Ｌ１に沿って生じやすい。 Hereinafter, effects of the cutting tool according to the first embodiment will be described.
As described above, in the cutting tool according to the first embodiment, the notch 6 is formed in the diamond layer 5. Further, as described above, in the cutting tool according to the first embodiment, the straight line L <b> 1 does not intersect with the base material 4 but intersects with the rake face 11 and the flank 12. At the tip 6b of the notch 6, stress concentration tends to occur due to the cutting force during cutting. Therefore, cracks are likely to occur in the diamond layer 5 starting from the tip 6 b of the notch 6. The generated crack propagates through the diamond layer 5. This crack propagation is likely to occur along the straight line L1.

図１０は、切削開始後における第１の実施形態に係る切削工具の切れ刃部１３に垂直な断面における断面図である。図１０に示すように、第１の実施形態に係る切削工具においては、切削開始に伴って、切欠き６の先端６ｂを起点としてダイヤモンド層５にクラックが生じる。このクラックは、ダイヤモンド層５中を伝播して切欠き６の先端６ｂが向いている方向上に存在するすくい面１１又は逃げ面１２に達する（図９の例においては、切欠き６の先端６ｂが向いている方向にすくい面１１が存在しており、図１０に示すようにクラックがすくい面１１に達している）。その結果、切れ刃部１３近傍の丸みを帯びているダイヤモンド層５の一部分が、基材４を被覆しているダイヤモンド層５から剥離する。このダイヤモンド層５の一部の剥離により、ダイヤモンド層５により構成される平坦なすくい面１１ａが新たに形成される。すくい面１１ａと逃げ面１２の稜線は、新たな切れ刃となる。この新たな切れ刃は、平坦な面であるすくい面１１ａと逃げ面１２の稜線により形成されているため、鋭利である。そのため、第１の実施形態に係る切削工具においては、切削開始に伴い、切れ刃部１３の切れ味が改善され、被削材のコバ欠けが抑制される。 FIG. 10 is a cross-sectional view in a cross section perpendicular to the cutting edge portion 13 of the cutting tool according to the first embodiment after the start of cutting. As shown in FIG. 10, in the cutting tool according to the first embodiment, cracks occur in the diamond layer 5 starting from the tip 6 b of the notch 6 as the cutting starts. This crack propagates through the diamond layer 5 and reaches the rake face 11 or the flank 12 existing in the direction in which the tip 6b of the notch 6 faces (in the example of FIG. 9, the tip 6b of the notch 6). The rake face 11 exists in the direction in which the face is facing, and the crack reaches the rake face 11 as shown in FIG. 10). As a result, a part of the rounded diamond layer 5 near the cutting edge 13 is separated from the diamond layer 5 covering the substrate 4. By peeling off part of the diamond layer 5, a flat rake face 11a constituted by the diamond layer 5 is newly formed. The ridge line between the rake face 11a and the flank face 12 becomes a new cutting edge. The new cutting edge is sharp because it is formed by the rake line of the rake face 11a and the flank 12 that are flat faces. Therefore, in the cutting tool according to the first embodiment, the sharpness of the cutting edge portion 13 is improved along with the start of cutting, and chipping of the work material is suppressed.

第１の実施形態に係る切削工具は、第１エッジ部１３ａと、第２エッジ部１３ｂとを有している。この第１エッジ部１３ａ及び第２エッジ部１３ｂの少なくとも一方は、切欠き６の形成位置によっては、切れ刃となり得る。そのため、第１の実施形態に係る切削工具においては、切欠き６の先端６ｂを起点としたダイヤモンド層５中へのクラック発生、そのクラックのダイヤモンド層５中における伝播、及びそのクラックのすくい面１１又は逃げ面１２への到達によるダイヤモンド層５の剥離前においても、切れ刃部１３の切れ味を向上させることができる。 The cutting tool according to the first embodiment has a first edge portion 13a and a second edge portion 13b. At least one of the first edge portion 13a and the second edge portion 13b may be a cutting edge depending on a position where the notch 6 is formed. Therefore, in the cutting tool according to the first embodiment, a crack is generated in the diamond layer 5 starting from the tip 6 b of the notch 6, the crack is propagated in the diamond layer 5, and the rake face 11 of the crack is generated. Alternatively, the sharpness of the cutting edge 13 can be improved even before the diamond layer 5 is peeled off by reaching the flank 12.

第１の実施形態に係る切削工具において、切欠き６の先端６ｂの曲率半径Ｒが１μｍ以下である場合、切削時に切削力による応力集中がさらに生じやすい。そのため、この場合には、切削開始に伴い、より容易に切れ刃部１３の切れ味を改善し、被削材のコバ欠けを抑制することができる。 In the cutting tool according to the first embodiment, when the radius of curvature R of the tip 6b of the notch 6 is 1 μm or less, stress concentration due to the cutting force is more likely to occur during cutting. Therefore, in this case, it is possible to more easily improve the sharpness of the cutting edge portion 13 with the start of cutting, and to suppress chipping of the work material.

第１の実施形態に係る切削工具において、基材４が、第１面４１と第２面４２との間に第３面４４を有している場合、基材４とダイヤモンド層５との接触面積が増加する。そのため、この場合には、基材４とダイヤモンド層５との密着性を改善することができる。さらに、この場合には、切れ刃部１３近傍を被覆しているダイヤモンド層５の丸みを小さくすることができる。 In the cutting tool according to the first embodiment, when the substrate 4 has the third surface 44 between the first surface 41 and the second surface 42, the contact between the substrate 4 and the diamond layer 5 The area increases. Therefore, in this case, the adhesion between the substrate 4 and the diamond layer 5 can be improved. Further, in this case, the roundness of the diamond layer 5 covering the vicinity of the cutting edge portion 13 can be reduced.

（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。 (Second embodiment)
Hereinafter, the configuration of the cutting tool according to the second embodiment will be described.

なお、以下においては、第１の実施形態に係る切削工具と異なる点について主に説明し、同様の説明は繰り返さない。 In the following, different points from the cutting tool according to the first embodiment will be mainly described, and the same description will not be repeated.

図１１は、第２の実施形態に係る切削工具の切れ刃部１３に垂直な断面における断面図である。図１１に示すように、第２の実施形態に係る切削工具は、すくい面１１と、逃げ面１２と、切れ刃部１３とを有している。第２の実施形態に係る切削工具は、基材４と、切欠き６が形成されたダイヤモンド層５とを有している。 FIG. 11 is a cross-sectional view in a cross section perpendicular to the cutting edge 13 of the cutting tool according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the cutting tool according to the second embodiment has a rake face 11, a flank 12, and a cutting edge 13. The cutting tool according to the second embodiment has a substrate 4 and a diamond layer 5 in which a notch 6 is formed.

第２の実施形態に係る切削工具においては、直線Ｌ１が、基材４と交差せず、すくい面１１及び逃げ面１２と交差している。この点において、第２の実施形態に係る切削工具は、第１の実施形態に係る切削工具と共通している。 In the cutting tool according to the second embodiment, the straight line L <b> 1 does not intersect the base material 4 but intersects the rake face 11 and the flank 12. In this regard, the cutting tool according to the second embodiment is common to the cutting tool according to the first embodiment.

第２の実施形態に係る切削工具は、第１の実施形態に係る切削工具と、切欠き６が形成されている位置において異なっている。すなわち、第１の実施形態に係る切削工具においては、切欠き６がすくい面１１と逃げ面１２との稜線に形成されている一方、第２の実施形態に係る切削工具においては、切欠き６が逃げ面１２に形成されている。 The cutting tool according to the second embodiment is different from the cutting tool according to the first embodiment in a position where the notch 6 is formed. That is, in the cutting tool according to the first embodiment, the notch 6 is formed at the ridge line between the rake face 11 and the flank 12, while in the cutting tool according to the second embodiment, the notch 6 is formed. Are formed on the flank 12.

以下に、第２の実施形態に係る切削工具の製造方法について説明する。
第２の実施形態に係る切削工具は、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法と同様、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１と、切欠き形成工程Ｓ２とを有している。 Hereinafter, a method for manufacturing the cutting tool according to the second embodiment will be described.
The cutting tool according to the second embodiment has a diamond layer forming step S1 and a notch forming step S2, similarly to the cutting tool manufacturing method according to the first embodiment.

但し、第２の実施形態に係る切削工具の製造方法の切欠き形成工程Ｓ２においては、レーザを逃げ面１２に照射することにより、逃げ面１２に切欠き６を形成する点において、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法と異なっている。 However, in the notch forming step S2 of the method for manufacturing a cutting tool according to the second embodiment, the first notch 6 is formed in that the notch 6 is formed in the flank 12 by irradiating the flank 12 with a laser. This is different from the method for manufacturing a cutting tool according to the embodiment.

以下に、第２の実施形態に係る切削工具の効果について説明する。
図１２は、切削開始後における第２の実施形態に係る切削工具の切れ刃部１３に垂直な断面における断面図である。図１２に示すように、第２の実施形態に係る切削工具は、切削開始後においては、ダイヤモンド層５により形成される平坦なすくい面１１ａを有している。これは、第１の実施形態に係る切削工具と同様に、切削開始に伴う切欠き６の先端６ｂを起点としたダイヤモンド層５中のクラックが発生し、そのクラックがダイヤモンド層５中を伝播してすくい面１１に到達することでダイヤモンド層５の一部が剥離することによる。 Hereinafter, effects of the cutting tool according to the second embodiment will be described.
FIG. 12 is a cross-sectional view in a cross section perpendicular to the cutting edge 13 of the cutting tool according to the second embodiment after the start of cutting. As shown in FIG. 12, the cutting tool according to the second embodiment has a flat rake face 11a formed by the diamond layer 5 after the start of cutting. This is because, like the cutting tool according to the first embodiment, cracks occur in the diamond layer 5 starting from the tip 6b of the notch 6 at the start of cutting, and the cracks propagate through the diamond layer 5. A part of the diamond layer 5 is peeled off when the rake face 11 is reached.

第２の実施形態に係る切削工具においては、すくい面１１ａは、基材４の第１面４１に対して負角をなしている。なお、ここで、すくい面１１ａが基材４の第１面４１に対して負角をなしている場合とは、第２の実施形態に係る切削工具の切れ刃部１３が左方を向いている状態において、すくい面１１ａが基材４の第１面４１に対して反時計回りに回転していることをいう。 In the cutting tool according to the second embodiment, the rake face 11 a forms a negative angle with the first face 41 of the base 4. Here, the case where the rake face 11a forms a negative angle with respect to the first face 41 of the base material 4 means that the cutting edge portion 13 of the cutting tool according to the second embodiment faces leftward. In this state, the rake face 11a rotates counterclockwise with respect to the first face 41 of the base material 4.

そのため、第２の実施形態に係る切削工具においては、切削開始に伴ってすくい面１１ａが形成されることにより、切れ刃部１３の耐久性がさらに向上する。その結果、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 Therefore, in the cutting tool according to the second embodiment, the durability of the cutting edge portion 13 is further improved by forming the rake face 11a at the start of cutting. As a result, chipping of the edge of the work material can be further suppressed.

（第３の実施形態）
以下に、第３の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。 (Third embodiment)
Hereinafter, the configuration of the cutting tool according to the third embodiment will be described.

図１３は、第３の実施形態に係る切削工具の切れ刃部１３に垂直な断面における断面図である。図１３に示すように、第３の実施形態に係る切削工具は、すくい面１１と、逃げ面１２と、切れ刃部１３とを有している。また、第３の実施形態に係る切削工具は、基材４と、切欠き６が形成されたダイヤモンド層５とを有している。 Drawing 13 is a sectional view in a section perpendicular to cutting edge part 13 of the cutting tool concerning a 3rd embodiment. As shown in FIG. 13, the cutting tool according to the third embodiment has a rake face 11, a flank 12, and a cutting edge 13. Further, the cutting tool according to the third embodiment has the base material 4 and the diamond layer 5 in which the notch 6 is formed.

第３の実施形態に係る切削工具においては、直線Ｌ１が、基材４と交差せず、かつすくい面１１及び逃げ面１２と交差している。この点において、第３の実施形態に係る切削工具は、第１の実施形態に係る切削工具と共通している。 In the cutting tool according to the third embodiment, the straight line L <b> 1 does not intersect with the base material 4 but intersects the rake face 11 and the flank 12. In this regard, the cutting tool according to the third embodiment is common to the cutting tool according to the first embodiment.

第３の実施形態に係る切削工具は、第１の実施形態に係る切削工具と、切欠き６が形成されている位置において異なっている。すなわち、第１の実施形態に係る切削工具においては、切欠き６がすくい面１１と逃げ面１２との稜線に形成されている一方、第３の実施形態に係る切削工具においては、切欠き６がすくい面１１に形成されている。 The cutting tool according to the third embodiment is different from the cutting tool according to the first embodiment in a position where the notch 6 is formed. That is, in the cutting tool according to the first embodiment, the notch 6 is formed at the ridge line between the rake face 11 and the flank 12, while in the cutting tool according to the third embodiment, the notch 6 Are formed on the rake face 11.

以下に、第３の実施形態に係る切削工具の製造方法について説明する。
第３の実施形態に係る切削工具は、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法と同様、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１と、切欠き形成工程Ｓ２とを有している。 Hereinafter, a method for manufacturing the cutting tool according to the third embodiment will be described.
The cutting tool according to the third embodiment has a diamond layer forming step S1 and a notch forming step S2, similarly to the cutting tool manufacturing method according to the first embodiment.

但し、第３の実施形態に係る切削工具の製造方法の切欠き形成工程Ｓ２においては、レーザをすくい１１に照射することにより、すくい面１１に切欠き６を形成する点において、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法と異なっている。 However, in the notch forming step S2 of the manufacturing method of the cutting tool according to the third embodiment, the first execution is performed in that the notch 6 is formed on the rake face 11 by irradiating the rake 11 with a laser. It is different from the manufacturing method of the cutting tool according to the embodiment.

以下に、第３の実施形態に係る切削工具の効果について説明する。
図１４は、切削開始後における第３の実施形態に係る切削工具の切れ刃部１３に垂直な断面における断面図である。図１４に示すように、第３の実施形態に係る切削工具は、切削開始後においては、ダイヤモンド層５により形成される平坦なすくい面１１ａを有している。これは、第１の実施形態に係る切削工具と同様に、切削開始に伴う切欠き６の先端６ｂを起点としたダイヤモンド層５へのクラックが発生し、そのクラックがダイヤモンド層５中を伝播して逃げ面１２に到達することでダイヤモンド層５の一部が剥離することによる。 Hereinafter, effects of the cutting tool according to the third embodiment will be described.
FIG. 14 is a cross-sectional view in a cross section perpendicular to the cutting edge 13 of the cutting tool according to the third embodiment after the start of cutting. As shown in FIG. 14, the cutting tool according to the third embodiment has a flat rake face 11a formed by the diamond layer 5 after the start of cutting. This is because, similarly to the cutting tool according to the first embodiment, cracks occur in the diamond layer 5 starting from the tip 6b of the notch 6 at the start of cutting, and the cracks propagate through the diamond layer 5. This is because a part of the diamond layer 5 is peeled off by reaching the flank 12.

第３の実施形態に係る切削工具においては、すくい面１１ａは、基材４の第１面４１に対して負角をなしている。そのため、第３の実施形態に係る切削工具においては、切削開始に伴ってすくい面１１ａが形成されることにより、切れ刃部１３の耐久性が向上する。その結果、第３の実施形態に係る切削工具は、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 In the cutting tool according to the third embodiment, the rake face 11 a forms a negative angle with the first face 41 of the base 4. Therefore, in the cutting tool according to the third embodiment, the durability of the cutting edge portion 13 is improved by forming the rake face 11a at the start of cutting. As a result, the cutting tool according to the third embodiment can further suppress chipping of the work material.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is an example in all respects and should be considered as not being restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the embodiments described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１先端部
１１，１１ａすくい面
１２逃げ面
１３切れ刃部
１３ａ第１エッジ部
１３ｂ第２エッジ部
２ボディ部
３シャンク部
４基材
４１第１面
４２第２面
４３基材の先端部
４４第３面
５ダイヤモンド層
６切欠き
６ａ開口部
６ｂ先端
６ｃ側壁
Ａ中心軸
Ｃ中点
Ｌ１直線
Ｌ２線分
Ｒ曲率半径
Ｓ１ダイヤモンド層形成工程
Ｓ２切欠き形成工程
θ 角度 REFERENCE SIGNS LIST 1 tip 11, 11a rake face 12 flank 13 cutting edge 13a first edge 13b second edge 2 body 3 shank 4 substrate 41 first surface 42 second surface 43 tip 44 of substrate 3 face 5 diamond layer 6 notch 6a opening 6b tip 6c side wall A center axis C midpoint L1 straight line L2 line segment R radius of curvature S1 diamond layer forming step S2 notch forming step θ angle

Claims

A rake face, a flank connected to the rake face, a cutting tool including a cutting edge portion located between the rake face and the flank,
A first surface that is a surface on the rake surface side, and a base material having a second surface that is a surface on the flank side;
A diamond layer covering the first surface and the second surface of the substrate, and having a notch,
The notch has an opening that opens to the outer surface of the diamond layer, and a tip located inside the diamond layer from the opening,
A straight line passing through the midpoint of the line connecting both ends of the opening of the notch and the tip of the notch does not intersect the base material and intersects both the rake face and the flank face. Have a cutting tool.

The cutting tool according to claim 1, wherein the notch is formed in the cutting edge portion.

The cutting tool according to claim 1, wherein the notch is formed in the flank.

The cutting tool according to claim 1, wherein the notch is formed in the rake face.

The cutting tool according to claim 1, wherein a radius of curvature of the tip of the notch is 1 μm or less in a cross section perpendicular to the cutting edge portion.

The cutting tool according to any one of claims 1 to 5, wherein the base material has a third surface located between the first surface and the second surface.