JP2002355710A - Cutting tool for brittle material - Google Patents

Cutting tool for brittle material

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JP2002355710A
JP2002355710A JP2002050385A JP2002050385A JP2002355710A JP 2002355710 A JP2002355710 A JP 2002355710A JP 2002050385 A JP2002050385 A JP 2002050385A JP 2002050385 A JP2002050385 A JP 2002050385A JP 2002355710 A JP2002355710 A JP 2002355710A
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JP
Japan
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tool
cutting
brittle material
cutting tool
cutting edge
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Application number
JP2002050385A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Masuda
敬 増田
Taichi Aoki
太一 青木
Hiroshi Ikeuchi
寛 池内
Seiji Kameoka
誠司 亀岡
Hiroshi Hayazaki
浩 早崎
Tetsumitsu Tominaga
哲光 冨永
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MMC Kobelco Tool Co Ltd
Original Assignee
MMC Kobelco Tool Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain crazing and cracking of a work and to attempt extension of longevity of a cutting tool in the case of applying cutting work on a brittle material. SOLUTION: Head end surfaces 15, 15 made of two flat surfaces are formed on a head end of a columnar axial knife edge part 12, and a linear crossing crest line of these head end surfaces 15, 15 is made into a cutting blade 16. The overall surface of the knife edge part 12 is covered with a diamond film. The cutting blade 16 extends in the diametrical direction of the knife edge part 12 as seen from the head end side in the axis O direction, extends in a direction orthogonal with the axis O as seen from a side surface of a tool main body 11, and it reaches an outer peripheral surface 12A of the knife edge part 12. A holding angle θ made by the two head end surfaces 15, 15 is set in a range of 45 deg.<=θ<=175 deg.. Two chip discharge grooves 41, 41 extending to the base end side from the head end are formed on an outer periphery of the knife edge part 12. Central thickness d of the tool main body is set more than 0.5D against an outside diameter D of the cutting blade 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンや各種セ
ラミックス、ガラス、あるいは炭化タングステン(W
C)などの超硬合金材を含む高硬度な脆性材料に切削加
工を行う脆性材料用切削工具に関するものである。
[0001] The present invention relates to silicon, various ceramics, glass, and tungsten carbide (W).
The present invention relates to a cutting tool for brittle material that performs cutting on a high-hardness brittle material including a cemented carbide material such as C).

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば半導体装置の製造装置に用いられ
るシャワーヘッドを製造する場合などにおいて、単結晶
シリコン等の脆性材料に穴明け加工を施す際には、従来
より専らレーザー加工によることが多かったが、このよ
うなレーザー加工は、加工に要するレーザー加工装置が
高価であるとともにランニングコストも高く、不経済で
あるという問題がある。そこで、本発明の発明者らは、
このような脆性材料に対しても、通常の金属材料の穴明
け加工と同じように、軸線回りに回転される工具本体の
先端に、例えば2枚の切刃が所定の先端角をもって形成
されるとともに、2条の切屑排出溝を備えたドリル状の
穴明け工具を用いて穴明け加工を行うことができないか
試みた。
2. Description of the Related Art For example, in the case of manufacturing a shower head used in a semiconductor device manufacturing apparatus, when drilling a brittle material such as single crystal silicon, laser processing has been more often performed than in the past. However, such laser processing has a problem that the laser processing equipment required for the processing is expensive, the running cost is high, and it is uneconomical. Then, the inventors of the present invention,
In the case of such a brittle material, for example, two cutting edges are formed at a tip of a tool body rotated around an axis with a predetermined tip angle in the same manner as ordinary drilling of a metal material. At the same time, it was attempted whether drilling could be performed using a drill-like drilling tool having two chip discharge grooves.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなドリル状の穴明け工具によって脆性材料に穴明け加
工を施そうとした場合、かかる材料は脆性であるが故
に、一般的な鋼材等の金属材料に穴明け加工を行う場合
に比べて、加工穴の入口にひびやクラック等がきわめて
生じ易く、とくにこのようなひびやクラックは、工具本
体先端の軸線上に位置する切刃の先端角をもった突端
(いわゆるチゼルエッジ)が加工物に食い付く際に発生
しやすい。これは、この軸線上では、工具本体の回転速
度が0となるために、切刃の突端が1点で加工物に押し
つけられるように接触することとなり、これによって加
工物に過大な負荷が作用して亀裂が生じることによるも
のと考えられる。
However, when an attempt is made to drill a brittle material with such a drill-shaped drilling tool, such a material is brittle, so that a general metal such as steel material is used. Cracks and cracks are more likely to occur at the entrance of the drilled hole than when drilling holes in the material.In particular, such cracks and cracks reduce the tip angle of the cutting edge located on the axis of the tool body tip. It is easy to occur when a sharp tip (so-called chisel edge) bites into a workpiece. This is because, on this axis, the rotational speed of the tool body becomes 0, so that the protruding end of the cutting blade comes into contact with the work so as to be pressed against the work at one point, whereby an excessive load acts on the work. This is considered to be due to cracking.

【0004】また、その一方で、脆性材料は高硬度でも
あることが多く、このためドリル状の穴明け工具の切刃
にチッピングが生じたり、刃先部の折損が生じてしま
い、比較的少ない穴加工数で工具の寿命が尽きてしまう
という問題も生じていた。そして、これらのような傾向
は、穴明け加工された脆性材料を上述の半導体装置の製
造装置におけるシャワーヘッドに用いる場合のように、
加工穴の径が極小さく、したがって穴明け工具の切刃の
外径も極小さくならざるを得ない場合において、とくに
顕著となる。
On the other hand, brittle materials often have high hardness, which causes chipping of the cutting edge of a drill-like drilling tool and breakage of the cutting edge, resulting in relatively few holes. There has also been a problem that the life of the tool is exhausted by the number of machining operations. And such a tendency, as in the case of using a perforated brittle material for a shower head in a semiconductor device manufacturing apparatus described above,
This is particularly noticeable when the diameter of the machined hole is extremely small, and therefore the outer diameter of the cutting edge of the drilling tool must be extremely small.

【0005】さらには、上記のような脆性材料からなる
加工物に穴明け加工を施す場合だけではなく、例えば、
脆性材料からなる加工物に溝加工を施すような一般的な
切削加工の場合においても同様に、この加工物にひびや
クラック等が生じやすく、また、チッピングや折損によ
って寿命が短くなってしまうという問題があった。
[0005] Further, in addition to the case where a workpiece made of a brittle material as described above is drilled, for example,
Similarly, in the case of a general cutting process in which grooving is performed on a workpiece made of a brittle material, cracks, cracks, and the like are likely to occur in the workpiece, and the life is shortened due to chipping and breakage. There was a problem.

【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、脆性材料に切削加工を行う場合において、加工物の
ひびやクラックの発生を抑えるとともに切削工具の寿命
の延長を図ることができる脆性材料用切削工具を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when cutting a brittle material, it is possible to suppress the occurrence of cracks and cracks in the workpiece and to extend the life of the cutting tool. An object is to provide a cutting tool for materials.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、脆性材料よ
りなる加工物に切削加工を行う脆性材料用切削工具であ
って、軸線回りに回転される円柱軸状の工具本体の先端
に、前記軸線に対して傾斜して互いに交差する2つの先
端面を有するとともに、その2つの先端面の交差稜線が
切刃とされていて、該切刃が、前記軸線方向の先端側か
ら見て前記工具本体の直径方向に延びて該工具本体の外
周面まで達しており、さらに、少なくとも前記切刃部分
が硬質炭素皮膜により被覆されている、あるいは、少な
くとも前記切刃部分が硬質炭素体により形成されている
ことを特徴とする。このような構成とすると、切削工具
の際には、従来のように、軸線上に位置する切刃の突端
が1点で加工物に押しつけられるように接触することが
なくなって、この加工物が脆性材料であっても亀裂が生
じるのを防ぐことができ、さらに、切刃の強度を高く保
ってチッピングを生じ難くすることが可能となる。ま
た、工具本体が円柱軸状をなすことにより、その剛性を
著しく高く保つことができるので、刃先部の折損を防止
するとともに、良好な加工精度を得ることができる。さ
らに、少なくとも加工物の切削に供される切刃部分が硬
質炭素皮膜により被覆されている、あるいは、硬質炭素
体により形成されていることから、切刃部分の耐摩耗性
を向上させることができるとともに、切刃部分の表面に
微細な凹凸が形成されていることになって、この微細な
凹凸によってあたかも砥石による研削のごとく、しかし
ながら砥石の砥粒よりも極小さな多くの切刃による切削
作用により、脆性材料よりなる加工物に確実に切削加工
を施すことが可能となる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems and achieve such an object, the present invention provides a cutting tool for a brittle material for cutting a workpiece made of a brittle material, At the tip of a cylindrical shaft-shaped tool main body that is rotated around an axis, there are two tip surfaces that intersect with each other while being inclined with respect to the axis, and the intersection ridge line between the two tip surfaces is a cutting edge. The cutting edge extends in the diametrical direction of the tool main body as viewed from the distal end side in the axial direction to reach the outer peripheral surface of the tool main body, and at least the cutting edge portion is covered with a hard carbon coating. Or at least the cutting edge portion is formed of a hard carbon body. With such a configuration, in the case of a cutting tool, the protruding end of the cutting blade located on the axis line does not contact the work so as to be pressed against the work at one point as in the related art. Even if it is a brittle material, it is possible to prevent cracks from occurring, and furthermore, it is possible to keep the strength of the cutting edge high and make it difficult for chipping to occur. In addition, since the rigidity of the tool body can be kept remarkably high by forming a cylindrical shaft, it is possible to prevent breakage of the blade edge portion and obtain good machining accuracy. Furthermore, since at least the cutting edge portion used for cutting the workpiece is covered with the hard carbon film, or is formed of the hard carbon body, the wear resistance of the cutting edge portion can be improved. At the same time, fine irregularities are formed on the surface of the cutting blade part, and as a result of this fine irregularity, it is as if grinding with a grindstone, but due to the cutting action by many cutting blades extremely small than the abrasive grains of the grindstone In addition, it is possible to reliably perform a cutting process on a workpiece made of a brittle material.

【0008】なお、本発明においては、前記硬質炭素皮
膜がダイヤモンド皮膜またはDLC皮膜によって構成さ
れている、あるいは、前記硬質炭素体がダイヤ焼結体ま
たはダイヤ単結晶によって構成されていることが好まし
い。
In the present invention, it is preferable that the hard carbon film is composed of a diamond film or a DLC film, or that the hard carbon body is composed of a diamond sintered body or a diamond single crystal.

【0009】また、本発明は、前記切刃が、前記工具本
体の側面から見て前記軸線に直交する方向に延びる直線
状をなしていることを特徴とする。このような構成とし
たことにより、切削加工の際に、切刃が加工物に線接触
で食い付くので、食い付きの際に加工物が受ける負荷を
この切刃の全長で分散させて作用させることができ、加
工物に亀裂をより生じ難くすることができる。
Further, the present invention is characterized in that the cutting blade has a linear shape extending in a direction perpendicular to the axis when viewed from a side surface of the tool body. With such a configuration, the cutting edge bites into the workpiece in line contact during cutting, so that the load received by the workpiece during biting is distributed and acted on the entire length of the cutting edge. And the work piece can be less likely to crack.

【0010】また、本発明は、前記切刃が、前記軸線方
向の先端側に膨らむ凸曲線状をなしていることを特徴と
する。このような構成としたことにより、切削加工の際
に、切刃の最も工具本体の先端側に突出した緩やかな曲
線状の部分から徐々に加工物に食い付くので、従来のよ
うに一点で加工物に食い付くことがなく、亀裂が生じる
おそれを減らすとともに、切刃に衝撃的な負荷が作用す
るのを防止することができて、よりチッピングを生じ難
くすることが可能になる。
Further, the present invention is characterized in that the cutting blade has a convex curved shape bulging toward the tip end in the axial direction. With this configuration, during cutting, the cutting edge gradually cuts into the workpiece from the gentle curved part that protrudes most toward the tip end of the tool body, so machining at one point as in the past It is possible to reduce the possibility of cracking without sticking to an object, to prevent an impact load from acting on the cutting blade, and to make chipping less likely to occur.

【0011】また、本発明は、前記2つの先端面がなす
挟角θが、45゜≦θ≦175゜の範囲に設定されてい
ることを特徴とする。このような構成とすると、2つの
先端面の交差稜線がなす切刃の強度を高く保ってチッピ
ングが生じるのをより確実に防止できるとともに、切刃
の切れ味を落としてしまうことがない。
Further, the present invention is characterized in that the included angle θ between the two end surfaces is set in a range of 45 ° ≦ θ ≦ 175 °. With such a configuration, the strength of the cutting edge formed by the intersection ridge line of the two front end surfaces can be kept high, so that chipping can be more reliably prevented and the sharpness of the cutting edge is not reduced.

【0012】また、本発明は、前記工具本体の外周に
は、その先端から基端側に延びる1条以上の切屑排出溝
が形成されていることを特徴とする。このような構成と
したことにより、工具本体の先端の切刃で生成する切屑
を切屑排出溝によって工具本体の基端側に確実に逃がす
ことができて、切屑が加工穴の内周面と工具本体の外周
面との間に噛み込まれて加工精度を損なったりするおそ
れをなくすことができる。
Further, the present invention is characterized in that at least one chip discharge groove extending from a tip end to a base end side is formed on an outer periphery of the tool main body. With this configuration, chips generated by the cutting edge at the tip of the tool main body can be reliably released to the base end side of the tool main body by the chip discharge groove, so that the chips can be removed from the inner peripheral surface of the machining hole and the tool. It is possible to eliminate the possibility that the machining accuracy is impaired due to being caught between the outer peripheral surface of the main body and the main body.

【0013】また、本発明は、前記工具本体の心厚が、
前記切刃の外径Dに対して0.5D以上に設定されてい
ることを特徴とする。このような構成としたことによ
り、工具本体の剛性を確保できて、切削工具の工具本体
の外径(切刃の外径)も極小さくならざるを得ない場合
でも、工具本体が折損したりするのを防ぐことができ
る。
Further, according to the present invention, the center thickness of the tool body is preferably
The outer diameter D of the cutting edge is set to 0.5D or more. With such a configuration, the rigidity of the tool body can be secured, and even if the outer diameter of the tool body (outer diameter of the cutting edge) must be extremely small, the tool body may be broken. Can be prevented.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明による脆性材料用切
削工具を穴明け工具に適用したものを、本発明の実施の
形態として添付した図面を用いて説明する。図1は、本
発明の第一実施形態による脆性材料用穴明け工具の側面
図、図2は、同脆性材料用穴明け工具の先端部斜視図、
図3は、同脆性材料用穴明け工具の先端面図、図4は、
図3におけるA−A線断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a cutting tool for a brittle material according to the present invention is applied to a drilling tool will be described below with reference to the accompanying drawings as an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of a brittle material drilling tool according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front perspective view of the brittle material drilling tool,
FIG. 3 is a front end view of the brittle material drilling tool, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3.

【0015】本第一実施形態による脆性材料用穴明け工
具10は、図1に示すように、超硬合金等の硬質材料に
より一体に形成されて、軸線O回りに回転される工具本
体11を有しており、その先端側部分が加工物に挿入さ
れて穴明け加工を施す刃先部12をなし、基端側部分が
工作機械の主軸に把持されるシャンク部13をなしてい
る。また、刃先部12は、シャンク部13に対して一段
縮径して、刃先部12とシャンク部13との間が工具本
体11の先端側に向けて漸次縮径するテーパ部14によ
って結ばれており、これにより、工具本体11が、円柱
軸状をなす刃先部12と、同じく円柱軸状をなすシャン
ク部13とが同軸で連結された多段円柱軸状をなしてい
る。
As shown in FIG. 1, a drilling tool 10 for a brittle material according to the first embodiment is formed integrally with a hard material such as a cemented carbide and has a tool body 11 rotated about an axis O. The tip portion forms a cutting edge portion 12 that is inserted into a workpiece to perform drilling, and the base portion forms a shank portion 13 that is gripped by a main shaft of a machine tool. Further, the cutting edge portion 12 is reduced in diameter by one step with respect to the shank portion 13, and the cutting edge portion 12 and the shank portion 13 are connected by a tapered portion 14 whose diameter gradually decreases toward the tip end side of the tool body 11. Accordingly, the tool body 11 has a multi-stage cylindrical shaft shape in which the cutting edge portion 12 having a cylindrical shaft shape and the shank portion 13 also having a cylindrical shaft shape are coaxially connected.

【0016】そして、刃先部12の先端(工具本体11
の先端)には、それぞれ平面で構成されて略半楕円形状
をなす2つの先端面15,15が形成されており、この
2つの先端面15,15の交差稜線が直線状をなす切刃
16となっている。すなわち、円柱軸状をなす刃先部1
2の先端部分が2つの平面よりなる先端面15,15に
よって切り欠かれて、あたかもマイナスドライバーのよ
うな形状をなしている。この切刃16は、工具本体11
の側面から見たときには、図1に示すように、軸線Oに
直交する方向に延びる直線状をなし、工具本体11の軸
線O方向の先端側から見たときには、図3に示すよう
に、軸線Oを通過して刃先部12の直径方向に延びる直
線状をなしている。しかも、切刃16は、その両端部1
6A,16Aが刃先部12の外周面12A上に位置して
いることによって、刃先部12の外周面12A(工具本
体11の外周面)まで達している。ここで、例示する
と、従来のドリル状の穴明け工具におけるチゼルエッジ
を工具本体の外周面まで達するように延長したものが、
本第一実施形態における切刃16に相当すると考えるこ
ともできる。
The tip of the cutting edge 12 (the tool body 11
Are formed at the front end of the cutting edge 16, each of which is formed of a plane and has a substantially semi-elliptical shape, and a cutting edge 16 whose intersection ridge line of the two front end surfaces 15, 15 forms a straight line. It has become. That is, the cutting edge 1 having a cylindrical shaft shape
The two front end portions are cut out by two front end surfaces 15, 15, and have a shape like a flathead screwdriver. This cutting blade 16 is
When viewed from the side of the tool body 11, as shown in FIG. 1, it forms a straight line extending in a direction perpendicular to the axis O. When viewed from the tip side of the tool body 11 in the direction of the axis O, as shown in FIG. It has a linear shape passing through O and extending in the diameter direction of the cutting edge portion 12. Moreover, the cutting blade 16 has both ends 1
Since 6A and 16A are located on the outer peripheral surface 12A of the cutting edge portion 12, they reach the outer peripheral surface 12A of the cutting edge portion 12 (the outer peripheral surface of the tool body 11). Here, for example, a chisel edge in a conventional drill-shaped drilling tool is extended to reach the outer peripheral surface of the tool body,
It can also be considered that it corresponds to the cutting blade 16 in the first embodiment.

【0017】また、刃先部12を、軸線Oを含む平面の
うち切刃16と直交する平面における断面(図3におけ
るA−A線断面)で見たときには、図4に示すように、
2つの先端面15,15が、軸線Oに対して、それぞれ
同一の傾き角で傾斜していて、これら2つの先端面1
5,15同士のなす挟角θが、45゜≦θ≦175゜の
範囲に設定されている。それゆえ、切刃16の刃物角
が、45°≦θ≦175°の範囲に設定されていること
になる。また、刃先部12は円柱軸状をなしているの
で、刃先部12の心厚d(工具本体11の心厚d)は、
切刃16の外径D(刃先部12の外径D)に対して1.
0Dとなっている。
When the cutting edge portion 12 is viewed in a cross section (a cross section taken along the line AA in FIG. 3) in a plane orthogonal to the cutting blade 16 among the planes including the axis O, as shown in FIG.
The two tip surfaces 15, 15 are each inclined at the same inclination angle with respect to the axis O, and these two tip surfaces 1
The included angle θ between 5, 5 and 15 is set in a range of 45 ° ≦ θ ≦ 175 °. Therefore, the blade angle of the cutting blade 16 is set in the range of 45 ° ≦ θ ≦ 175 °. Further, since the cutting edge 12 has a cylindrical shaft shape, the center thickness d of the cutting edge 12 (the center thickness d of the tool body 11) is:
1. With respect to the outer diameter D of the cutting blade 16 (the outer diameter D of the cutting edge portion 12).
0D.

【0018】ここで、本第一実施形態による脆性材料用
穴明け工具10は、上述したように半導体装置の製造装
置に用いられるシャワーヘッドを製造する場合などにお
いて、単結晶シリコン等の脆性材料に極小径の加工穴を
形成するためのものであるため、脆性材料に穴明け加工
を施す刃先部12の外径D(切刃16の外径D)も小さ
く、0.2〜3mm程度とされるとともに、この刃先部
12の長さも1〜10mm程度とされている。
Here, the drilling tool 10 for a brittle material according to the first embodiment can be applied to a brittle material such as single crystal silicon when manufacturing a shower head used in a semiconductor device manufacturing apparatus as described above. Since this is for forming a processing hole having a very small diameter, the outer diameter D of the cutting edge portion 12 (outer diameter D of the cutting blade 16) for performing drilling on a brittle material is also small, and is about 0.2 to 3 mm. In addition, the length of the cutting edge 12 is also set to about 1 to 10 mm.

【0019】そして、本第一実施形態では切刃16部分
を含めた刃先部12の表面(刃先部12の外周面12A
及び先端面15,15)全体が、図中における打点で示
すように、ダイヤモンド皮膜によって被覆されている。
この刃先部12の表面を被覆しているダイヤモンド皮膜
は、超硬合金等よりなる工具本体11の刃先部12に、
例えばマイクロ波プラズマCVD法や熱フィラメントC
VD法などの手法によって形成されたものであって、こ
のときの原料ガスとしては水素とメタンやCOなどの混
合ガスが用いられ、また処理温度としては約800〜9
00℃が一般的であり、皮膜層の厚さは5〜25μm程
度とされるとともに、形成されるダイヤモンド粒子の粒
径は0.1〜10μm程度とされている。本第一実施形
態においては、例えば、ダイヤモンド皮膜層の厚さが1
0μm程度、形成されるダイヤモンド粒子の粒径が1μ
m程度とされている。
In the first embodiment, the surface of the cutting edge portion 12 including the cutting edge 16 (the outer peripheral surface 12A of the cutting edge portion 12)
And the entire tip surface 15, 15) is covered with a diamond film as shown by the dots in the figure.
The diamond coating covering the surface of the cutting edge 12 is applied to the cutting edge 12 of the tool body 11 made of cemented carbide or the like.
For example, microwave plasma CVD or hot filament C
It is formed by a method such as the VD method, in which a mixed gas of hydrogen and methane or CO is used as a raw material gas, and a processing temperature is about 800 to 9
The temperature is generally 00 ° C., the thickness of the coating layer is about 5 to 25 μm, and the diameter of the diamond particles to be formed is about 0.1 to 10 μm. In the first embodiment, for example, if the thickness of the diamond coating layer is 1
About 0 μm, the diameter of the formed diamond particles is 1 μm
m.

【0020】このような構成とされた本第一実施形態に
よる脆性材料用穴明け工具10は、工具本体11のシャ
ンク部13が工作機械の主軸に把持されて、軸線O回り
に回転されつつ軸線O方向の先端側に送り出され、単結
晶シリコン等の脆性材料よりなる加工物に穴明け加工を
行う。したがって、本第一実施形態による脆性材料用穴
明け工具10は、その刃先部12の先端面15,15の
交差稜線をなして、工具本体11の側面視で軸線Oに直
交する方向に延びる直線状の切刃16が加工物に線接触
で食い付くこととなる。
In the brittle material drilling tool 10 according to the first embodiment having the above-described configuration, the shank portion 13 of the tool body 11 is gripped by the main shaft of the machine tool, and is rotated about the axis O while the axis line is rotated. Drilling is performed on a workpiece made of a brittle material such as single-crystal silicon, which is sent to the front end side in the O direction. Therefore, the brittle material drilling tool 10 according to the first embodiment forms a straight line extending in the direction perpendicular to the axis O in the side view of the tool main body 11 by forming the intersection ridgeline of the tip surfaces 15, 15 of the cutting edge portion 12 thereof. The cutting blade 16 in the shape of a bar bites into the workpiece in line contact.

【0021】そして、このときの工具本体11の軸線O
方向の先端側への送り量を、例えば0.025〜0.1
5μm/revと極小さく、ダイヤモンド皮膜の微細な
凹凸の高さに対して十分小さく設定することにより、切
刃16部分に施されたダイヤモンド皮膜の微細な凹凸の
うちの凸部が切刃として作用するとともに凹部がこの切
刃によって削り取られた加工物の極微細な切粉状の切屑
を収容するチップポケットとして作用し、あたかも砥石
による研削のごとく、しかしながら砥石の砥粒よりも極
小さな多くの切刃による切削作用により、脆性材料より
なる加工物に確実に穴明け加工を施すことが可能とな
る。なお、この穴明け加工時には、加工物の穴明け部位
に切削油を供給するのが望ましい。
The axis O of the tool body 11 at this time is
The feed amount to the tip side in the direction is, for example, 0.025 to 0.1
By setting it as extremely small as 5 μm / rev and sufficiently small with respect to the height of the fine unevenness of the diamond film, the convex portion of the fine unevenness of the diamond film applied to the cutting edge 16 acts as a cutting edge. In addition, the recess acts as a chip pocket for storing the very fine chip-like chips of the workpiece cut off by this cutting edge, and as if grinding with a grindstone, however, there were many small chips smaller than the abrasive grains of the grindstone. By the cutting action of the blade, it is possible to reliably perform drilling on a workpiece made of a brittle material. At the time of drilling, it is desirable to supply cutting oil to the drilled portion of the workpiece.

【0022】本第一実施形態による脆性材料用穴明け工
具10によれば、このように刃先部12の切刃16が線
接触で加工物に食い付くので、食い付きの際に加工物が
受ける負荷をこの切刃16の全長で分散させて作用させ
ることができ、たとえ単結晶シリコンのような脆性材料
よりなる加工物にこのような脆性材料用穴明け工具10
によって加工穴を形成する場合であっても、この脆性材
料用穴明け工具10の食い付きの際の負荷が1点に集中
して加工物に亀裂が生じたりするのを防止して、この亀
裂に起因してひびやクラックが生じるのを未然に防ぐこ
とが可能となる。このため、これらひびやクラックによ
る加工穴入口のコバ欠け等を抑制して、より高品位の加
工穴を精度よく形成することができるとともに、回転す
る穴明け工具による機械的な加工方法によって加工穴を
形成することができるので、上述のような脆性材料に対
しても経済的かつ効率的に穴明け加工を行うことが可能
となる。
According to the brittle material drilling tool 10 according to the first embodiment, the cutting edge 16 of the cutting edge portion 12 bites into the workpiece in line contact as described above, and the workpiece is received at the time of biting. The load can be distributed and acted on over the entire length of this cutting edge 16 and, for example, on a workpiece made of a brittle material such as single crystal silicon, such a drilling tool 10 for a brittle material can be used.
Even when a drilled hole is formed, the load at the time of biting of the brittle material drilling tool 10 is prevented from concentrating at one point, thereby preventing the cracked workpiece from being formed. It is possible to prevent cracks and cracks from occurring due to the above. For this reason, cracks and cracks at the entrance of the processing hole due to cracks and cracks can be suppressed, and a high-quality processing hole can be formed with high accuracy. In addition, the processing hole can be formed mechanically using a rotating drilling tool. Can be formed, so that drilling can be performed economically and efficiently even on a brittle material as described above.

【0023】また、本第一実施形態においては、刃先部
12の心厚dが1.0Dとされていて、刃先部12が円
柱軸状をなしているものであるから、その剛性を著しく
高く保つことができて、刃先部12の折損を確実に防止
できるとともに、穴位置精度を良好に保つことが可能に
なる。しかも、2つの先端面15,15がなす挟角θ
が、45゜≦θ≦175゜の範囲に設定されていること
から、切刃16の強度を高く保って、よりチッピングが
生じにくくできるとともに、その切れ味を落としてしま
うことがない。なお、挟角θが45゜より小さいと、切
刃16の強度を高く確保できず、一方、挟角θが175
゜より大きいと、切刃16の切れ味が落ちてしまい、加
工効率が悪くなってしまう。また、上述した効果をより
確実なものとするためには、2つの先端面15,15が
なす挟角θを、90゜≦θ≦175゜の範囲に設定する
のが好ましい。
In the first embodiment, the core thickness d of the cutting edge portion 12 is set to 1.0D and the cutting edge portion 12 has a cylindrical shaft shape. Thus, the breakage of the cutting edge portion 12 can be reliably prevented, and the hole position accuracy can be kept good. Moreover, the included angle θ formed by the two tip surfaces 15, 15
However, since the angle is set in the range of 45 ° ≦ θ ≦ 175 °, the strength of the cutting edge 16 can be kept high, and chipping can be made more difficult to occur, and the sharpness thereof does not decrease. If the included angle θ is smaller than 45 °, a high strength of the cutting blade 16 cannot be secured, while the included angle θ is 175 °.
If it is larger than ゜, the sharpness of the cutting blade 16 is reduced, and the processing efficiency is deteriorated. In order to further ensure the above-described effects, it is preferable that the included angle θ formed by the two end surfaces 15 is set in the range of 90 ° ≦ θ ≦ 175 °.

【0024】さらに本第一実施形態では、この刃先部1
2の切刃16部分を含む先端面15,15から刃先部1
2の外周面12Aにかけてダイヤモンド皮膜によって被
覆されているので、この工具本体11の刃先部12全体
の耐摩耗性等の向上を図ることができて刃先部12の損
傷を一層確実に防止することができるとともに、こうし
てダイヤモンドコーティングが施された刃先部12の外
周面12Aが工具本体11の送りに伴い加工穴に挿入さ
れてその内周面に摺接させられるので、この刃先部12
の外周面12Aのダイヤモンド皮膜の微細な凹凸によっ
て加工穴の内周面をより高い仕上げ面精度に加工するこ
とができるという利点も得られる。
Further, in the first embodiment, the cutting edge 1
From the tip surfaces 15 and 15 including the two cutting blades 16
Since the outer peripheral surface 12A is coated with the diamond film, the wear resistance of the entire cutting edge portion 12 of the tool body 11 can be improved, and the damage to the cutting edge portion 12 can be more reliably prevented. In addition to this, the outer peripheral surface 12A of the cutting edge portion 12 coated with diamond in this way is inserted into a machining hole along with the feed of the tool body 11 and slidably contacts the inner peripheral surface thereof.
There is also obtained an advantage that the inner peripheral surface of the processing hole can be processed with higher finished surface accuracy by the fine irregularities of the diamond film on the outer peripheral surface 12A.

【0025】次に、本発明の第二実施形態による脆性材
料用穴明け工具について説明するが、上述の第一実施形
態と同様の部分については同一の符号を用いてその説明
を省略する。図5は、本発明の第二実施形態による脆性
材料用穴明け工具の側面図、図6は、同脆性材料用穴明
け工具の先端部斜視図、図7は、同脆性材料用穴明け工
具の先端面図、図8は、図7におけるB−B線断面図で
ある。
Next, a description will be given of a brittle material drilling tool according to a second embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same parts as those in the first embodiment, and the description is omitted. FIG. 5 is a side view of a brittle material drilling tool according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a perspective view of a tip portion of the brittle material drilling tool, and FIG. 7 is a brittle material drilling tool. 8 is a sectional view taken along the line BB in FIG.

【0026】本第二実施形態による脆性材料用穴明け工
具20は、その刃先部12の先端(工具本体11の先
端)に、それぞれ凸曲面で構成されて略半楕円形状をな
す2つの先端面21,21が形成されていて、この2つ
の先端面21,21の交差稜線が曲率半径の大きい緩や
かな曲線状をなす切刃22となっている。すなわち、円
柱軸状をなす刃先部12の先端が、2つの凸曲面よりな
る先端面21,21によって切り欠かれたような形状を
なしている。この切刃22は、工具本体11の側面から
見たときには、図5に示すように、軸線O方向の先端側
に緩やかに膨らむ凸曲線状をなし、工具本体11の軸線
O方向の先端側から見たときには、図7に示すように、
軸線Oを通過して刃先部12の直径方向に延びる直線状
をなしている。しかも、切刃22は、その両端部22
A,22Aが、刃先部12の外周面12A上に位置して
いることによって、切刃22が刃先部12の外周面12
Aまで達している。
The drilling tool 20 for a brittle material according to the second embodiment has two tip surfaces, each of which is formed of a convex curved surface and has a substantially semi-elliptical shape, at the tip of the cutting edge 12 (tip of the tool body 11). 21 and 21 are formed, and the intersection ridge line of the two front end surfaces 21 and 21 forms a gentle curved cutting edge 22 having a large radius of curvature. In other words, the tip of the cutting edge portion 12 having a cylindrical axis shape is cut off by the tip surfaces 21 and 21 formed of two convex curved surfaces. When viewed from the side surface of the tool body 11, the cutting blade 22 has a convex curve shape that gently swells toward the tip end in the direction of the axis O as shown in FIG. When viewed, as shown in FIG.
It has a linear shape that passes through the axis O and extends in the diametrical direction of the cutting edge portion 12. Moreover, the cutting blade 22 has two end portions 22.
A, 22A are located on the outer peripheral surface 12A of the cutting edge portion 12, so that the cutting blade 22
A has been reached.

【0027】このような構成とされた本第二実施形態に
よる脆性材料用穴明け工具20によれば、上述の第一実
施形態と同様の効果を奏するが、その切刃22が、工具
本体11の側面視で軸線O方向の先端側に緩やかに膨ら
む曲率半径の大きい凸曲線状をなすことから、加工物に
食い付く際には、切刃22の最も工具本体11の先端側
に突出した緩やかな曲線状の部分から徐々に食い付くこ
ととなり、従来のように一点で加工物に食い付くことが
なくて亀裂を生じるおそれを減らし、しかも、切刃に衝
撃的な負荷が作用するのを防止することになるので、よ
りチッピングを生じ難くすることができる。
According to the brittle material drilling tool 20 according to the second embodiment having such a configuration, the same effect as that of the above-described first embodiment can be obtained. Has a large convex curve with a large radius of curvature that gently swells toward the tip end in the direction of the axis O in a side view, so that when cutting into the workpiece, the cutting edge 22 has the gentlest protrusion most protruding toward the tip end of the tool body 11. It gradually bites from the curved part, reducing the possibility of cracking without having to bite into the work piece at a single point as before, and also prevents the impact force from acting on the cutting edge Therefore, chipping can be made more difficult to occur.

【0028】次に、本発明の第三実施形態による脆性材
料用穴明け工具について説明するが、上述の第一及び第
二実施形態と同様の部分については同一の符合を用いて
その説明を省略する。図9は、本発明の第三実施形態に
よる脆性材料用穴明け工具の先端部斜視図、図10は、
同脆性材料用穴明け工具の先端面図である。
Next, a drilling tool for a brittle material according to a third embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the above-described first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. I do. FIG. 9 is a perspective view of a tip of a drilling tool for brittle material according to a third embodiment of the present invention, and FIG.
It is a front view of the drilling tool for brittle materials.

【0029】本第三実施形態による脆性材料用穴明け工
具30は、図9及び図10に示すように、上述の第一実
施形態とほぼ同様の構成をなしているが、その刃先部1
2の外周面12Aに所定の二番取り深さaで一段薄くな
るようにして二番取り面31,31が形成されているも
のである。この二番取り面31,31は、刃先部12の
先端での外周面12Aにおいて、切刃16の両端部16
A,16Aが位置している部分を除いて形成されるもの
であり、その刃先部12の先端から基端側に向けて工具
回転方向Tの後方側にねじれる螺旋状に形成されてい
る。なお、本第二実施形態では、この二番取り面31,
31もダイヤモンド皮膜によって被覆されている。ま
た、本第三実施形態における刃先部12の心厚dは、刃
先部12の断面において、軸線Oを中心とし、二番取り
面31,31を円弧とする仮想の円の直径となり(二番
取り面31,31が、刃先部12の外周面12Aから所
定の二番取り深さaで一段薄くなっているために、刃先
部12の心厚d=D−2aとなる)、切刃16の外径D
(刃先部12の外径D)に対して0.5D以上となるよ
うに設定されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the drilling tool 30 for a brittle material according to the third embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment described above.
The second outer peripheral surfaces 12A are formed so as to be one step thinner at a predetermined second outer depth 12a. The second cutting surfaces 31, 31 are provided at both ends 16 of the cutting blade 16 on the outer peripheral surface 12 </ b> A at the tip of the cutting edge 12.
A, 16A is formed except for the portion where it is located, and is formed in a spiral shape that is twisted rearward in the tool rotation direction T from the tip end of the cutting edge portion 12 toward the base end side. In the second embodiment, the second face 31
31 is also covered with a diamond film. In addition, the core thickness d of the cutting edge portion 12 in the third embodiment is the diameter of an imaginary circle having the second cutting surfaces 31 and 31 as arcs with the axis O as the center in the cross section of the cutting edge portion 12 (secondary diameter). Since the chamfered surfaces 31, 31 are one step thinner from the outer peripheral surface 12A of the cutting edge portion 12 at a predetermined second cutting depth a, the core thickness d of the cutting edge portion 12 becomes D = D-2a. Outer diameter D of
(Outer diameter D of the blade edge portion 12) is set to be 0.5D or more.

【0030】このような構成とされた本第三実施形態に
よる脆性材料用穴明け工具30によれば、上述の第一実
施形態と同様の効果を奏するが、上述の第一及び第二実
施形態と比較して、刃先部12の多少の剛性を失うもの
の、加工穴の内周面に接触する刃先部12の外周面12
Aの面積が減少するので、加工物と刃先部12との摩擦
抵抗が高くなるような場合に好適である。さらに、二番
取り面31,31と加工穴の内周面との間に形成される
わずかな隙間を利用して、細かい切粉状の切屑を排出す
る働きを奏することもできる。
According to the brittle material drilling tool 30 according to the third embodiment having such a configuration, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained, but the first and second embodiments described above. The outer peripheral surface 12 of the cutting edge portion 12 comes into contact with the inner peripheral surface of the machining hole although the rigidity of the cutting edge portion 12 is slightly
Since the area of A is reduced, it is suitable for the case where the frictional resistance between the workpiece and the cutting edge 12 increases. Further, the small gap formed between the second cutting surfaces 31 and 31 and the inner peripheral surface of the processing hole can be used to discharge fine chips.

【0031】次に、本発明の第四実施形態による脆性材
料用穴明け工具について説明するが、上述の第一乃至第
三実施形態と同様の部分については同一の符合を用いて
その説明を省略する。図11は、本発明の第四実施形態
による脆性材料用穴明け工具の先端部斜視図、図12
は、同脆性材料用穴明け工具の先端面図である。
Next, a description will be given of a brittle material drilling tool according to a fourth embodiment of the present invention. Parts similar to those of the above-described first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. I do. FIG. 11 is a perspective view of a tip portion of a drilling tool for brittle material according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front end view of the brittle material drilling tool.

【0032】本第四実施形態による脆性材料用穴明け工
具40は、図11及び図12に示すように、上述の第三
実施形態とほぼ同様の構成をなしているが、その刃先部
12の外周に2条の切屑排出溝41,41が軸線Oを挟
んで互いに反対側に形成されているものである。この切
屑排出溝41,41は、刃先部12の先端の外周面12
Aにおいて、切刃16の両端部16A,16Aが位置し
ている箇所の工具回転方向Tのすぐ前方側に位置して、
刃先部12の軸線O側に凹む凹曲面によって構成される
ものであり、その刃先部12の先端から基端側に向けて
工具回転方向Tの後方側にねじれる螺旋状に形成されて
いる。なお、本第四実施形態では、この切屑排出溝4
1,41を構成する凹曲面もダイヤモンド皮膜によって
被覆されている。また、本第四実施形態における刃先部
12の心厚dは、刃先部12の断面において、軸線Oを
中心とし、切屑排出溝41,41を構成する凹曲面の溝
底部に内接する円の直径となり、切刃16の外径D(刃
先部12の外径D)に対して0.5D以上となるように
設定されている。
The brittle material drilling tool 40 according to the fourth embodiment has substantially the same configuration as the third embodiment described above, as shown in FIGS. Two chip discharge grooves 41, 41 are formed on the outer circumference on opposite sides of the axis O. The chip discharge grooves 41 are formed on the outer peripheral surface 12 at the tip of the blade edge portion 12.
In A, it is located immediately forward in the tool rotation direction T at a position where both ends 16A, 16A of the cutting blade 16 are located,
The cutting edge 12 is formed by a concave curved surface that is recessed toward the axis O, and is formed in a spiral shape that is twisted rearward in the tool rotation direction T from the tip of the cutting edge 12 toward the base end. In the fourth embodiment, the chip discharge grooves 4
The concave curved surfaces constituting 1, 41 are also covered with the diamond film. The core thickness d of the cutting edge 12 in the fourth embodiment is a diameter of a circle centered on the axis O in the cross section of the cutting edge 12 and inscribed in the groove bottom of the concave curved surface constituting the chip discharge grooves 41, 41. And is set to be 0.5D or more with respect to the outer diameter D of the cutting blade 16 (the outer diameter D of the cutting edge portion 12).

【0033】このような構成とされた本第四実施形態に
よる脆性材料用穴明け工具40によれば、上述の第一及
び第三実施形態と同様の効果を奏するが、刃先部12の
外周面12Aに2条の切屑排出溝41,41が形成され
ていることにより、切刃16部分を被覆するダイヤモン
ド皮膜によって加工物が削り取られて生成された極微細
な切粉状の切屑を、この切屑排出溝41,41を通して
確実に工具本体11の基端側に送り出して加工穴から排
出することができ、切屑が加工穴の内周面と刃先部12
の外周面12Aとの間に噛み込まれて加工穴の仕上げ面
精度を損なったりするのを防止することができる。これ
は、本実施形態のように半導体装置の製造装置のシャワ
ーヘッド用に単結晶シリコン等の脆性材料に極小径の加
工穴を形成するのに伴い、刃先部12の外径Dも極小径
とならざるを得ない場合において、特に有効である。さ
らに、穴明け加工時に切削油を供給すれば、切屑排出溝
41,41から切屑が排出されるのと入れ替わりにこの
切削油を加工穴の穴底に送り込むことができ、刃先部1
2の切刃16によって削られる加工穴の穴底を効率的に
冷却・潤滑することが可能となるとともに、生成された
切屑の円滑な排出を図ることができる。
According to the brittle material drilling tool 40 according to the fourth embodiment having such a configuration, the same effects as those of the above-described first and third embodiments can be obtained. Since the two chip discharge grooves 41, 41 are formed in the 12A, the extremely fine chip-like chips generated by cutting the workpiece with the diamond film covering the cutting blade 16 portion are removed. Through the discharge grooves 41, 41, it can be reliably sent to the base end side of the tool body 11 and discharged from the machining hole, and chips are formed on the inner peripheral surface of the machining hole and the cutting edge 12.
Can be prevented from being lost between the outer peripheral surface 12A and the finished surface accuracy of the machined hole. This is because the outer diameter D of the cutting edge portion 12 also has an extremely small diameter as a very small hole is formed in a brittle material such as single crystal silicon for a shower head of a semiconductor device manufacturing apparatus as in this embodiment. This is particularly effective when it is necessary to do so. Further, if the cutting oil is supplied at the time of drilling, the cutting oil can be sent to the bottom of the machining hole instead of the chip being discharged from the chip discharge grooves 41, and the cutting edge 1
The bottom of the processing hole cut by the second cutting blade 16 can be efficiently cooled and lubricated, and the generated chips can be smoothly discharged.

【0034】なお、第三,第四実施形態においては、そ
の二番取り面31,31、もしくは二番取り面31,3
1及び切屑排出溝41,41が、刃先部12の先端から
基端側に向けて工具回転方向Tの後方側にねじれる螺旋
状に形成されているものであるが、これに限定されるこ
となく、ねじれていなくてもよい。また、第四実施形態
のように、刃先部12の周面に形成される切屑排出溝が
2条ではなく、1条あるいは3条以上の切屑排出溝が形
成されていてもよい。また、本実施形態のように穴明け
加工を施す加工物が脆性材料であって生成されるのが極
微細な切粉状の切屑であり、しかも送り量が上述のよう
に極小さい場合には、図10及び図12で示された穴明
け加工時の工具回転方向Tとは逆向きに、すなわち工具
本体11の先端側に向けての切屑排出溝41,41のね
じれの向きとは反対向きの方向に工具本体11を回転さ
せてもよく、これによって切屑の排出が阻害されたりす
ることはない。
In the third and fourth embodiments, the second cutting surfaces 31, 31 or the second cutting surfaces 31, 3 are used.
1 and the chip discharge grooves 41 are formed in a spiral shape that is twisted rearward in the tool rotation direction T from the distal end of the cutting edge portion 12 toward the base end side, but is not limited thereto. It does not have to be twisted. Further, as in the fourth embodiment, the number of chip discharge grooves formed on the peripheral surface of the cutting edge portion 12 may be one or three or more, instead of two. In addition, when the workpiece to be drilled as in the present embodiment is a brittle material and is generated as extremely fine chip-shaped chips, and when the feed amount is extremely small as described above, 10 and 12, the direction is opposite to the tool rotation direction T at the time of drilling, that is, the direction opposite to the twist direction of the chip discharge grooves 41, 41 toward the tip end side of the tool body 11. The tool body 11 may be rotated in the direction of, so that the discharge of chips is not hindered.

【0035】さらに、各実施形態においては、刃先部1
2の表面全体をダイヤモンド皮膜によって被覆するよう
にしたが、これに限定されることなく、少なくとも切刃
16(22)部分が被覆さればよく、例えば、刃先部1
2における先端側部分のみをダイヤモンド皮膜によって
被覆したり、先端面15,15(21,21)のみをダ
イヤモンド皮膜によって被覆したりしてもよい。さらに
は、ダイヤモンド皮膜に代えて、DLC(ダイヤモンド
ライクカーボン)皮膜などの他の硬質炭素皮膜を用いて
もよいし、ダイヤ砥粒を電着することによって硬質炭素
皮膜を形成しても上述のような効果を何の遜色もなく奏
することができる。
Further, in each embodiment, the blade tip 1
Although the entire surface of No. 2 is covered with the diamond film, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that at least the cutting blade 16 (22) is covered.
2 may be coated only with the diamond coating, or only the tip surfaces 15, 15 (21, 21) may be coated with the diamond coating. Further, instead of the diamond film, another hard carbon film such as a DLC (diamond-like carbon) film may be used, or the hard carbon film may be formed by electrodeposition of diamond abrasive grains as described above. Effects can be produced without any inferiority.

【0036】また、刃先部12の少なくとも切刃16
(22)部分を硬質炭素皮膜によって被覆するのではな
く、少なくとも切刃16(22)部分、例えば図中に打
点で示した刃先部12全体を、ダイヤ焼結体あるいはダ
イヤ単結晶などの硬質炭素体によって形成し、これを超
硬合金等から一体に形成されたシャンク部13及びテー
パ部14の先端にロウ付け等によって接合してもよい。
このような脆性材料用穴明け工具でも上記と同様の効果
を得ることができる。
In addition, at least the cutting blade 16 of the blade tip 12
Instead of coating the (22) portion with a hard carbon film, at least the cutting edge 16 (22) portion, for example, the entire cutting edge portion 12 indicated by a dot in the drawing, is hardened with a hard carbon such as a diamond sintered body or a diamond single crystal. It may be formed by a body, and may be joined by brazing or the like to the tips of the shank portion 13 and the tapered portion 14 integrally formed from a cemented carbide or the like.
The same effect as above can be obtained with such a brittle material drilling tool.

【0037】ここで、上述した各実施形態においては、
本発明による脆性材料用切削工具を穴明け工具に適用し
たものとして説明しているが、これに限定されることは
なく、上記のような構成を有した場合、工具の剛性と特
殊な切削形態から、例えば溝入れ加工や側面加工などの
あたかもエンドミルのような切削加工を行う切削工具と
して用いることも可能であり、このような場合であって
も、脆性材料からなる加工物のひびやクラックの発生を
抑えるとともに切削工具の寿命の延長を図ることができ
る。
Here, in each of the above embodiments,
Although the cutting tool for brittle materials according to the present invention is described as being applied to a drilling tool, the present invention is not limited to this, and when having the above configuration, the rigidity of the tool and the special cutting form Therefore, for example, it is also possible to use as a cutting tool for performing a cutting process such as an end mill, such as grooving and side processing, even in such a case, cracks and cracks in the work made of brittle material. Generation can be suppressed and the life of the cutting tool can be extended.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切削加工の際には、従来のように、軸線上に位置する切
刃の突端が1点で加工物に押しつけられるように接触す
ることがなくなり、加工物が脆性材料であっても亀裂が
生じるのを防いで、この亀裂に起因する加工物のひびや
クラックが生じるのを抑制することが可能となる。ま
た、切刃の強度を高く保ってチッピングを生じ難くする
とともに、工具本体の剛性を高く保って折損を防止し、
工具寿命を延長させ、かつ、良好な穴位置精度を得るこ
とができる。さらに、少なくとも切刃部分が硬質炭素皮
膜により被覆されている、あるいは、硬質炭素体により
形成されているから、切刃部分の耐摩耗性を向上させ
て、より寿命の長い切削工具を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
In the cutting process, as in the prior art, the protruding end of the cutting blade located on the axis line does not contact so as to be pressed against the workpiece at one point, and a crack occurs even if the workpiece is a brittle material. Thus, it is possible to suppress the occurrence of cracks and cracks in the workpiece due to the cracks. In addition, while keeping the strength of the cutting blade high to prevent chipping, the rigidity of the tool body is kept high to prevent breakage,
The tool life can be extended and good hole position accuracy can be obtained. Furthermore, since at least the cutting edge portion is coated with a hard carbon film or is formed of a hard carbon body, it is possible to improve the wear resistance of the cutting edge portion and obtain a cutting tool having a longer life. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第一実施形態による脆性材料用穴
明け工具の側面図である。
FIG. 1 is a side view of a drilling tool for brittle material according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第一実施形態による脆性材料用穴
明け工具の先端部の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a tip of a drilling tool for brittle material according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第一実施形態による脆性材料用穴
明け工具の先端面図である。
FIG. 3 is a front view of a drilling tool for brittle material according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 図3におけるA−A線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図5】 本発明の第二実施形態による脆性材料用穴
明け工具の側面図である。
FIG. 5 is a side view of a drilling tool for brittle material according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第二実施形態による脆性材料用穴
明け工具の先端部の斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a tip portion of a drilling tool for brittle material according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第二実施形態による脆性材料用穴
明け工具の先端面図である。
FIG. 7 is a front end view of a drilling tool for brittle material according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 図7におけるB−B線断面図である。8 is a sectional view taken along line BB in FIG. 7;

【図9】 本発明の第三実施形態による脆性材料用穴
明け工具の先端部の斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view of a tip portion of a drilling tool for brittle material according to a third embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の第三実施形態による脆性材料用
穴明け工具の先端面図である。
FIG. 10 is a front view of a drilling tool for brittle material according to a third embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の第四実施形態による脆性材料用
穴明け工具の先端部の斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view of a tip portion of a drilling tool for brittle material according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の第四実施形態による脆性材料用
穴明け工具の先端面図である。
FIG. 12 is a front view of a drilling tool for brittle material according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20,30,40 脆性材料用穴明け工具 11 工具本体 12 刃先部 13 シャンク部 15,21 先端面 16,22 切刃 31 二番取り面 41 切屑排出溝 O 軸線 d 心厚 D 切刃の外径 θ 挟角 10, 20, 30, 40 Drilling tool for brittle material 11 Tool body 12 Cutting edge 13 Shank portion 15, 21 Tip surface 16, 22 Cutting blade 31 Second cut surface 41 Chip discharge groove O Axis d Core thickness D Cutting blade Outer diameter θ Include angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池内 寛 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179−1 エムエムシーコベルコツール株式会社内 (72)発明者 亀岡 誠司 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179−1 エムエムシーコベルコツール株式会社内 (72)発明者 早崎 浩 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179−1 エムエムシーコベルコツール株式会社内 (72)発明者 冨永 哲光 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179−1 エムエムシーコベルコツール株式会社内 Fターム(参考) 3C037 BB00 CC01 DD01 FF08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Ikeuchi 179-1 Kanegasaki Nishi-Oike, Uozumi-cho, Akashi-shi, Hyogo Inside MMC Kobelco Tool Co., Ltd. -1 Inside MMC Kobelco Tool Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Hayasaki 179-1 Kanegasaki Nishi-Oike, Uozumi-cho, Akashi-shi, Hyogo Prefecture Inside MMC Kobelco Tool Co., Ltd. (72) Inventor Tetsumitsu Tominaga Kanegasaki-Nishi, Uozumi-cho, Hyogo Prefecture 179-1 Oike FMC Term in MMC Kobelco Tool Co., Ltd. (Reference) 3C037 BB00 CC01 DD01 FF08

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脆性材料よりなる加工物に切削加工を
行う脆性材料用切削工具であって、 軸線回りに回転される円柱軸状の工具本体の先端に、前
記軸線に対して傾斜して互いに交差する2つの先端面を
有するとともに、その2つの先端面の交差稜線が切刃と
されていて、 該切刃が、前記軸線方向の先端側から見て前記工具本体
の直径方向に延びて該工具本体の外周面まで達してお
り、 さらに、少なくとも前記切刃部分が硬質炭素皮膜により
被覆されていることを特徴とする脆性材料用切削工具。
1. A cutting tool for a brittle material for performing a cutting process on a workpiece made of a brittle material, wherein the cutting tool is inclined with respect to the axis at the tip of a cylindrical shaft-shaped tool main body rotated about an axis. It has two intersecting tip surfaces, and an intersection ridge line between the two tip surfaces is a cutting edge, and the cutting edge extends in the diameter direction of the tool main body as viewed from the front end side in the axial direction. A cutting tool for brittle material, wherein the cutting tool reaches an outer peripheral surface of a tool body, and at least the cutting edge portion is covered with a hard carbon film.
【請求項2】 請求項1に記載の脆性材料用切削工具
において、 前記硬質炭素皮膜がダイヤモンド皮膜またはDLC皮膜
によって構成されていることを特徴とする脆性材料用切
削工具。
2. The cutting tool for a brittle material according to claim 1, wherein the hard carbon film is formed of a diamond film or a DLC film.
【請求項3】 脆性材料よりなる加工物に切削加工を
行う脆性材料用切削工具であって、 軸線回りに回転される円柱軸状の工具本体の先端に、前
記軸線に対して傾斜して互いに交差する2つの先端面を
有するとともに、その2つの先端面の交差稜線が切刃と
されていて、 該切刃が、前記軸線方向の先端側から見て前記工具本体
の直径方向に延びて該工具本体の外周面まで達してお
り、 さらに、少なくとも前記切刃部分が硬質炭素体により形
成されていることを特徴とする脆性材料用切削工具。
3. A cutting tool for a brittle material for performing a cutting process on a workpiece made of a brittle material, wherein the cutting tool is provided at a tip end of a cylindrical shaft-shaped tool body which is rotated around an axis and is inclined with respect to the axis. It has two intersecting tip surfaces, and an intersection ridge line between the two tip surfaces is a cutting edge, and the cutting edge extends in the diameter direction of the tool main body as viewed from the front end side in the axial direction. A cutting tool for brittle material, wherein the cutting tool extends to an outer peripheral surface of a tool body, and at least the cutting edge portion is formed of a hard carbon body.
【請求項4】 請求項3に記載の脆性材料用切削工具
において、 前記硬質炭素体がダイヤ焼結体またはダイヤ単結晶によ
って構成されていることを特徴とする脆性材料用切削工
具。
4. The cutting tool for a brittle material according to claim 3, wherein the hard carbon body is composed of a diamond sintered body or a diamond single crystal.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれかに記
載の脆性材料用切削工具において、 前記切刃が、前記工具本体の側面から見て前記軸線に直
交する方向に延びる直線状をなしていることを特徴とす
る脆性材料用切削工具。
5. The cutting tool for a brittle material according to claim 1, wherein the cutting edge has a linear shape extending in a direction perpendicular to the axis when viewed from a side surface of the tool body. A cutting tool for brittle materials.
【請求項6】 請求項1乃至請求項4のいずれかに記
載の脆性材料用切削工具において、 前記切刃が、前記軸線方向の先端側に膨らむ凸曲線状を
なしていることを特徴とする脆性材料用切削工具。
6. The cutting tool for a brittle material according to claim 1, wherein the cutting edge has a convex curve shape bulging toward a tip end in the axial direction. Cutting tool for brittle materials.
【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記
載の脆性材料用切削工具において、 前記2つの先端面がなす挟角θが、45゜≦θ≦175
゜の範囲に設定されていることを特徴とする脆性材料用
切削工具。
7. The cutting tool for a brittle material according to any one of claims 1 to 6, wherein the included angle θ between the two end surfaces is 45 ° ≦ θ ≦ 175.
A cutting tool for brittle materials, wherein the cutting tool is set in the range of ゜.
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載の脆性材料用切削工具において、 前記工具本体の外周には、その先端から基端側に延びる
1条以上の切屑排出溝が形成されていることを特徴とす
る脆性材料用切削工具。
8. The cutting tool for a brittle material according to claim 1, wherein at least one chip discharge groove extending from a tip to a base end is formed on an outer periphery of the tool body. A cutting tool for brittle materials, characterized in that it is made.
【請求項9】 請求項1乃至請求項8のいずれかに記
載の脆性材料用切削工具において、 前記工具本体の心厚が、前記切刃の外径Dに対して0.
5D以上に設定されていることを特徴とする脆性材料用
切削工具。
9. The cutting tool for a brittle material according to claim 1, wherein a core thickness of the tool main body is equal to 0.
A cutting tool for brittle materials, wherein the cutting tool is set to 5D or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005022102A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp Cutting tool for fragile material

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