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JP2008229764A - Rotating tool and machining method - Google Patents

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JP2008229764A
JP2008229764A JP2007071514A JP2007071514A JP2008229764A JP 2008229764 A JP2008229764 A JP 2008229764A JP 2007071514 A JP2007071514 A JP 2007071514A JP 2007071514 A JP2007071514 A JP 2007071514A JP 2008229764 A JP2008229764 A JP 2008229764A
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JP
Japan
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rotary tool
cutting edge
work material
shaft body
cutting
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Application number
JP2007071514A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuya Senba
卓弥 仙波
Kozo Fujita
幸三 藤田
Taro Nakano
太郎 中野
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Toto Ltd
Fukuoka Institute of Technology
Original Assignee
Toto Ltd
Fukuoka Institute of Technology
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Publication date
Application filed by Toto Ltd, Fukuoka Institute of Technology filed Critical Toto Ltd
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Abstract

【課題】微細加工に用いることができる回転工具であって、十分な強度または硬度を有することにより折損や摩耗を生じさせにくく、しかも、平坦度の高い加工面を形成可能な回転工具及び加工方法を提供する。
【解決手段】切れ刃11を設けた軸体を有し、この軸体を回転させて切れ刃で被削材Bを切削する回転工具Aにおいて、軸体に被削材に当接させて研削する研削面14を設ける。切れ刃による被削材の切削後に、切れ刃によって被削材に形成された加工面の少なくとも一部を研削面で研削する。
【選択図】図1
A rotary tool that can be used for micromachining, has a sufficient strength or hardness, is unlikely to be broken or worn, and can form a machining surface with high flatness and a machining method. I will provide a.
In a rotary tool A having a shaft body provided with a cutting edge 11 and cutting the work material B with the cutting edge by rotating the shaft body, the shaft body is brought into contact with the work material and ground. A grinding surface 14 is provided. After cutting the work material by the cutting edge, at least a part of the processed surface formed on the work material by the cutting edge is ground by the grinding surface.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、回転工具及び加工方法に関するものである。   The present invention relates to a rotary tool and a processing method.

従来、高硬度材料の加工は砥石による研削によって行われていたが、近年では耐摩耗性の優れた工具用の材料が開発され、このような工具用の材料を用いることにより高硬度材料を加工可能な工具が提案されている。  Conventionally, processing of high-hardness materials has been performed by grinding with a grindstone, but in recent years, materials for tools with excellent wear resistance have been developed, and high-hardness materials can be processed by using such materials for tools. Possible tools have been proposed.

このような高硬度材料を加工する工具の形態の一つとして、エンドミルやボールエンドミルなどの回転工具が知られている。この回転工具には、所要の形状とした切れ刃を略円柱状とした軸体の先端に設け、軸体を回転させることにより切れ刃で被削材を切削している。   A rotary tool such as an end mill or a ball end mill is known as one form of a tool for processing such a high hardness material. In this rotary tool, a cutting edge having a required shape is provided at the tip of a substantially cylindrical shaft body, and the workpiece is cut with the cutting edge by rotating the shaft body.

切れ刃を備えた回転工具では、軸体とともに回転する切れ刃の回転方向の直後方にいわゆる逃げ面を設けており、切れ刃による切削後に回転工具または被削材が移動することによって回転工具の切れ刃以外の部分が被削材と接触しないように構成している(例えば、特許文献1または特許文献2参照。)。   In a rotary tool equipped with a cutting edge, a so-called flank is provided immediately after the rotation direction of the cutting edge that rotates together with the shaft body. It is comprised so that parts other than a cutting blade may not contact a work material (for example, refer patent document 1 or patent document 2).

すなわち、逃げ面は、回転する軸体の回転軸からの距離を、回転軸から切れ刃の先端までの距離よりも小さくしているものであって、いわゆる逃げ角の大きさは、回転工具の被削材に対する相対的な送り速度を勘案して決定している。   In other words, the flank is such that the distance of the rotating shaft body from the rotation axis is smaller than the distance from the rotation axis to the tip of the cutting edge, and the so-called clearance angle is the size of the rotary tool. It is determined in consideration of the relative feed speed with respect to the work material.

図面を用いて簡単に説明すると、図7に示すように、回転工具aは、円柱状とした軸体先端の工具先端部100に切れ刃110を設けており、軸体とともに回転する切れ刃110の回転方向の直後方に逃げ面120を設けている。一般的に、工具先端部100は高硬度材料で形成しており、靱性に優れた金属材料からなる台金100'にロー付け等の接着手段で接着固定している。   Briefly described with reference to the drawings, as shown in FIG. 7, the rotary tool a is provided with a cutting edge 110 at a tool tip 100 at the tip of a cylindrical shaft body, and the cutting blade 110 that rotates together with the shaft body. A flank 120 is provided immediately after the rotation direction. In general, the tool tip 100 is made of a high hardness material, and is bonded and fixed to a base metal 100 ′ made of a metal material having excellent toughness by an adhesive means such as brazing.

この回転工具aは、軸体を回転させながら所定の送り速度で被削材に対して相対的に移動させ、被削材を切削している。なお、固定した被削材に対して回転工具aを移動させながら切削を行ってもよいし、回転工具aを固定して被削材を移動させながら切削を行ってもよいし、被削材と回転工具aの両方をそれぞれ移動させながら切削を行ってもよい。   The rotary tool a is moved relative to the work material at a predetermined feed speed while rotating the shaft body to cut the work material. The cutting may be performed while moving the rotary tool a with respect to the fixed work material, or the cutting may be performed while moving the work material while fixing the rotary tool a. Cutting may be performed while moving both the rotary tool a and the rotary tool a.

回転工具aで被削材を切削する場合には、図8(a)に示すように、軸体とともに回転している切れ刃110を被削材bに押し当て、図8(b)に示すように軸体の回転にともなって切れ刃110を回転させるとともに、回転工具aの被削材bに対する相対的な送りを行って被削材bを切削している。なお、説明の便宜上、図8(b)では、回転工具aによる切削によって生じた切屑を省略している。   When cutting the work material with the rotary tool a, as shown in FIG. 8A, the cutting edge 110 rotating together with the shaft body is pressed against the work material b, and the work material is shown in FIG. 8B. As described above, the cutting blade 110 is rotated along with the rotation of the shaft body, and the work material b is cut by feeding the rotary tool a relative to the work material b. For convenience of explanation, in FIG. 8B, chips generated by cutting with the rotary tool a are omitted.

軸体先端の工具先端部100には逃げ面120を設けていることにより、切れ刃110による切削後、軸体を回転させながら回転工具aを切削方向に送っても、図8(c)及び図8(d)に示すように、回転工具aが被削材bに接触する干渉が生じることなく回転工具aを送るようにしながら、切れ刃110を1回転させて被削材bの新たな切削を行うこととしている。
特開2005−014202号公報 実開昭63−047818号公報
Since the flank 120 is provided in the tool tip 100 at the tip of the shaft body, even if the rotary tool a is sent in the cutting direction while rotating the shaft body after cutting by the cutting edge 110, FIG. As shown in FIG. 8 (d), the cutting tool 110 is rotated once while the rotating tool a is sent without causing the interference of the rotating tool a contacting the work material b, and a new work material b is obtained. Cutting is going to be done.
JP 2005-014202 A Japanese Utility Model Publication No. 63-047818

このように、回転工具では、切れ刃を設けた軸体に逃げ面を設けて、被削材と回転工具とを干渉させることなく切削可能としているが、逃げ面を設けた場合には、逃げ面部分の軸体が細くなることにより刃先部分の強度及び剛性が低下することとなって、切れ刃に折損や摩耗が生じやすくなるという不具合があった。   As described above, in the rotary tool, the shaft body provided with the cutting edge is provided with the flank so that cutting can be performed without causing interference between the work material and the rotary tool. As the shaft portion of the surface portion becomes thinner, the strength and rigidity of the cutting edge portion are reduced, and there is a problem that breakage and wear tend to occur on the cutting edge.

本発明者らはこのような現状に鑑み、微細加工にも用いることができる回転工具であって、十分な強度または硬度を有することにより折損や摩耗を生じさせにくい回転工具の研究開発を行い、本発明を成すに至ったものである。   In view of such a current situation, the present inventors conducted research and development of a rotary tool that can be used for micromachining, and that does not easily cause breakage or wear by having sufficient strength or hardness, The present invention has been achieved.

本発明の回転工具では、切れ刃を設けた軸体を有し、この軸体を回転させて切れ刃で被削材を切削する回転工具において、軸体に被削材に当接させて研削する研削面を設けた。   In the rotary tool of the present invention, in a rotary tool having a shaft body provided with a cutting edge and cutting the work material with the cutting edge by rotating the shaft body, the shaft body is brought into contact with the work material for grinding. A grinding surface was provided.

また、研削面は、軸体とともに回転する切れ刃の回転方向の直後方に設けた。これにより、軸体に逃げ面を形成する必要がなく、軸体の強度及び剛性が低下することを防止できるので、切れ刃の折損や摩耗が生じることを抑制できる。   Moreover, the grinding surface was provided immediately after the rotation direction of the cutting blade rotating with the shaft body. Thereby, it is not necessary to form a flank on the shaft body, and it is possible to prevent the strength and rigidity of the shaft body from being lowered, so that breakage and wear of the cutting edge can be suppressed.

また、研削面は、軸体の回転軸から等距離となる円周面状に設けた。これにより、研削面によって被削材を連続的に研削でき、この連続的な研削によって加工面を平坦化して面粗度を小さくすることができる。   Moreover, the grinding surface was provided in the shape of the circumferential surface which becomes equal distance from the rotating shaft of a shaft body. Accordingly, the work material can be continuously ground by the grinding surface, and the surface roughness can be reduced by flattening the processing surface by this continuous grinding.

また、軸体の少なくとも切れ刃及び研削面は、多結晶ダイヤモンド焼結体または立方晶窒化ホウ素焼結体とした。多結晶ダイヤモンド焼結体及び立方晶窒化ホウ素焼結体は強度、硬度とも非常に高い材料であるので、微細加工に用いる工具を形成するには好適で、特に微細工具の作成においては、例えば直径1.0mm以下の微細工具の作成に好適であり、工具先端部の全てをこれらで形成することによって極めて高品質の回転工具とすることができる。   Further, at least the cutting edge and the grinding surface of the shaft body were made of a polycrystalline diamond sintered body or a cubic boron nitride sintered body. Since the polycrystalline diamond sintered body and cubic boron nitride sintered body are materials with extremely high strength and hardness, they are suitable for forming a tool used for micromachining. It is suitable for producing a fine tool of 1.0 mm or less, and an extremely high-quality rotary tool can be obtained by forming all of the tool tip with these.

また、本発明の加工方法では、切れ刃が設けられた軸体を有する回転工具で被削材を切削する加工方法において、軸体には被削材に当接させて研削する研削面を設け、切れ刃による被削材の切削後に、切れ刃によって被削材に形成された加工面の少なくとも一部を研削面で研削することとした。さらに、被削材に対する回転工具の送り速度及び/又は回転速度を調整して、逃げ角を有する回転工具の逃げ面を研削面として利用することを特徴とするものである。   Further, in the processing method of the present invention, in the processing method of cutting a work material with a rotary tool having a shaft body provided with a cutting edge, the shaft body is provided with a grinding surface for abutting and grinding the work material. After cutting the work material with the cutting edge, at least a part of the processed surface formed on the work material with the cutting edge is ground with the grinding surface. Furthermore, the feed speed and / or rotation speed of the rotary tool with respect to the work material is adjusted, and the flank of the rotary tool having a clearance angle is used as a grinding surface.

本発明によれば、切れ刃が設けられた軸体に、被削材に当接させて研削する研削面を設けた回転工具としたことによって、被削材と回転工具とを干渉させないように回転工具の軸体に逃げ面を設けるのではなく、軸体に研削面を設けて回転工具を被削材に接触させ、軸体を回転させることにより研削面で被削材を研削することができる。   According to the present invention, the rotary body is provided with a grinding surface that is ground in contact with the work material on the shaft body provided with the cutting edge so that the work material and the rotary tool do not interfere with each other. Rather than providing a flank on the shaft of the rotary tool, a grinding surface is provided on the shaft, the rotary tool is brought into contact with the work material, and the work piece is ground on the grinding surface by rotating the shaft. it can.

したがって、軸体に逃げ面を形成する必要がなくなることにより軸体が細くなることを防止でき、軸体の強度及び剛性が低下することを防止できるので、切れ刃に折損や摩耗が生じることを抑制できる。   Therefore, it is possible to prevent the shaft body from being thinned by eliminating the need to form a flank on the shaft body, and to prevent the strength and rigidity of the shaft body from being lowered. Can be suppressed.

本発明の回転工具及び加工方法では、回転する軸体に切れ刃を設けて被削材を切削可能とした回転工具において、軸体に被削材に当接させて研削する研削面を設け、軸体の回転にともなって研削面を回転させて被削材を研削可能としているものである。   In the rotary tool and the processing method of the present invention, in the rotary tool that is capable of cutting the work material by providing a cutting blade on the rotating shaft body, a grinding surface is provided for grinding the shaft body in contact with the work material, The work surface can be ground by rotating the grinding surface as the shaft rotates.

すなわち、回転工具では、切れ刃で被削材を切削する切削手段と、研削面で被削材を研削する研削手段とを備えているものである。したがって、被削材の切削処理において、切削手段と研削手段とに分散させて切削及び研削を行うことができ、回転工具に作用する局所的な負荷を低減させることができる。あるいは、切れ刃のみを設けている場合と同じ局所的な負荷が作用する状態では、研削面による研削の分だけ作業効率を向上させることができる。   That is, the rotary tool is provided with a cutting means for cutting the work material with the cutting edge and a grinding means for grinding the work material with the grinding surface. Therefore, in the cutting process of the work material, the cutting and grinding can be performed while being distributed to the cutting means and the grinding means, and the local load acting on the rotary tool can be reduced. Alternatively, in the state where the same local load is applied as when only the cutting edge is provided, the working efficiency can be improved by the amount of grinding by the grinding surface.

軸体に設ける切れ刃は、被削材を切削可能となっていればよく、例えば、図1(a)に示すように、円柱状とした軸体の工具先端部10の周面の一部を平坦化することにより平坦面13を設けて、この平坦面13と工具先端部10の周面とが交わる平坦面13の一方の端縁部分を切れ刃11とすることができる。ここで、平坦面13は、いわゆる「すくい面」である。なお、すくい面は平坦面13で構成する場合に限定するものではなく、中央部を窪ませた凹状面であってもよく、工具先端部10の周面とすくい面との交差部分おいて被削材に剪断力を作用させることができるエッジが形成されていれば、すくい面はどのような形状であってもよい。   The cutting edge provided on the shaft body only needs to be able to cut the work material. For example, as shown in FIG. 1A, a part of the peripheral surface of the tool tip portion 10 of the columnar shaft body. By flattening, a flat surface 13 can be provided, and one edge portion of the flat surface 13 where the flat surface 13 and the peripheral surface of the tool tip 10 intersect can be used as the cutting edge 11. Here, the flat surface 13 is a so-called “rake surface”. The rake face is not limited to the flat face 13 and may be a concave face with a recessed central part, and is covered at the intersection of the peripheral surface of the tool tip 10 and the rake face. The rake face may have any shape as long as an edge capable of applying a shearing force to the cutting material is formed.

また、切れ刃11が設けられた工具先端部10は、周面全体を研削面14としている。   Further, the tool tip portion 10 provided with the cutting edge 11 has the entire peripheral surface as a grinding surface 14.

特に、研削面14は、軸体の回転軸から等距離となる円周面状に設けている。したがって、回転工具Aは、図1(a)に示すように、軸体を回転させて切れ刃11で被削材Bを切削するとともに、切れ刃11による切削によって露出した被削材Bの加工面に、工具先端部10に設けた研削面14を接触させることができる。   In particular, the grinding surface 14 is provided in the shape of a circumferential surface that is equidistant from the rotation axis of the shaft body. Accordingly, as shown in FIG. 1A, the rotary tool A rotates the shaft body to cut the work material B with the cutting edge 11, and also processes the work material B exposed by cutting with the cutting edge 11. The grinding surface 14 provided on the tool tip 10 can be brought into contact with the surface.

しかも、回転工具Aは、軸体を回転させながら被削材Bに対して切削方向に相対的に送られることにより、研削面14で被削材Bを研削することができる。   Moreover, the rotary tool A can grind the work material B with the grinding surface 14 by being sent relative to the work material B in the cutting direction while rotating the shaft body.

回転工具Aは、研削面14を被削材Bに接触させている間は、軸体の回転と、被削材Bに対する回転工具Aの送りによって、図1(b)及び図1(c)に示すように被削材Bを研削することができる。   While the rotary tool A is in contact with the work material B with the grinding surface 14, the rotation of the shaft body and the rotation tool A being fed to the work material B cause the rotation tool A to move to FIGS. The work material B can be ground as shown in FIG.

なお、図8に示した従来例のように、被削材を切れ刃によって断続的に切削した場合には、切れ刃が軸体とともに回転するために円形の軌跡を有しているので、回転工具による切削後には被削材の加工面に連続した凹状の窪みが形成されることとなって加工面の面粗度が大きくなるのに比べ、工具先端部10に設けた研削面14で被削材Bを研削することにより、図1に示すように、被削材Bの研削後の加工面の面粗度を小さくすることができ、加工面の平坦性を向上させることができる。   In addition, when the work material is cut intermittently with the cutting edge as in the conventional example shown in FIG. 8, the cutting edge has a circular trajectory because it rotates together with the shaft body. After cutting with the tool, a continuous concave recess is formed on the work surface of the work material, and the surface roughness of the work surface is increased. By grinding the work material B, as shown in FIG. 1, the surface roughness of the work surface after grinding of the work material B can be reduced, and the flatness of the work surface can be improved.

特に、工具先端部10における研削面14を軸体の回転軸から等距離となる円周面状に設けた場合には、研削面14によって被削材Bを連続的に研削でき、この連続的な研削によって加工面を平坦化して面粗度を小さくすることができる。しかも、回転工具Aの成形も容易である。なお、研削面14による研削後における加工面のうち、送り方向寄りの部分には、当然ながら円周面状の研削面14によって湾曲した加工面が形成されている。   In particular, when the grinding surface 14 at the tool tip 10 is provided in a circumferential surface that is equidistant from the rotation axis of the shaft body, the work material B can be continuously ground by the grinding surface 14, and this continuous By rough grinding, the processed surface can be flattened to reduce the surface roughness. Moreover, the rotary tool A can be easily formed. Of course, a processed surface curved by the circumferential surface of the grinding surface 14 is formed in a portion near the feed direction of the processed surface after grinding by the grinding surface 14.

図1(d)中、20は研削面14による研削によって除去された被削材Bの被研削領域であり、この被研削領域20の分だけ被削材Bが除去されていることにより、次に切れ刃11で被削材Bを切削する際の被削材Bの切削量を少なくすることができる。したがって、切れ刃11による切削時に、切れ刃11及び工具先端部10に作用する応力を小さくすることができ、切れ刃11の折損や摩耗を抑制することができる。   In FIG. 1 (d), reference numeral 20 denotes a region to be ground of the work material B removed by grinding with the grinding surface 14. The work material B is removed by the amount of the ground region 20. In addition, the cutting amount of the work material B when the work material B is cut with the cutting edge 11 can be reduced. Therefore, the stress acting on the cutting edge 11 and the tool tip 10 during cutting by the cutting edge 11 can be reduced, and breakage and wear of the cutting edge 11 can be suppressed.

また、被研削領域20の分だけ被削材Bが除去されていることにより、次に切れ刃11で被削材Bを切削した際に加工面に形成される突部の突出量を小さくすることができ、加工面の面粗度を小さくすることができる。ここで、加工面に形成される突部は、回転工具Aのすくい面の分だけ軸体が回転する間に、被削材Bに対して回転工具Aが相対的に送られることにより、切れ刃11による切削の開始位置が回転工具Aの送り方向にずれることによって生じているものである。   Further, since the work material B is removed by an amount corresponding to the grinding region 20, the amount of protrusion of the protrusion formed on the work surface when the work material B is next cut with the cutting edge 11 is reduced. The surface roughness of the processed surface can be reduced. Here, the protrusion formed on the machining surface is cut off by rotating the rotary tool A relative to the work material B while the shaft rotates by the rake face of the rotary tool A. This is caused by the shift of the cutting start position by the blade 11 in the feed direction of the rotary tool A.

なお、研削面14は、工具先端部10の周面全体に設ける場合に限定するものではなく、少なくとも工具先端部10とともに回転する切れ刃11の回転方向の後方のどこかに設けるだけでもよい。   The grinding surface 14 is not limited to the case where the grinding surface 14 is provided on the entire peripheral surface of the tool tip 10, but may be provided only at least somewhere behind the cutting edge 11 rotating with the tool tip 10.

特に、切れ刃11の回転方向の直後方に研削面14を設けた場合には、切れ刃11の回転方向の直後方に逃げ面を形成する必要がなく、逃げ面の形成にともなって工具先端部10が細くなることを防止できるので、工具先端部10の強度及び剛性を向上させることができる。   In particular, when the grinding surface 14 is provided immediately after the rotation direction of the cutting edge 11, it is not necessary to form a flank immediately after the rotation direction of the cutting edge 11, and the tip of the tool is formed along with the formation of the flank. Since the portion 10 can be prevented from becoming thin, the strength and rigidity of the tool tip portion 10 can be improved.

しかも、切れ刃11の回転方向の直後方に研削面14を設けた場合には、逃げ面が存在しないことにより、切れ刃11を頑強に支持することができるので、切れ刃11に折損や摩耗が生じることを抑制できる。   In addition, when the grinding surface 14 is provided immediately after the rotation direction of the cutting edge 11, the cutting edge 11 can be firmly supported by the absence of the flank, so that the cutting edge 11 is broken or worn. Can be suppressed.

さらに、切れ刃11によって被削材Bに形成された加工面を研削面14で直ちに研削することができるので、加工面を仕上がりの劣る切削面ではなく、仕上がり面のきれいな研削面とすることができ、外観の向上を図ることができる。   Further, since the machined surface formed on the work material B by the cutting edge 11 can be immediately ground by the grinding surface 14, the machined surface can be a ground surface with a clean finished surface rather than a poorly finished cutting surface. And the appearance can be improved.

なお、工具先端部10の周面に部分的に研削面14を設ける場合には、研削面14が形成されていない工具先端部10の周面が被削材Bと干渉することを防止するために、研削面14が形成されていない工具先端部10の周面には被削材Bと非接触となる逃げ面を設けておくことが望ましい。   In addition, when providing the grinding surface 14 partially in the surrounding surface of the tool front-end | tip part 10, in order to prevent that the surrounding surface of the tool front-end | tip part 10 in which the grinding surface 14 is not formed interferes with the workpiece B In addition, it is desirable to provide a clearance surface that is not in contact with the work material B on the peripheral surface of the tool tip 10 where the grinding surface 14 is not formed.

このような回転工具Aにおいて、工具先端部10を多結晶ダイヤモンド焼結体(以下、「PCD」という。)または立方晶窒化ホウ素焼結体(以下、「CBN」という。)で構成した場合には、高硬度材料の加工性の優れた回転工具Aを提供できるだけでなく、多結晶体であるPCDやCBNの表面における結晶の粒界をそのまま研削面として用いることができる。したがって、PCD製やCBN製の回転工具Aでは、切れ刃11を形成するためのすくい面だけ形成することにより、研削面を備えた回転工具Aを形成できる。   In such a rotating tool A, when the tool tip 10 is composed of a polycrystalline diamond sintered body (hereinafter referred to as “PCD”) or a cubic boron nitride sintered body (hereinafter referred to as “CBN”). Can provide not only a rotary tool A with high workability of a high hardness material but also a crystal grain boundary on the surface of a polycrystal PCD or CBN as a grinding surface. Therefore, in the rotary tool A made of PCD or CBN, the rotary tool A having the grinding surface can be formed by forming only the rake face for forming the cutting edge 11.

図1では、工具先端部10をPCD等で一体に形成したものを示している。PCDやCBN等の素材の高強度、高硬度特性は、数μmオーダーの微細加工を施す際の工具として好適に利用でき、工具先端部10の直径を1mm以下にした場合でも十分な強度を確保できるものとなる。特に、本発明のように工具形状を工夫して強度を確保した構造は、より微細とした工具を提供可能とすることができる。   In FIG. 1, the tool tip 10 is integrally formed of PCD or the like. The high strength and high hardness characteristics of materials such as PCD and CBN can be suitably used as a tool when performing micromachining on the order of several μm, ensuring sufficient strength even when the diameter of the tool tip 10 is 1 mm or less. It will be possible. In particular, the structure in which the strength is ensured by devising the tool shape as in the present invention can provide a finer tool.

特に、PCDやCBNなどで工具先端部10を形成する際には、結晶の粒界の大きさを調整することにより研削性能を調整することができ、研削効率を要求する場合には結晶の粒界を大きくすることが望ましく、加工面の仕上がり状態を重視する場合には、結晶の粒界を小さくすることが望ましい。   In particular, when the tool tip 10 is formed with PCD, CBN, or the like, the grinding performance can be adjusted by adjusting the size of the crystal grain boundary. It is desirable to increase the boundary, and when importance is attached to the finished state of the processed surface, it is desirable to reduce the crystal grain boundary.

また、研削面は、PCDやCBNの表面には、必要に応じて放電加工やショットブラストなどを施し、研削面の凹凸形状の調整を行ってもよい。また、凹凸形状における突部の高さを揃えることによって、研削面により研削された加工面の面粗度をさらに小さくすることができる。   In addition, as for the grinding surface, the surface of PCD or CBN may be subjected to electric discharge machining, shot blasting or the like as necessary to adjust the uneven shape of the grinding surface. Moreover, the surface roughness of the processed surface ground by the grinding surface can be further reduced by aligning the heights of the protrusions in the concavo-convex shape.

このように構成される回転工具Aを用いることにより、高硬度材料からなる被削材Bに対して様々な加工を施すことができる。   By using the rotary tool A configured as described above, various kinds of processing can be performed on the work material B made of a high hardness material.

また、回転工具の切れ刃によって切削を行って、さらに連続して研削面で研削を行うためには、上記のような回転工具を形成するのが望ましいが、従来のように、逃げ角を有する逃げ面が形成された回転工具においても、回転工具の回転数及び/又は回転工具の送り速度を調整することによって、切れ刃で切削した後に逃げ面を被削材に接触させることが可能となるので、その接触面、すなわち逃げ面を研削可能な状態にしておけば、同様な加工を可能とすることができる。   In addition, in order to perform cutting with the cutting edge of the rotary tool and further continuously grind on the grinding surface, it is desirable to form the rotary tool as described above, but it has a clearance angle as in the past. Even in a rotary tool in which a flank is formed, by adjusting the rotational speed of the rotary tool and / or the feed speed of the rotary tool, the flank can be brought into contact with the work material after cutting with a cutting edge. Therefore, if the contact surface, that is, the flank surface is made grindable, similar processing can be performed.

また、回転工具Aは、図1に示したように、工具先端部10に1つの切れ刃11を設ける場合に限定するものではなく、図2示すように円柱状とした軸体の工具先端部10'に第1平坦面13'-1と第2平坦面13'-2の互いに平行な2つの平面によってすくい面をそれぞれ設けて、2つの切れ刃11',11'を設けてもよい。   Further, the rotary tool A is not limited to the case where one cutting edge 11 is provided at the tool tip 10 as shown in FIG. 1, but the tool tip of a shaft body having a cylindrical shape as shown in FIG. Two cutting edges 11 'and 11' may be provided on 10 'by providing a rake face by two planes parallel to each other of the first flat surface 13'-1 and the second flat surface 13'-2.

この場合、図2に示すように、工具先端部10におけるすくい面が形成されたすくい面領域Sと、研削面14が形成される逃げ面領域Tとの比率を調整することにより、回転工具における切削量及び研削量を調整できる。   In this case, as shown in FIG. 2, by adjusting the ratio of the rake face area S where the rake face is formed in the tool tip 10 and the flank area T where the grinding face 14 is formed, Cutting amount and grinding amount can be adjusted.

なお、切れ刃の配設数は3つ以上としてもよく、例えば、図3(a)及び図3(b)に示すように、切れ刃11"を設けた複数のブロック体15"を、軸体10"の先端部に設けた円盤状の支持プレート16"に装着して回転工具としてもよい。   The number of cutting blades may be three or more. For example, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), a plurality of block bodies 15 "provided with cutting edges 11" It may be attached to a disc-shaped support plate 16 "provided at the tip of the body 10" to serve as a rotary tool.

ここで、ブロック体15"は、図3(b)に底面図で示すように、底面視において略8分の1円弧状としたブロック体であって、このブロック体15"の一方の端面をすくい面17"とするとともに、ブロック体15"の外周面には研削面18"を設けて、すくい面17"と研削面18"とで形成されるエッジを切れ刃11"としている。   Here, as shown in the bottom view of FIG. 3B, the block body 15 ″ is a block body having a substantially one-eighth arc shape in the bottom view, and one end surface of the block body 15 ″ is In addition to the rake face 17 ", a grinding surface 18" is provided on the outer peripheral surface of the block body 15 ", and an edge formed by the rake face 17" and the grinding face 18 "is a cutting edge 11".

支持プレート16"には、ブロック体15"を嵌合装着可能とした嵌合部(図示せず)を等間隔で設けており、本実施形態では、4つのブロック体15"を装着している。支持プレート16"に装着されたブロック体15"は、それぞれの研削面18"を同一の円弧上に位置させている。   The support plate 16 "is provided with fitting portions (not shown) that allow the block body 15" to be fitted and mounted at equal intervals, and in this embodiment, four block bodies 15 "are mounted. The block bodies 15 "mounted on the support plate 16" have their grinding surfaces 18 "positioned on the same arc.

具体的な実施例として、ダイヤモンドの一次粒子を5μmとしたPCDで、図4に示すように、先端に直径約50μmの略半球状の先端部を備えた軸体30を準備し、この軸体30の先端に放電加工によって回転軸に対して約45°の角度を有する平坦面33を形成して、この平坦面33をすくい面とする回転工具を形成した。   As a specific example, a shaft 30 having a substantially hemispherical tip with a diameter of about 50 μm at the tip is prepared as shown in FIG. A flat surface 33 having an angle of about 45 ° with respect to the rotation axis was formed at the tip of 30 by electric discharge machining, and a rotary tool having the flat surface 33 as a rake surface was formed.

なお、平坦面33は、すくい面として切れ刃31を形成するためだけでなく、回転工具における回転中心を除去するためのものであり、略半球状の先端部における最先端部を平坦面33の形成にともなって除去している。   The flat surface 33 is not only for forming the cutting edge 31 as a rake face, but also for removing the center of rotation in the rotary tool. It is removed along with the formation.

この回転工具はPCD製であるので、平坦面33の外周縁のエッジ部分以外は研削面となっている。   Since this rotary tool is made of PCD, the ground surface except for the edge portion of the outer peripheral edge of the flat surface 33 is a ground surface.

この回転工具を用いて、硬さが2600(25.2GPa)Hvの超合金に、□0.4mm×0.2mmの凹状プリズムを形成した。切れ刃31には多少の切屑の付着は見られたが、損耗が生じることなく凹状プリズムを形成できた。   Using this rotating tool, a concave prism of □ 0.4 mm × 0.2 mm was formed on a superalloy having a hardness of 2600 (25.2 GPa) Hv. Although some chips were found attached to the cutting edge 31, a concave prism could be formed without wear.

本実施例では、先端を半球状とした軸体30に1つの平坦面33を設けているだけであるが、例えば、図5に示すように、複数の平坦面33'を設けてもよい。特に、複数の平坦面33'を設ける場合には、軸体30の周面にスパイラル状に配置することが望ましい。   In the present embodiment, only one flat surface 33 is provided on the shaft body 30 whose tip is hemispherical, but a plurality of flat surfaces 33 ′ may be provided as shown in FIG. 5, for example. In particular, when a plurality of flat surfaces 33 ′ are provided, it is desirable to arrange them on the peripheral surface of the shaft body 30 in a spiral shape.

なお、軸体30の先端の工具先端部に設けられる平坦面33,33'は切れ刃31を形成するために設けているものであり、単なる平坦面として形成するだけでなく、例えば凹面状に形成することによりシャープなエッジからなる切れ刃を形成可能としてもよい。   The flat surfaces 33 and 33 ′ provided at the tip of the tool at the tip of the shaft body 30 are provided for forming the cutting edge 31, and are not only formed as a flat surface but also in a concave shape, for example. It is good also as possible to form the cutting edge which consists of a sharp edge by forming.

図4に示す工具形状の場合、加工深さ、すなわち工具先端からの距離に応じてすくい面と逃げ面の比率が変わるので、上記した理由により切削量と研削量の比率が変わることとなる。そこで、図5に示す工具形状のように複数の平坦面33'をスパイラル状に配置した場合には、工具先端から各距離で軸体30を横断する横断面に現れる円周上のすくい面と逃げ面の比率を略一定に調整することができる。しかも、切削と研削がより小さな多数の領域で行われるので、工具に作用する局所的な負荷を分散できるとともに、切削の断続間隔を短くすることができるので、加工面の面粗度をより小さくすることができる。   In the case of the tool shape shown in FIG. 4, the ratio between the rake face and the flank face changes according to the machining depth, that is, the distance from the tool tip, so the ratio between the cutting amount and the grinding amount changes for the reason described above. Therefore, when a plurality of flat surfaces 33 ′ are arranged in a spiral shape as in the tool shape shown in FIG. 5, a rake surface on the circumference appearing in a transverse section crossing the shaft body 30 at each distance from the tool tip, The ratio of the flank can be adjusted to be substantially constant. In addition, since cutting and grinding are performed in many smaller areas, the local load acting on the tool can be dispersed, and the intermittent interval of cutting can be shortened, so that the surface roughness of the machined surface can be further reduced. can do.

また、軸体30の先端の工具先端部には、図6に示すようにスパイラル状に溝35を形成して切れ刃31"を形成してもよい。この場合、溝35が切屑の排出路となることにより、切屑が研削面に付着して研削能力が低下することを抑制できる。   Further, as shown in FIG. 6, a groove 35 may be formed in a spiral shape on the tool tip at the tip of the shaft body 30 to form a cutting edge 31 ". In this case, the groove 35 serves as a chip discharge path. As a result, it is possible to prevent chips from adhering to the grinding surface and reducing the grinding ability.

本発明の実施形態に係る回転工具による切削処理の説明図である。It is explanatory drawing of the cutting process by the rotary tool which concerns on embodiment of this invention. 他の実施形態の回転工具の説明図である。It is explanatory drawing of the rotary tool of other embodiment. 他の実施形態の回転工具の説明図である。It is explanatory drawing of the rotary tool of other embodiment. 実施例の回転工具の説明図である。It is explanatory drawing of the rotary tool of an Example. 変形例の回転工具の説明図である。It is explanatory drawing of the rotary tool of a modification. 変形例の回転工具の説明図である。It is explanatory drawing of the rotary tool of a modification. 従来の回転工具の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional rotary tool. 従来の回転工具による切削処理の説明図である。It is explanatory drawing of the cutting process by the conventional rotary tool.

符号の説明Explanation of symbols

A 回転工具
B 被削材
10 工具先端部
13 平坦面
11 切れ刃
14 研削面
20 被研削領域
A Rotating tool B Work material
10 Tool tip
13 Flat surface
11 Cutting edge
14 Grinding surface
20 Grinding area

Claims (6)

切れ刃を設けた軸体を有し、この軸体を回転させて前記切れ刃で被削材を切削する回転工具において、
前記軸体に前記被削材を当接させて研削する研削面を設けたことを特徴とする回転工具。
In a rotary tool having a shaft body provided with a cutting edge, and cutting the work material with the cutting edge by rotating the shaft body,
A rotary tool comprising a grinding surface for grinding the work piece against the shaft body.
前記研削面は、前記軸体とともに回転する前記切れ刃の回転方向の直後方に設けたことを特徴とする請求項1に記載の回転工具。   The rotary tool according to claim 1, wherein the grinding surface is provided immediately after the rotation direction of the cutting edge that rotates together with the shaft body. 前記研削面は、前記軸体の回転軸から等距離となる円周面状に設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転工具。   3. The rotary tool according to claim 1, wherein the grinding surface is provided in a circumferential shape that is equidistant from a rotation axis of the shaft body. 前記軸体の少なくとも前記切れ刃及び前記研削面は、多結晶ダイヤモンド焼結体または立方晶窒化ホウ素焼結体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転工具。   The rotary tool according to any one of claims 1 to 3, wherein at least the cutting edge and the grinding surface of the shaft body are a polycrystalline diamond sintered body or a cubic boron nitride sintered body. . 切れ刃が設けられた軸体を有する回転工具で被削材を切削する加工方法において、
前記軸体には前記被削材に当接させて研削する研削面を設け、
前記切れ刃による前記被削材の切削後に、前記切れ刃によって前記被削材に形成された加工面の少なくとも一部を前記研削面で研削することを特徴とする加工方法。
In a processing method of cutting a work material with a rotary tool having a shaft body provided with a cutting edge,
The shaft body is provided with a grinding surface to be ground in contact with the work material,
A processing method comprising: grinding at least a part of a processed surface formed on the work material by the cutting edge after the cutting of the work material by the cutting edge.
前記被削材に対する前記回転工具の送り速度及び/又は回転速度を調整して、逃げ角を有する回転工具の逃げ面を研削面として利用することを特徴とする請求項5に記載の加工方法。

6. The machining method according to claim 5, wherein a feed speed and / or a rotation speed of the rotary tool with respect to the work material is adjusted, and a relief surface of the rotary tool having a relief angle is used as a grinding surface.

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