5764181 硬質皮膜被覆切削工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5764181

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月12日

(54)【発明の名称】硬質皮膜被覆切削工具

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/16 20060101AFI20150723BHJP

   B23B 27/14 20060101ALI20150723BHJP

   B23B 27/20 20060101ALI20150723BHJP

   B23C 5/10 20060101ALI20150723BHJP

【ＦＩ】

   B23C5/16

   B23B27/14 A

   B23B27/14 C

   B23B27/20

   B23C5/10 B

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-226984(P2013-226984)

(22)【出願日】2013年10月31日

(65)【公開番号】特開2015-85462(P2015-85462A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2014年6月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000115120

【氏名又は名称】ユニオンツール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091373

【弁理士】

【氏名又は名称】吉井 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100097065

【弁理士】

【氏名又は名称】吉井 雅栄

(72)【発明者】

【氏名】大▲崎▼ 英樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 俊太郎

(72)【発明者】

【氏名】新田 円空

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 英人

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１０１９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２２２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００５５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｃ ５／００ − ５／１６

Ｂ２３Ｂ ２７／１４ − ２７／２０

Ｂ２３Ｄ ７７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

逃げ面とすくい面との交差稜線部に切れ刃が形成された工具本体に硬質皮膜が被覆されて成る硬質皮膜被覆切削工具であって、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における切れ刃に直角な断面において、逃げ面側の硬質皮膜の膜厚ｈ１及び切れ刃近傍のすくい面側の硬質皮膜の膜厚ｈ２が、下記１の２条件を充足するように構成し、更に、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における切れ刃に直角な方向で、当該切れ刃の刃先の丸みを半径Ｒの円弧で近似したとき、下記２の条件を充足するように構成したことを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具。
記１
（１）８μｍ≦ｈ１≦３０μｍ
（２）０≦ｈ２／ｈ１≦０．５
記２
０．１ｈ１≦Ｒ≦０．８ｈ１

【請求項2】

逃げ面とすくい面との交差稜線部に切れ刃が形成された工具本体に硬質皮膜が被覆されて成る硬質皮膜被覆切削工具であって、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における切れ刃に直角な断面において、逃げ面側の硬質皮膜の膜厚ｈ１及び切れ刃近傍のすくい面側の硬質皮膜の膜厚ｈ２が、下記１の２条件を充足するように構成し、更に、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における切れ刃に直角な方向で、当該切れ刃の刃先の丸みを半径Ｒの円弧で近似したとき、下記２の条件を充足するように構成したことを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具。
記１
（１）８μｍ≦ｈ１≦３０μｍ
（２）０≦ｈ２／ｈ１≦０．５
記２
０．１ｈ１≦Ｒ≦１５μｍ

【請求項3】

請求項１，２いずれか１項に記載の硬質皮膜被覆切削工具において、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における、すくい面側の硬質皮膜の少なくとも切れ刃に隣接する領域に、切れ刃に対して９０°±２０°の範囲の角度で交差する多数の微細な凸条が並設されていることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具。

【請求項4】

請求項３記載の硬質皮膜被覆切削工具において、前記凸条の並設間隔は１μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具。

【請求項5】

請求項３，４いずれか１項に記載の硬質皮膜被覆切削工具において、前記凸条が並設されている部分の算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具。

【請求項6】

請求項３〜５いずれか１項に記載の硬質皮膜被覆切削工具において、前記凸条は、切れ刃近傍の前記すくい面側の硬質皮膜の表面部をレーザ照射により除去する際に形成されたものであることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具。

【請求項7】

請求項１〜６いずれか１項に記載の硬質皮膜被覆切削工具において、前記硬質皮膜はダイヤモンド皮膜であることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、硬質皮膜被覆切削工具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に開示されるように、回転切削工具に耐摩耗性を向上させるためのダイヤモンド皮膜等の硬質皮膜を被覆して成る硬質皮膜被覆切削工具が種々提案されている。近年の市場においては、難削材であるガラス、セラミックス、超硬合金などの硬脆材を切削し得る切削工具の要求が高まってきており、切削工具メーカーではこれらの市場要求に応えられる切削工具の研究開発が行われている。取り分け、高硬度且つ高強度材料として代表的な超硬合金を工具母材として、ダイヤモンド皮膜、窒化物系皮膜などの硬質皮膜を被覆した切削工具の研究開発が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２５１１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述のような硬脆材は高硬度であるが故に切削加工自体が非常に困難であるだけでなく、脆いが故に欠け易いという特徴がある。更に、上述のような硬質皮膜被覆切削工具の切れ刃は、硬質皮膜が被覆されていない工具の切れ刃と比較して皮膜の膜厚に応じて刃先が丸みを帯びることから、切削加工の際に良好な切削作用が発揮されず、特に硬脆材を被削材として切削加工する際には、被削材の端部において欠け（所謂コバ欠け。図１参照。）を生じるおそれが高まるという問題がある。

【0005】

また、硬質皮膜の剥離が生じ易く、切れ刃近傍において剥離が生じて、その後も切削加工を継続した場合、剥離前後で被削材の加工面に段差が生じたり加工品質が変化したりする等の問題がある。

【0006】

本発明は、上述の問題点を解決するもので、硬質皮膜被覆切削工具のすくい面の硬質皮膜の膜厚を適切に設定することで、刃先を所望の鋭利さにすると共に、加工途中での切れ刃近傍における皮膜の剥離を抑制することができ、仕上げ加工における切削性を改善し良好な仕上げ面を得ることができる実用性に秀れた硬質皮膜被覆切削工具を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

【0008】

逃げ面１とすくい面２との交差稜線部に切れ刃３が形成された工具本体７に硬質皮膜４が被覆されて成る硬質皮膜被覆切削工具であって、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における切れ刃３に直角な断面において、逃げ面１側の硬質皮膜４の膜厚ｈ１及び切れ刃３近傍のすくい面２側の硬質皮膜４の膜厚ｈ２が、下記１の２条件を充足するように構成し、更に、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における切れ刃３に直角な方向で、当該切れ刃３の刃先の丸みを半径Ｒの円弧で近似したとき、下記２の条件を充足するように構成したことを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具に係るものである。
記１
（１）８μｍ≦ｈ１≦３０μｍ
（２）０≦ｈ２／ｈ１≦０．５
記２
０．１ｈ１≦Ｒ≦０．８ｈ１

【0009】

また、逃げ面１とすくい面２との交差稜線部に切れ刃３が形成された工具本体７に硬質皮膜４が被覆されて成る硬質皮膜被覆切削工具であって、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における切れ刃３に直角な断面において、逃げ面１側の硬質皮膜４の膜厚ｈ１及び切れ刃３近傍のすくい面２側の硬質皮膜４の膜厚ｈ２が、下記１の２条件を充足するように構成し、更に、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における切れ刃３に直角な方向で、当該切れ刃３の刃先の丸みを半径Ｒの円弧で近似したとき、下記２の条件を充足するように構成したことを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具に係るものである。
記１
（１）８μｍ≦ｈ１≦３０μｍ
（２）０≦ｈ２／ｈ１≦０．５
記２
０．１ｈ１≦Ｒ≦１５μｍ

【0010】

また、請求項１，２いずれか１項に記載の硬質皮膜被覆切削工具において、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における、すくい面２側の硬質皮膜４の少なくとも切れ刃３に隣接する領域に、切れ刃３に対して９０°±２０°の範囲の角度で交差する多数の微細な凸条６が並設されていることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具に係るものである。

【0011】

また、請求項３記載の硬質皮膜被覆切削工具において、前記凸条６の並設間隔は１μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具に係るものである。

【0012】

また、請求項３，４いずれか１項に記載の硬質皮膜被覆切削工具において、前記凸条６が並設されている部分の算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具に係るものである。

【0013】

また、請求項３〜５いずれか１項に記載の硬質皮膜被覆切削工具において、前記凸条６は、切れ刃３近傍の前記すくい面２側の硬質皮膜４の表面部をレーザ照射により除去する際に形成されたものであることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具に係るものである。

【0014】

また、請求項１〜６いずれか１項に記載の硬質皮膜被覆切削工具において、前記硬質皮膜４はダイヤモンド皮膜４であることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具に係るものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明は上述のように構成したから、仕上げ加工における切削性を改善し良好な仕上げ面を得ることができる実用性に秀れた硬質皮膜被覆切削工具となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】従来例（比較例）により切削した被削材の加工面の写真である。

【図2】本実施例の概略説明斜視図及び要部拡大図である。

【図3】本実施例の概略説明側面図である。

【図4】本実施例のレーザ照射方法の概略説明図である。

【図5】別例の概略説明側面図である。

【図6】本実施例の要部の概略説明図である。

【図7】比較例の正面写真（ａ）及び側面写真（ｂ）である。

【図8】比較例の刃先の丸みの半径Ｒの測定データ（ａ）、刃先側（逃げ面をすくい面に対して略平行な方向）から見た皮膜写真（ｂ）及びすくい面側から見た皮膜写真（ｃ）である。

【図9】実験例の正面写真（ａ）及び側面写真（ｂ）である。

【図10】実験例の刃先の丸みの半径Ｒの測定データ（ａ）、刃先側（逃げ面をすくい面に対して略平行な方向）から見た皮膜写真（ｂ）及びすくい面側から見た皮膜写真（ｃ）である。

【図11】実験例により切削した被削材の加工面の写真である。

【図12】実験条件および実験結果を示す表である。

【図13】実験条件および実験結果を示す表である。

【図14】実験条件および実験結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

【0018】

切れ刃３近傍のすくい面２側の硬質皮膜４の膜厚を逃げ面１側の硬質皮膜４の半分以下の所定の膜厚とすることで、硬質皮膜４による刃先の丸まりを抑制して所望の鋭利さにすることができ、即ち、切れ刃３に直角な方向でこの切れ刃３の刃先の丸みを半径Ｒの円弧で近似したとき、このＲを十分小さくすることが可能となり、コバ欠けを抑制することが可能となる。

【0019】

また、硬質皮膜４は膜厚が薄い程剥離し難いため、それだけすくい面２側の硬質皮膜４の剥離を抑制でき、即ち、加工途中での切れ刃３近傍の硬質皮膜４の剥離を抑制することが可能となる。従って、加工面に段差が形成されたり加工途中で加工品質が変化したりすることを防止できることになる。

【実施例】

【0020】

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

【0021】

本実施例は、逃げ面１とすくい面２との交差稜線部に切れ刃３が形成された工具本体７に硬質皮膜４が被覆されて成る硬質皮膜被覆切削工具であって、図３に示したように、工具先端から軸方向に工具直径（刃部の回転直径）Ｄの０．３倍（０．３Ｄ）以下の範囲における切れ刃３に直角な断面において、逃げ面１側の硬質皮膜４の膜厚をｈ１、切れ刃３近傍のすくい面２側の硬質皮膜４の膜厚をｈ２としたとき、８μｍ≦ｈ１≦３０μｍ且つ０≦ｈ２／ｈ１≦０．５であるものである。

【0022】

本実施例は、図２に図示したような切り屑排出溝５が工具軸線に平行な（工具軸線周りに螺旋状に形成されない）所謂直刃の１枚刃ボールエンドミルであり、具体的には、工具本体７は超硬合金製であり、外周に切り屑排出溝５が工具軸線に平行に設けられ、工具本体７の先端部の逃げ面１と切り屑排出溝５のすくい面２との交差稜線部に切れ刃３が設けられているものである。図中、符号８はシャンク部である。

【0023】

また、工具本体７にはダイヤモンド皮膜４が被覆されている。なお、ダイヤモンド皮膜以外の硬質皮膜を採用しても良い。

【0024】

このダイヤモンド皮膜４は、ＣＶＤ法により一様に工具本体７に被覆した後、切れ刃３近傍のすくい面２側のダイヤモンド皮膜４を所定の厚さとなるようにその表面部をレーザ照射により一部除去している。本実施例においては、ＹＶＯ_４レーザを、所定の送り速度及び出力で、図４に図示したようにすくい面２の上方（すくい面２の正面）からダイヤモンド皮膜４の表面と平行な方向に送りながら照射することで、ダイヤモンド皮膜４の一部を除去している。なお、砥石等で研削することで除去しても良い。なお、他の構成、例えば図５に図示したような直刃の２枚刃ボールエンドミルに対しても各切れ刃３のすくい面２を同様に処理することで同様の効果を得ることができる。また、直刃に限らず切り屑排出溝５が工具軸線周りに螺旋状に形成される所謂ねじれ刃タイプの構成としても同様である。

【0025】

ダイヤモンド皮膜４は、上述したように、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における、切れ刃３に直角な断面において、逃げ面１側のダイヤモンド皮膜４の膜厚をｈ１、切れ刃３近傍のすくい面２側のダイヤモンド皮膜４の膜厚をｈ２としたとき、８μｍ≦ｈ１≦３０μｍで、０≦ｈ２／ｈ１≦０．５となるように、即ち、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４が逃げ面１側のダイヤモンド皮膜４より薄くなるようにすくい面２側のダイヤモンド皮膜４を除去する。具体的には、前記レーザ照射を切れ刃３に沿う方向に所定間隔で繰り返して、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４を所定範囲にわたって一部除去する（図６参照）。

【0026】

また、上記すくい面２側のダイヤモンド皮膜４の一部除去処理は、ダイヤモンド皮膜４を一部除去した領域がある程度存在しなければ本発明の効果を得られないため、少なくとも切れ刃３先端位置から工具直径の１／１０程度奥側まで行う（工具直径の１／１０程度の幅で行う）。本実施例では工具直径１ｍｍの１/１０である０．１ｍｍの幅を除去している。

【0027】

ダイヤモンド皮膜４が被覆された回転切削工具は、先端から軸方向に工具直径の０．３倍の範囲が多用される。従って、少なくともこの範囲において、ｈ１及びｈ２が上記設定を満たすようにする。

【0028】

また、ダイヤモンド皮膜４が被覆された回転切削工具の場合、工具寿命は逃げ面１の膜厚ｈ１に依存する。そのため、切れ刃３に直角な断面で見たときに、逃げ面１の膜厚ｈ１が８μｍ未満となると、皮膜摩耗の進行が早く、寿命が極端に短くなる傾向があり、加工の継続が難しくなる。また、３０μｍを超えると、超硬合金母材との密着性が必ずしも高くないというダイヤモンド皮膜４の特性上、工具本体７との密着性の確保が難しく、剥離などのリスクが高まるとともに安定的な工具寿命を得づらくなる。

【0029】

また、すくい面２の膜厚ｈ２は逃げ面１の膜厚ｈ１との関係で、刃先の丸みの大きさを決める要因となっている。また、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４が厚いと突発的に剥離するリスクが高まるため、０≦ｈ２／ｈ１≦０．５となるように、即ち、すくい面２の膜厚ｈ２は逃げ面１の膜厚ｈ１の１／２以下にすることが望ましい。

【0030】

また、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における、切れ刃３に直角な方向で、この切れ刃３の刃先の丸みを半径Ｒの円弧で近似したとき（刃先のＲを測定した時）、０．１ｈ１≦Ｒ≦０．８ｈ１（０．１≦Ｒ／ｈ１≦０．８）となるように設定する。

【0031】

ダイヤモンド皮膜４を被覆した刃先のＲの大きさは、逃げ面１側のダイヤモンド皮膜４の厚さとすくい面２側のダイヤモンド皮膜４の厚さとの関係が大きい。

【0032】

主にすくい面２側のダイヤモンド皮膜４を除去して薄くすることで得られる刃先のＲは、刃先のＲの大きさが０．１ｈ１未満（Ｒ／ｈ１が０．１未満）では、切削時に刃先のチッピングを発生し易くなる。また、刃先のＲが大きいことで被削材側のコバ欠けなどの発生が懸念されるため、逃げ面１側の膜厚が厚くなることで刃先のＲが大きくなってしまう場合は、刃先のＲの大きさは０．８ｈ１以下（Ｒ／ｈ１が０．８以下）で、さらに好ましくは１５μｍ以下であることが望ましい。なお、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４を完全に除去（ｈ２/ｈ１＝０）した場合、刃先のＲの大きさは小さくなって鋭利な刃先状態となるため切削性は向上する。なお、すくい面２にもダイヤモンド皮膜４を残すことで逃げ面１側のダイヤモンド皮膜４が剥離しにくくなり、刃先近傍のダイヤモンド皮膜４の強度を保つことができると考えられるため残しておいてもよい。より望ましくは、０≦ｈ２／ｈ１≦０．２である。

【0033】

すくい面２側のダイヤモンド皮膜４を上述の方法により除去し、逃げ面１の膜厚ｈ１とすくい面２の膜厚ｈ２の比ｈ２／ｈ１を変えたときの効果を確認した実験結果を図１２に示す。

【0034】

なお、本実施例においては、刃先のＲの測定には、三鷹光器株式会社製の非接触三次元測定装置（ＮＨ−３ＳＰ）を使用し、所定の治具で被測定物（エンドミル）を所定の位置と所定の姿勢となるように設置し、逃げ面１から切れ刃３の刃先を経由してすくい面２までの範囲を前記切れ刃３に直角な方向に測定し、レーザによりプロファイルを検出し、そのプロファイルに近似する円を描き刃先のＲを測定した。なお、被測定物を一部破壊（除去）して切れ刃３に直角な断面を形成し、この断面上において刃先のＲを測定しても良い。

【0035】

＜加工条件＞
使用工具：ダイヤモンド皮膜が被覆された１枚刃ボールエンドミル（直径１ｍｍ、刃長０．７ｍｍ、シャンク径４ｍｍ、全長５０ｍｍ）
被削材：超硬合金ＶＭ−４０（ＣＩＳ規格）
クーラント：エアブロー
工具突出し量：１５ｍｍ
回転速度：３０，０００ｍｉｎ^−１、送り速度：１５０ｍｍ／ｍｉｎ、軸方向の切込み深さ：０．０５ｍｍ
半径方向の切込み深さ：０．２５ｍｍ
加工方法：４．３ｍｍ×４．３ｍｍ×深さ０．６ｍｍの四角ポケット形状を加工する。

【0036】

以上の加工条件で、図１２の実験例の組み合わせについて実験を行い、工具寿命までのポケット加工個数（寿命）と、１ポケット加工後の上面の稜線のコバ欠けの大きさ（長さ）、すくい面２の皮膜剥離の発生状態について比較を行った。

【0037】

逃げ面１の膜厚ｈ１が５μｍのとき、すくい面２の膜厚ｈ２を薄くすることで刃先のＲが小さくなり、コバ欠けの抑制には効果があったが逃げ面１の膜厚ｈ１が薄いことにより工具寿命が短く加工可能なポケット数が少ない結果となった（実験例１〜４）。

【0038】

これに対し、逃げ面１の膜厚ｈ１が８μｍの場合においては、すくい面２の膜厚ｈ２を薄くすることで刃先のＲが小さくなり、コバ欠けの抑制に効果が見られた。逃げ面１の膜厚ｈ１が厚くなることで、工具寿命までのポケット加工個数が増加した（実験例５〜９）。皮膜除去後のすくい面２の膜厚ｈ２が６μｍの場合、加工時にすくい面２の皮膜剥離の影響が加工面に大きく出る結果となった（実験例９）。

【0039】

さらに、逃げ面１の膜厚ｈ１が１５μｍの場合においては、すくい面２の膜厚ｈ２を薄くすることで刃先のＲが小さくなり、コバ欠けの抑制に効果がみられた。逃げ面１の膜厚ｈ１が厚くなることで、工具寿命までのポケット加工個数が増加した。皮膜除去後のすくい面２の膜厚ｈ２が１２μｍの場合、コバ欠けの大きさがやや大きく、加工途中にすくい面２の皮膜剥離が発生し加工面に段差などの影響が発生した（実験例１０〜１３）。

【0040】

また、逃げ面１の膜厚ｈ１が１９μｍの場合において、すくい面２の膜厚ｈ２を８μｍとした時、刃先のＲは１２μｍとなった。すくい面２側のダイヤモンド皮膜４を除去しないものではすくい面２の膜厚ｈ２は１８μｍ、刃先のＲは２０μｍであり、加工評価の結果、すくい面２の膜厚ｈ２を８μｍとしたものは、コバ欠けの大きさが１０μｍで、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４を除去しないものが３８μｍであった。すくい面２の皮膜剥離の加工面への影響についてもすくい面２の膜厚ｈ２を８μｍとしたものはすくい面２側のダイヤモンド皮膜４を除去しないものに対して改善傾向となった（実験例１４，１５）。

【0041】

逃げ面１の膜厚ｈ１が３０μｍの場合においては、すくい面２の膜厚ｈ２を薄くすることで刃先のＲが小さくなり、コバ欠けの抑制に効果が見られた（実験例１６〜１８）。逃げ面１の膜厚ｈ１が大きいことで、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４を除去しない場合の刃先のＲが大きいため、すくい面２の膜厚ｈ２を薄くした時に得られる刃先のＲの大きさが、逃げ面１の膜厚ｈ１が薄い時に比べて大きくなる。このためすくい面２の膜厚ｈ２を、逃げ面１の膜厚ｈ１に対して０．５倍としたときにも刃先のＲが大きくなり、コバ欠けの大きさと加工時のすくい面２の皮膜剥離の加工面への影響が多少大きくなった（実験例１８）。

【0042】

逃げ面１の膜厚ｈ１が３５μｍの場合において、すくい面２の膜厚ｈ２を０としたときに、刃先のＲは１５μｍとすることができたが、逃げ面１の膜厚ｈ１が厚いためにダイヤモンド皮膜４の密着性の問題から、膜の損傷が早期に発生することでコバ欠けが大きくなり、工具寿命までのポケット加工個数も２個となった（実験例２０）。

【0043】

逃げ面１の膜厚ｈ１が４０μｍの場合においては、すくい面２の膜厚ｈ２を０とした時に刃先のＲは１８μｍとなり、加工の初期から工具損傷が進みコバ欠けが大きくなるとともに、工具寿命までのポケット加工個数も２個となった。また、すくい面２の膜厚ｈ２を１０μｍ、２０μｍ、２４μｍと残した場合においては、刃先のＲが大きく切削抵抗を大きく受けることとダイヤモンド皮膜４の密着性の問題から、ポケット加工個数が０個となった（実験例２１〜２４）。

【0044】

以上の結果から、逃げ面１の膜厚ｈ１は８μｍ≦ｈ１≦３０μｍ且つすくい面２の膜厚ｈ２との関係を０≦ｈ２／ｈ１≦０．５と設定した。また、刃先のＲについては逃げ面１の膜厚ｈ１に対して一定の割合以下にすることが望ましく、０．１ｈ１≦Ｒ≦０．８ｈ１とし、さらに膜厚が厚い場合に逃げ面１の膜厚ｈ１に対しての割合だけでは効果を得られない場合があるため０．１ｈ１≦Ｒ≦１５μｍとした。

【0045】

また、本実施例は、工具先端から軸方向に工具直径の０．３倍以下の範囲における、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４の切れ刃３に隣接する領域に、切れ刃３に対して９０°±２０°の範囲の角度で交差する多数の微細な凸条６が所定の並設間隔αで並設されている。なお、この凸条６は、前記レーザ照射により生じる溝（照射痕）と隣り合う溝とを一部重なり合わせることで形成するものである（図２参照）。具体的には、図３に図示したように、切れ刃３を通る接線に直交する線の角度を９０°とした場合、前記接線に対して約９０°で交差するように設定している。

【0046】

凸条６はレーザ照射以外の手段によって形成しても良い。切削時に切り屑が切れ刃３に対して直角方向に流れるため、切り屑の流れをコントロールする上で、切れ刃３に対して直角に凸条６を形成することが望ましい。また、凸条６の並ぶ間隔によっても切り屑排出性に違いが出ることが実験でわかった。

【0047】

図１３は図１２中の実験例１４の形状で、凸条６の並設される角度条件を変えたときの実験結果を示したものである。切れ刃３を通る接線に直交する線の角度を９０°とした場合、切り屑排出性は凸条６の前記接線に対する角度が９０°±２０°で良好であり、望ましくは９０°±１０°の範囲であった。実験例１４では、図３に図示したように前記接線に対して約９０°で交差するようにした。

【0048】

また、本実施例においてこの凸条６の並設間隔（レーザ照射の間隔）αは１μｍ以上３０μｍ以下に設定されている（図２参照）。図１４は図１２中の実験例１４の形状で、凸条６の並設間隔αを変えたときの実験結果を示したものである。刃先を観察したところ、刃先の鋭利さと切り屑排出性は、並設間隔αが０．８μｍ以上４０μｍ以下で良好であった。これは、刃先近傍のマイクロテクスチャ効果により切り屑離れが良くなり安定的な切削が可能になったからであると考えられる。

【0049】

実験例１４では、凸条６の並設間隔αは１０μｍに設定されている。並設間隔αが１μｍ未満では凸条６を形成することによる上記効果が期待できない。また、並設間隔αが３０μｍを超えると刃先のＲを安定的に小さくすることが難しくなり、刃先の切削性改善を期待できない。また、刃先の状態は並設間隔αが３０μｍ以下で良好であるという結果が得られた。

【0050】

また、この凸条６が並設されている部分の算術平均粗さＲａは０．０５μｍ以上１μｍ以下に設定されている。

【0051】

前記凸条６を設けた領域の算術平均粗さＲａは０．０５μｍ以上あることが望ましく、算術平均粗さＲａが大きくなることで仕上げ面粗さが悪化するため１μｍ以下であることが望ましい。本実施例においては、算術平均粗さＲａは０．５μｍ程度に設定している。凸条６の並設間隔α（レーザ照射の間隔）を狭くすることで、算術平均粗さＲａは小さくすることができ、また間隔αを広くすることで算術平均粗さＲａは大きくなる。算術平均粗さＲａが小さくなることで、刃先が鋭利になり、また、大きくなりすぎると刃先の鋭利さが失われる傾向となる。

【0052】

なお、本発明は、本実施例のような１枚刃ボールエンドミルに限らず、２枚以上の刃数のボールエンドミルや、ラジアスエンドミル、スクエアエンドミル等にも同様に適用できる。２枚刃以上の刃数のエンドミルに対しては、必要な刃先すべてに適用すればよい。

【0053】

また、皮膜はダイヤモンド皮膜に限らず、窒化物系皮膜などの硬質皮膜を採用しても良い。

【0054】

本実施例は上述のように構成したから、切れ刃３近傍のすくい面２側の硬質皮膜４の膜厚を逃げ面１側の硬質皮膜４の半分以下（１／２以下）の所定の膜厚とすることで、硬質皮膜４による刃先の丸まりを抑制して所望の鋭利さにすることができ、即ち、切れ刃３に直角な方向でこの切れ刃３の刃先の丸みを半径Ｒの円弧で近似したとき、このＲを十分小さくすることが可能となり、コバ欠けを抑制することが可能となる。

【0055】

また、硬質皮膜４は膜厚が薄い程剥離し難いため、それだけすくい面２側の硬質皮膜４の剥離を抑制でき、即ち、加工途中での切れ刃３近傍の硬質皮膜４の剥離を抑制することが可能となるため加工面に段差が形成されたり加工途中で加工品質が変化したりすることを防止できることになる。さらに、すくい面２の膜厚を制御する段階で凸条６を設ける処理を行うことにより刃先を均一な状態にできるため、切り屑排出性にも秀でたものとなる。

【0056】

よって、本実施例は、仕上げ加工における切削性を改善し良好な仕上げ面を得ることができる実用性に秀れたものとなる。

【0057】

本実施例の効果を裏付ける実験例について説明する。

【0058】

＜加工条件＞
使用工具：ダイヤモンド皮膜が被覆された１枚刃ボールエンドミル（直径１ｍｍ、刃長０．７ｍｍ、シャンク径４ｍｍ、全長５０ｍｍ）
被削材：超硬合金ＶＭ−４０（ＣＩＳ規格）
クーラント：エアブロー
工具突出し量：１５ｍｍ
回転速度：３０，０００ｍｉｎ^−１、送り速度：１５０ｍｍ／ｍｉｎ、軸方向の切込み深さ：０．０２ｍｍ
半径方向の切込み深さ：０．１ｍｍ
加工方法：被削材の上面に５ｍｍ×５ｍｍ×深さ０．０２ｍｍ（軸方向の切込み深さ分）の大きさの領域を切削加工（ダウンカット）する。
工具の進行方向：被削材の外方から被削材の上面と正面の稜線に対して直角方向に工具を被削材へ進入させる。
評価：前記稜線におけるコバ欠けの状態（有無）を確認する。

【0059】

以上の加工条件で、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４に上記レーザ照射処理を施さない比較例と、上記レーザ照射処理を施した実験例とで夫々被削材を加工し、加工後の被削材の状態を比較した。

【0060】

図７が比較例、図９が実験例の各正面写真（ａ）及び側面写真（ｂ）である。また、図８が比較例、図１０が実験例の各刃先の丸みの半径Ｒの測定データ（ａ）、刃先側から見た皮膜写真（ｂ）及びすくい面側から見た皮膜写真（ｃ）である。

【0061】

比較例の刃先のＲは、刃直角方向（切れ刃に直角な方向）でおよそ２０．８μｍであり、実験例の刃先のＲは、およそ１３．３μｍであった。

【0062】

図１が比較例の被削材加工後の写真、図１１が実験例の被削材加工後の写真であり、これらの比較から、すくい面２側のダイヤモンド皮膜４が所定の膜厚となるような一部除去処理を行い、刃先のＲの小さくなった状態で切削を行うと、加工初期からコバ欠けの発生がなく、良好な加工面が得られることが確認できた。

【符号の説明】

【0063】

１ 逃げ面
２ すくい面
３ 切れ刃
４ 硬質皮膜
６ 凸条
７ 工具本体

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図12】

【図13】

【図14】

【図1】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】