JP2011025374A

JP2011025374A - エンドミル及びその製造方法

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Publication number: JP2011025374A
Application number: JP2009174778A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Shimoda; 陽一朗下田
Original assignee: OSG Corp
Current assignee: OSG Corp
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】シャンクの軸線を傾けることなくアンダーカット形状の切削加工を行うことができるエンドミルの製造方法を提供すること。
【解決手段】ダイヤモンドチップ３を仮シャンクに仮固定して研磨部３０ｂを形成し、その後に仮シャンク５からダイヤモンドチップ３を取り外して加工用のシャンク２に固定する。よって、ダイヤモンドチップ３が仮シャンク５に取付けられる取付け面を変更できるので、ダイヤモンドチップ３の取付面を当て面３４から係合凸部３７に変更できる。このように取付面を変更するために、貫通穴３０ａを中心としてダイヤモンドチップ３を回転させるので、円弧状の研磨部３０ｂが凸となる向きを、仮シャンクの先端向きからシャンク２の一側向きに変更できる。これにより、円弧状の研磨部３０ｂをシャンク２の回転軌跡よりも外側へ突出させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンドミル及びその製造方法に関し、特に、シャンクの軸線を傾けることなくアンダーカット形状の切削加工を行うことができるエンドミル及びその製造方法に関するものである。

従来のエンドミルが特許文献１に開示されている。かかる従来のエンドミル３００は、超硬合金などの材料で構成される筒状の超硬基材２（シャンク）と、ダイヤモンド多結晶素材で構成される切刃部３（ダイヤモンドチップ）とから形成されている。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、シャンク３１０にダイヤモンドチップ３２０が固定される従来のエンドミル３００の正面図であって、図６（ａ）はダイヤモンドチップ３２０に円弧状の逃げ面を形成する状態を示し、図６（ｂ）は母材Ｂの開口穴の側面をダイヤモンドチップ３２０の底刃３２１でアンダーカット形状に加工する状態を示している。なお、図６において、シャンク３１０の図示が一部省略されている。

図６（ａ）に示すように、従来のエンドミル３００を製造する場合には、シャンク３１０の先端にダイヤモンドチップ３２０を固定し、かかるダイヤモンドチップ３２０を砥石Ｔの研ぎ面上で揺動させて研磨することにより、ダイヤモンドチップ３２０に半円状の研磨部３２０ｂが形成される。その研磨された半円状の研磨部３２０ｂにすくい面および逃げ面（いずれも図示せず）が形成されることにより、ダイヤモンドチップ３２０には、シャンク３１０の軸線Ｏ１上に配設される円弧状の底刃３２１と、その底刃３２１に連続する外周刃３２２とが形成される。

特開２００４−２５５４９６（段落「００１３」等）

しかしながら、上述した従来の製造方法では、砥石Ｔの研ぎ面上でダイヤモンドチップ３２０を揺動させて研磨部３２０ｂを形成するので、シャンク３１０を大きく傾けると、シャンク３１０が砥石Ｔに干渉する。よって、シャンク３１０の軸線Ｏ１が砥石Ｔの研ぎ面と平行となるまでしかシャンク３１０を傾けることができない。従って、外周刃３２２の接線はシャンク３１０の軸線Ｏ１と略平行となる。

このように、外周刃３２２の接線がシャンク３１０の軸線Ｏ１と略平行となると、エンドミル３００でアンダーカット形状（穴等の側面の一部を凹ませる形状）の切削加工を行う場合、母材Ｂの開口穴の側面に底刃３２１を当接させるためにシャンク３１０の軸線Ｏ１を傾けなければならない。

かかる場合に、開口穴の開口幅が、例えばダイヤモンドチップ３２０の通過に必要な最小限度の大きさのように狭く設定されると、シャンク３１０と母材Ｂとが干渉する。よって、シャンク３１０の軸線Ｏ１を傾けることができない場合は、従来のエンドミルの製造方法により製造されたエンドミル３００でアンダーカット形状の切削加工を行うことができない問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、シャンクの軸線を傾けることなくアンダーカット形状の切削加工を行うことができるエンドミル及びその製造方法を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載のエンドミルの製造方法は、軸線を回転軸として回転するシャンクと、そのシャンクの先端部に固定され、ダイヤモンド単結晶素材で構成されるダイヤモンドチップとを備えるエンドミルであって、前記ダイヤモンドチップよりも幅広に形成される仮シャンクに前記ダイヤモンドチップを仮固定する仮固定工程と、その仮固定工程により前記仮シャンクに仮固定された前記ダイヤモンドチップの外周面を研磨して円弧状の研磨部を形成する研磨工程と、その研磨工程により研磨された前記ダイヤモンドチップを前記仮シャンクから取り外す取り外し工程と、その取り外し工程により前記仮シャンクから取り外された前記ダイヤモンドチップを、前記研磨部に前記シャンクの外形線によって形成される回転軌跡よりも外側へ突出する突出部を設けつつ、前記シャンクに固定する本固定工程とを備え、前記研磨工程又は前記本固定工程は、前記研磨部の突出部が形成される部分に切れ刃を形成する切れ刃形成工程を備えている。

請求項２記載のエンドミルの製造方法は、請求項１記載のエンドミルの製造方法において、前記本固定工程は、前記ダイヤモンドチップの前記シャンク側に突出する係合凸部と、その係合凸部に対応する形状で前記シャンクの先端に前記シャンクの軸線に沿って凹設される係合凹部と、を係合させる係合工程を備えている。

請求項３記載のエンドミルの製造方法は、請求項１又は２に記載のエンドミルの製造方法において、前記本固定工程または前記研磨工程は、前記軸線を基準として前記突出部と反対側の前記ダイヤモンドチップに、前記突出部の回転軌跡よりも内側に位置するカット面を形成するカット面形成工程を備えている。

請求項４記載のエンドミルの製造方法は、請求項１から３のいずれかに記載のエンドミルの製造方法において、前記本固定工程は、前記ダイヤモンドチップの板厚方向に貫通形成される貫通穴に係合部材を挿通し、その貫通穴に挿通される前記係合部材を前記シャンクに穿設されるねじ穴に螺合するねじ止め工程を備えている。

請求項５記載のエンドミルは、軸線を回転軸として回転するシャンクと、そのシャンクの先端部に固定され、ダイヤモンド単結晶素材で構成されるダイヤモンドチップとを備えるものであって、前記ダイヤモンドチップは、前記軸線を回転軸として回転する前記シャンクの外形線によって形成される回転軌跡よりも外側へ突出し外周刃を形成する突出刃を備えている。

請求項６記載のエンドミルは、請求項５記載のエンドミルにおいて、前記ダイヤモンドチップは、前記シャンク側に突出する係合凸部を備え、前記シャンクは、その先端に、前記シャンクの軸線に沿って前記係合凸部に対応する形状で凹設される係合凹部を備えている。

請求項７記載のエンドミルは、請求項５又は６に記載のエンドミルにおいて、前記ダイヤモンドチップは、前記シャンクの軸線を基準として前記突出刃と反対側の部分に形成されるカット面を備えている。

請求項８記載のエンドミルは、請求項５から７のいずれかに記載のエンドミルにおいて、前記ダイヤモンドチップを前記シャンクに固定する係合部材を備え、前記ダイヤモンドチップは、そのダイヤモンドチップの板厚方向に貫通形成され前記係合部材が挿通される貫通穴を備え、前記シャンクは、そのシャンクに穿設され前記貫通穴に挿通される係合部材が螺合されるねじ穴を備えている。

請求項１記載のエンドミルの製造方法によれば、軸線を回転軸として回転するシャンクの先端部にダイヤモンドチップが固定され、かかるダイヤモンドチップによって、母材（加工対象物）に対してアンダーカット形状の切削加工が行われるエンドミルが製造される。

ここで、請求項１記載のエンドミルの製造方法によれば、まず、ダイヤモンドチップよりも幅広に形成される仮シャンクにダイヤモンドチップが仮固定され、その仮固定されたダイヤモンドチップの外周面が円弧状に研磨され研磨部が形成される。次に、その研磨部が形成されたダイヤモンドチップは、仮シャンクから取り外された後、シャンクの外形線によって形成される回転軌跡よりも外側へ突出する突出部を研磨部に設けつつ、シャンクに固定される。

そして、回転軌跡よりも外側へ突出する突出部（又は突出部が形成される研磨部の部分）には、ダイヤモンドチップをシャンクに固定した後（又は研磨部を形成した後）に、切れ刃が形成される。このように、ダイヤモンドチップを仮シャンクに仮固定した状態で研磨して研磨部を形成し、その研磨部を形成した後に仮シャンクからダイヤモンドチップを取り外してシャンクに固定するので、ダイヤモンドチップの研磨時と固定時とで円弧状の研磨部が突出する向きを変更することができる。

よって、突出部がシャンクの外形線によって形成される回転軌跡よりも外側へ突出するように、ダイヤモンドチップをシャンクに固定できるので、切れ刃（外周刃）をシャンクの外形線によって形成される回転軌跡より外側に突出させることができるという効果がある。

切れ刃がシャンクの回転軌跡より外側に突出するので、ダイヤモンドチップが母材の開口穴に挿入されると、切れ刃は母材の開口穴の側面と対向配置される。従って、切れ刃を開口穴の側面に向かって水平方向に移動させるだけで、母材の開口穴の内側面に当接させることができる。従って、開口穴の内側面に当接された切れ刃によって、シャンクの軸線を傾けることなくアンダーカット形状の切削加工を行うことができる。

このように、シャンクの外形線によって形成される回転軌跡より外側に突出する切れ刃によりアンダーカット形状の切削加工を行うので、切削加工を行うために必要とされる母材の開口穴の開口幅を小さく設定できる。つまり、従来のようにダイヤモンドチップの底刃でアンダーカット形状の切削加工を行う場合は、母材の開口穴にダイヤモンドチップを挿入した後にシャンクの軸線を傾けるので、母材の開口穴の内側面とダイヤモンドチップとの間に母材とシャンクとの干渉を防止するための隙間が必要とされていた。

これに対し、切れ刃がシャンクの外形線によって形成される回転軌跡より外側に突出される場合は、母材の開口穴にダイヤモンドチップを挿入した後にシャンクの軸線を傾ける必要がない。よって、シャンクの軸線を傾ける場合にシャンクと母材との干渉を防止するために必要とされる隙間を不要とできるので、切削加工を行うために必要とされる母材の開口穴の開口幅を小さく設定できる。従って、従来のような底刃では、軸線が傾けられたシャンクと母材とが干渉するためにアンダーカット加工を行えないような狭い開口幅の開口穴であっても、切れ刃により開口穴の側面にアンダーカット形状の切削加工を行うことができるという効果がある。

請求項２記載のエンドミルの製造方法および請求項６記載のエンドミルによれば、請求項１記載のエンドミルの製造方法および請求項５記載のエンドミルの奏する効果に加え、シャンクの係合凹部がダイヤモンドチップの係合凸部と対応する形状で凹設されるので、ダイヤモンドチップがシャンクに固定されると、係合凸部と係合凹部とが係合される。これにより、ダイヤモンドチップとシャンクとの相対位置が位置決めされるので、ダイヤモンドチップをシャンクに固定する固定作業を簡易に行うことができるという効果がある。

また、ダイヤモンドチップの係合凸部とシャンクの係合凹部とが係合すると、ダイヤモンドチップとシャンクとの相対移動が規制される。従って、切削加工時に母材（加工対象物）から受ける切削抵抗が大きい場合でも、シャンクとダイヤモンドチップとの間に滑りが生じることを抑制できるので、シャンクの振れを抑制できるという効果がある。

請求項３記載のエンドミルの製造方法および請求項７記載のエンドミルによれば、請求項１又は２に記載のエンドミルの製造方法および請求項５又は６記載のエンドミルの奏する効果に加え、切れ刃（外周刃）が形成される場合に、軸線を基準として突出部（突出刃）と反対側のダイヤモンドチップに、突出部（突出刃）の回転軌跡よりも内側に位置するカット面が形成される。よって、開口穴に挿入されたダイヤモンドチップが回転する場合に、カット面が突出部の回転軌跡より外側に突出しない。従って、突出部の切れ刃（突出刃）により切削加工が行われる場合において、カット面が母材の開口穴の側面に干渉しないので、突出部の切れ刃（突出刃）による切削加工の加工精度の向上を図れるという効果がある。

請求項４記載のエンドミルの製造方法および請求項８記載のエンドミルによれば、請求項１から３のいずれかに記載のエンドミルの製造方法および請求項５から７のいずれかに記載のエンドミルの奏する効果に加え、係合部材がダイヤモンドチップの貫通穴に挿通された後、シャンクのねじ穴に螺合されるので、係合部材によってダイヤモンドチップがシャンクに確実に固定される。よって、ダイヤモンドチップとシャンクとの接合面に接着材を塗布する場合に、接着材を塗布してから硬化するまでの間にダイヤモンドチップがシャンクの固定位置からずれることを防止できるという効果がある。

しかも、ダイヤモンドチップの研磨前に貫通穴をダイヤモンドチップに貫通形成しておけば、砥石等で研磨部が形成される場合に、その貫通穴を利用して仮シャンクにダイヤモンドチップを仮固定することができる。よって、ダイヤモンドチップの貫通穴を仮シャンクへの固定とシャンクへの固定とに兼用できるので、ダイヤモンドチップに新たな加工を別途行うことを必要とせず、加工コストの削減を図ることができるという効果がある。

請求項５記載のエンドミルによれば、外周刃により形成される突出刃がシャンクの回転軌跡より外側に突出するので、ダイヤモンドチップが母材の開口穴に挿入されると、突出刃は母材の開口穴の側面と対向配置される。従って、突出刃を開口穴の側面に向かって水平方向に移動させるだけで、母材の開口穴の内側面に当接させることができる。従って、開口穴の内側面に当接された突出刃によって、シャンクの軸線を傾けることなくアンダーカット形状の切削加工を行うことができる。

また、シャンクの軸線を傾ける必要がないので、従来のような底刃では、軸線が傾けられたシャンクと母材とが干渉するためにアンダーカット加工を行えないような狭い開口幅の開口穴であっても、突出刃により開口穴の側面にアンダーカット形状の切削加工を行うことができるという効果がある。

（ａ）は本発明の第１実施の形態であるエンドミルの製造方法により製造されたエンドミルの正面図であり、（ｂ）は図１の矢印Ｉａ方向から視たエンドミルの分解側面図である。（ａ）は仮シャンクに固定されるダイヤモンドチップの正面図であり、（ｂ）は外周面が砥石で研磨されるダイヤモンドチップの正面図であり、（ｃ）は仮シャンクから取り外してシャンクに取り付けられるダイヤモンドチップの正面図である。（ａ）はシャンクに固定されたダイヤモンドチップの正面図であり、（ｂ）はカット面、逃げ面およびすくい面が形成された後の状態を示すダイヤモンドチップの正面図であり、（ｃ）はエンドミルの正面図であり、母材に穿設された開口穴の側面にダイヤモンドチップでアンダーカット形状の切削加工を行った後の状態を示している。本発明の第２実施の形態であるエンドミルの製造方法により製造されたエンドミルの正面図である。本発明の第３実施の形態であるエンドミルの製造方法により製造されたエンドミルの正面図である。従来のエンドミルの正面図であって、（ａ）はダイヤモンドチップに円弧状の逃げ面を形成する状態を示し、（ｂ）は母材の開口穴の側面をダイヤモンドチップの底刃でアンダーカット形状に加工する状態を示している。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態であるエンドミルの製造方法により製造されたエンドミル１の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ｂ）は、図１の矢印Ｉａ方向から視たエンドミル１の分解側面図である。図１において、エンドミル１のシャンク２の図示が一部省略されており、シャンク２の軸線Ｏ１が一点鎖線で図示されている。なお、図２及び図３についても同様である。

まず、図１を参照してエンドミル１の全体構成について説明する。エンドミル１は、主に、金型等の３次元加工を行う用途に用いられる工具であり、特に、アンダーカット形状（穴等の側面の一部を凹ませる形状）の切削加工に適した工具として構成されている。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、エンドミル１は、軸線Ｏ１を回転軸として回転するシャンク２と、そのシャンク２の先端部に固定されダイヤモンド単結晶素材で構成されるダイヤモンドチップ３と、そのダイヤモンドチップ３をシャンク２に取り付けると共に外周に雄ねじ（図示せず）が螺刻される固定用ねじ４とを有して構成されている。

シャンク２の後端側（図１の上側）がマシニングセンター等の加工機械のホルダ（図示せず）に保持される。これにより、ホルダを介してマシニングセンター等の加工機械の回転力がシャンク２に伝達され、ダイヤモンドチップ３がシャンク２の軸線Ｏ１を回転軸として回転し、母材Ｂ（図３（ｃ）参照）が切削加工される。

図１（ｂ）に示すように、シャンク２は、タングステンカーバイト（ＷＣ）等を加圧焼結した超硬合金により略軸状体に構成されており、シャンク２の先端部（図１（ｂ）下端部）の表面（図１（ｂ）右側の面）には、後述するダイヤモンドチップ３の係合凸部３７と対応する形状でシャンク２の軸線Ｏ１に沿って係合凹部２２が凹設されている。

係合凹部２２は、シャンク２の表面と平行に延設されシャンク２の表面より一段低く設定される受け面２２ａと、受け面２２ａの上端（図１（ｂ）上端）から立設される当接面２２ｂとで構成される。受け面２２ａは、後述するダイヤモンドチップ３の裏面と当接する部位であり、受け面２２ａからその受け面２２ａと直交する方向（図１（ｂ）左右方向）にねじ穴２０ａが穿設され、そのねじ穴２０ａの内周面には雌ねじ（図示せず）が螺刻される。

図１（ａ）に示すように、当接面２２ｂは、後述するダイヤモンドチップ３の係合凸部３７が当接する部位であり、略逆Ｖ字形状に形成される。即ち、当接面２２ｂは、シャンク２の一側に向かって上昇傾斜する第１当接面２２ｂ１と、その第１当接面２２ｂ１に交差しシャンク２の一側に向かって下降傾斜する第２当接面２２ｂ２と、第１当接面２２ｂ１及び第２当接面２２ｂ２とが交差する交差稜線である底部２２ｂ３とで構成される。

よって、ダイヤモンドチップ３が切削加工時に母材Ｂ（加工対象物、図２（ｃ）参照）から受ける切削抵抗を、シャンク２の一側に向かって上昇傾斜する第１当接面２２ｂ１及びシャンク２の一側に向かって下降傾斜する第２当接面２２ｂ２に沿って、軸線Ｏ１方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）上下方向）及び軸線Ｏ１と直交する径方向へ分散させることができる。

従って、係合凹部２２が矩形状に形成される場合に比べて、係合凹部２２に作用するシャンク２の径方向への応力を低減させることができ、エンドミル１の寿命の延長を図ることができる。なお、第１当接面２２ｂ１の長さは、第２当接面２２ｂ２の長さより長尺に設定される。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ダイヤモンドチップ３は、その切れ刃３３により母材Ｂに対して切削加工を行うものであり、上述したように、シャンク２を構成する超硬合金よりも硬質のダイヤモンド単結晶体で構成されている。また、ダイヤモンドチップ３は、矩形に形成される外周面を砥石Ｔ（図２（ｂ）参照）上で揺動させて研磨することにより円弧状の研磨部３０ｂが形成される。円弧状の研磨部３０ｂがシャンク２の一側（図１（ａ）右側）の外側面より外側に突出するようにダイヤモンドチップ３がシャンク２に固定される。

シャンク２に固定されたダイヤモンドチップ３には、シャンク２の係合凹部２２に係合する係合凸部３７と、研磨部３０ｂに設けられる逃げ面３１及びすくい面３２と、逃げ面３１及びすくい面３２が交差する交差稜線で構成される切れ刃３３と、シャンク２の軸線Ｏ１を基準としてすくい面３２（逃げ面３１）と反対側の部分に位置するカット面３５と、ダイヤモンドチップ３を板厚方向（図１（ｂ）の左右方向）に貫通する貫通穴３０ａとが形成される。

図１（ａ）に示すように、係合凸部３７は、研磨部３０ｂの一部と、その研磨部３０ｂと交差する直線状の当て面３４と、その当て面３４及び研磨部３０ｂが交差する交差稜線である角部３６とで構成される。また、係合凸部３７は、シャンク２の後端に向かうに従って、研磨部３０ｂの一部と直線状の当て面３４との対向間隔が漸次減少するように逆Ｖ字状に形成され、係合凸部３７を係合凹部２２に係合させてダイヤモンドチップ３をシャンク２に固定する。

ダイヤモンドチップ３の係合凸部３７がシャンク２の係合凹部２２に係合すると、ダイヤモンドチップ３の当て面３４、研磨部３０ｂ及び角部３６が、シャンク２の第１当接面２２ｂ１、第２当接面２２ｂ２及び底部２２ｂ３にそれぞれ当接され、ダイヤモンドチップ３とシャンク２とが相対的に位置決めされる。これにより、ダイヤモンドチップ３をシャンク２に固定する固定作業を簡易に行うことができる。

また、ダイヤモンドチップ３とシャンク２とが相対的に位置決めされると、ダイヤモンドチップ３とシャンク２との相対移動が規制される。従って、切削加工時に母材（加工対象物）から受ける切削抵抗が大きい場合でも、シャンクと２ダイヤモンドチップ３との間に滑りが生じることを抑制できるので、シャンク２の振れを抑制できる。

図１（ａ）に示すように、ダイヤモンドチップ３がシャンク２に固定された状態で、シャンク２の一側（図１（ａ）右側）の外側面より外側に突出する研磨部３０ｂに逃げ面３１及びすくい面３２が形成される。また、逃げ面３１及びすくい面３２が交差する交差稜線には切れ刃３３が形成され、その切れ刃３３にはダイヤモンドチップ３をシャンク２に固定した場合にシャンク２の一側の外周面より外側に突出する円弧状の突出刃３３ａが形成される。

従って、軸線Ｏ１を回転軸としてシャンク２が回転した場合、円弧状の突出刃３３ａは、回転するシャンク２の外形線によって形成される回転軌跡（以下「シャンク２の回転軌跡」と称す）よりも外側に突出される。これにより、従来のエンドミルと異なり、母材Ｂの開口穴（図２（ｃ）参照）にダイヤモンドチップ３を挿入した後、シャンク２の軸線Ｏ１を傾けることなく、ダイヤモンドチップ３の切れ刃３３（円弧状の突出刃３３ａ）を母材Ｂの開口穴の側面に当接させることができる。

即ち、従来のエンドミルは、シャンクの軸線上に配設される底刃によりアンダーカット形状の切削加工が行われる。よって、底刃を母材Ｂの開口穴の側面に当接させるために、母材Ｂの開口穴にダイヤモンドチップを挿入した後、シャンクの軸線を傾ける必要があった。

これに対して、第１実施の形態のエンドミル１によれば、その切れ刃３３（円弧状の突出刃３３ａ）はシャンク２の回転軌跡より外側に突出するので、ダイヤモンドチップ３が母材Ｂの開口穴に挿入されると、突出刃３３ａは母材Ｂの開口穴の側面と対向配置される。

よって、母材Ｂの開口穴の側面と対向配置される突出刃３３ａを開口穴の側面に向かって水平方向に移動させるだけで、突出刃３３ａを母材の開口穴の内側面に当接させることができる。従って、開口穴の内側面に当接された切れ刃３３（円弧状の突出刃３３ａ）によって、シャンク２の軸線Ｏ１を傾けることなくアンダーカット形状の切削加工を行うことができる。

これにより、エンドミル１による切削加工の作業性を向上できる。このように、シャンク２の回転軌跡より外側に突出する切れ刃３３（円弧状の突出刃３３ａ）によりアンダーカット形状の切削加工を行う場合は、従来のエンドミルのように母材Ｂの開口穴にダイヤモンドチップ３を挿入した後にシャンク２の軸線を傾ける必要がない。よって、切削加工を行うために必要とされる母材Ｂの開口穴の開口幅を小さく設定できる。

つまり、従来のエンドミルのように、シャンクの軸線上に配設される底刃によりアンダーカット形状の切削加工が行われる場合は、シャンクの軸線を傾けても、シャンクと母材とが干渉しないように、母材Ｂの開口穴とシャンクとの間に干渉防止用の隙間が必要とされていた。

これに対して、第１実施の形態のエンドミル１によれば、その切れ刃３３（円弧状の突出刃３３ａ）でシャンク２の軸線Ｏ１を傾けることなくアンダーカット形状の切削加工を行うことができる。よって、シャンク２を傾けることによりシャンク２と母材Ｂ（図６参照）とが干渉するおそれがないので、母材Ｂの開口穴の内側面とダイヤモンドチップ３の切れ刃３３との間に必要とされる干渉防止用の隙間を不要とできる。

切れ刃３３（円弧状の突出刃３３ａ）によってアンダーカット形状の切削加工を行う場合は、干渉防止用の隙間が不要とされた分だけ、底刃によりアンダーカット形状の切削加工が行われる場合に比べて、母材Ｂの開口穴の開口幅を小さく設定できる。従って、従来の底刃では行えないような場所（シャンク２の軸線を傾けることができないような狭い開口幅の開口穴の側面）であっても、切れ刃３３（円弧状の突出刃３３ａ）によってアンダーカット形状の切削加工を行うことができるので、エンドミル１の利便性を向上できる。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ダイヤモンドチップ３をシャンク２に固定した場合に、シャンク２の一側（図１（ａ）右側）の外側面より内側に位置する研磨部にも、逃げ面３１（図１（ｂ）参照）及びすくい面３２が形成される。よって、逃げ面３１及びすくい面３２の交差稜線で構成される切れ刃３３には、突出刃３３ａから軸線Ｏ１上まで交差稜線に沿って下方（図１（ａ）下方に）延設されている。従って、突出刃３３ａにより、母材Ｂの開口穴の側面にアンダーカット形状の切削加工を行うことができるだけでなく、突出刃３３ａから軸線Ｏ１上まで交差稜線に沿って下方（図１（ａ）下方に）延設される切れ刃３３により、母材Ｂの開口穴の底面にも切削加工を行うことができる。

図１（ａ）に示すように、カット面３５は、ダイヤモンドチップ３がシャンク２に固定された場合に、シャンク２の軸線Ｏ１を基準としてダイヤモンドチップ３の突出刃３３ａと反対側に配設されている。カット面３５は、ダイヤモンドチップ３の突出刃３３ａと反対側の部分がレーザによって切断されることにより、シャンク２の一側（図１（ａ）右側）に向かって下降傾斜するように形成される。

カット面３５はシャンク２の他側より内側、即ち突出刃３３ａの回転軌跡よりも内側に配設されている。よって、突出刃３３ａでアンダーカット形状の切削加工を行う場合に、ダイヤモンドチップ３のカット面３５が開口穴の側面に干渉しないので、突出刃３３ａによる切削加工の精度を向上させることができる。

次に、図２及び図３を参照してエンドミル１の製造方法について説明する。図２（ａ）は、後述する仮シャンク５に固定されるダイヤモンドチップ３の正面図であり、図２（ｂ）は、外周面が砥石Ｔで研磨されるダイヤモンドチップ３の正面図であり、図２（ｃ）は、仮シャンク５から取り外してシャンク２に取り付けられるダイヤモンドチップ３の正面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）において、仮シャンク５の軸線Ｏ２が一点鎖線で図示され、ダイヤモンドチップ３の中心線Ｏ３が一点鎖線で図示される。また、図２（ｂ）において、仮シャンク５を一方側に揺動させた状態を実線で示し、仮シャンク５を他方側に揺動させた状態を鎖線で示している。また、矢印により仮シャンク５の揺動方向が図示されている。

図３（ａ）は、シャンク２に固定されたダイヤモンドチップ３の正面図であり、図３（ｂ）は、カット面３５、逃げ面３１およびすくい面３２が形成された後の状態を示すダイヤモンドチップ３の正面図であり、図３（ｃ）は、エンドミル１の正面図であり、母材Ｂに穿設された開口穴の側面にダイヤモンドチップ３でアンダーカット形状の切削加工を行った後の状態を示している。

図２（ａ）に示すように、まず、矩形状のダイヤモンド単結晶素材で構成され矩形状に形成されるダイヤモンドチップ３には、仮シャンク５の軸線Ｏ２と一致するダイヤモンドチップ３の中心線Ｏ３（ダイヤモンドチップ３の長手方向の中央を通る線）上に、板厚方向（図２（ａ）の紙面手前から奥方向）に貫通する貫通穴３０ａ（図２（ｃ）参照）がレーザ加工等により形成される。かかる研磨用の仮シャンク５は、軸線Ｏ１を回転軸として回転するシャンク２とは別体に構成されている。

仮シャンク５の先端には、ダイヤモンドチップ３の貫通穴３０ａに対応する位置（研磨用の仮シャンク５の軸線Ｏ２上）に、内周面にねじ溝が螺刻されるねじ穴（図示せず）が穿設されている。かかる仮シャンク５の先端のねじ穴に、貫通穴３０ａに挿通された固定用ねじ４が螺合されることによりダイヤモンドチップ３が仮シャンク５に仮固定される。

図２（ｂ）に示すように、仮シャンク５に仮固定されたダイヤモンドチップ３を、砥石Ｔの研ぎ面上で仮シャンク５の軸線Ｏ２が砥石Ｔの研ぎ面と平行となるまで仮シャンク５を一方又は他方（図２（ｂ）左右方向）に傾けて揺動させる。よって、仮シャンク５に対向する当て面３４を除く部分（当て面３４と対向する下面（図２（ｂ）下側の面）及び上面と下面との間に形成される側面）が砥石Ｔで研磨される。

これにより、ダイヤモンドチップ３の外周面に形成される研磨部３０ｂは半円状に形成される。即ち、研磨部３０ｂは軸線Ｏ２を基準に線対称に形成され、研磨部３０ｂの円弧範囲（円弧に対する仮想の中心角）は最大で略１８０°に設定される。

図２（ｃ）に示すように、半円状の研磨部３０ｂが形成されたダイヤモンドチップ３は、仮シャンク５から取り外され、その受け面２２ａ（図１（ｂ）参照）と当接面２２ｂとにセラミックボンドが塗布される。その後、係合凸部がシャンク２の後端側（図２（ｃ）上側）を向くように、貫通穴３０ａを中心にダイヤモンドチップ３を回転させてダイヤモンドチップ３の係合凸部３７とシャンク２の係合凹部２２とを対向配置させ、係合凸部３７を係合凹部２２（図１（ｂ）参照）に係合させる。

図３（ａ）に示すように、係合凸部３７が係合凹部２２に係合されると、ダイヤモンドチップ３の当て面３４、研磨部３０ｂの一部（逃げ面３１及びすくい面３２が形成されない研磨部３０ｂ）及び角部３６が、シャンク２の第１当接面２２ｂ１、第２当接面２２ｂ２及び底部２２ｂ３にそれぞれ当接される。

これにより、ダイヤモンドチップ３とシャンク２との相対位置が位置決めされる。シャンク２に対して位置決めされたダイヤモンドチップ３は、シャンク２のねじ穴２０ａに螺合された固定用ねじ４によってシャンク２に固定される。よって、ダイヤモンドチップ３とシャンク２との接合面にセラミックボンドを塗布する場合に、セラミックボンドを塗布してからセラミックボンドが硬化するまでの間にダイヤモンドチップ３がシャンク２の固定位置からずれることを防止できる。

しかも、ダイヤモンドチップ３の研磨前にダイヤモンドチップ３に貫通穴３０ａを貫通形成しておけば、砥石Ｔ等で外周面を研磨して研磨部３０ｂを形成する場合に、その貫通穴３０ａを利用してダイヤモンドチップ３を仮シャンク５に仮固定することができる。よって、ダイヤモンドチップ３の貫通穴３０ａを仮シャンク５への固定とシャンク２への固定とに兼用できるので、ダイヤモンドチップ３に新たな加工を別途必要とせず、加工コストの削減を図ることができる。

ダイヤモンドチップの一側（図３（ａ）右側）がシャンク２の一側の外周面より外側（図３（ａ）右側）に突出し、ダイヤモンドチップの他側（図３（ａ）左側）がシャンク２の他側の外周面より外側（図３（ａ）左側）に突出する状態でダイヤモンドチップ３は固定用ねじ４によってシャンク２に固定される。

図３（ｂ）に示すように、ダイヤモンドチップ３には、ダイヤモンドチップ３の他側の突出部分がレーザによりカットされることにより、シャンク２の軸線Ｏ１を基準として突出刃３３ａと反対側（図３（ａ）左側）に位置するカット面３５が形成される。さらに、ダイヤモンドチップ３の一側に配設される円弧状の研磨部３０ｂに逃げ面３１及びすくい面３２が形成され、このすくい面３２と逃げ面３１とが交差する稜線部分に円弧状の切れ刃３３が形成される。その切れ刃３３に形成される円弧状の突出刃３３ａは、ダイヤモンドチップ３をシャンク２に固定した場合にシャンク２の一側の外周面より突出する。

図３（ｃ）に示すように、円弧状の突出刃３３ａはシャンク２の回転軌跡より外側に突出するので、母材Ｂの開口穴に挿入されたダイヤモンドチップ３を水平方向に移動させて円弧状の突出刃３３ａを母材Ｂの開口穴の内側面に当接させる。その母材Ｂの開口穴の内側面に当接させた突出刃３３ａによって、シャンク２の軸線Ｏ１を傾けることなく、母材Ｂの開口穴の上端から離間する内側面に対して円弧状の凹みの形状（アンダーカット形状）の切削加工を行うことができる。

このように、ダイヤモンドチップ３を仮シャンク５（図２（ｂ）参照）に仮固定して研磨部３０ｂを形成し、その後に仮シャンク５からダイヤモンドチップ３を取り外して加工用のシャンク２に固定するので、ダイヤモンドチップ３が仮シャンク５に取付けられる取付け面を変更できる。よって、ダイヤモンドチップ３の研磨時と固定時とで円弧状の研磨部３０ｂが凸となる向きを変更することができる。

即ち、砥石Ｔ（図２（ｂ）参照）等でダイヤモンドチップ３の外周面を研磨することにより、仮シャンク５の先端向き（図２（ｂ）下向き）に凸となる円弧状の研磨部３０ｂが形成されるので、研磨部３０ｂの円弧範囲は最大で略１８０°であった。

これに対し、第１実施の形態におけるエンドミルの製造方法によれば、仮シャンク５からシャンク２にダイヤモンドチップ３を付け替えるので、ダイヤモンドチップ３の取付面を当て面３４から係合凸部３７に変更できる。

よって、取付面を変更できるので、貫通穴３０ａを中心としてダイヤモンドチップ３を回転させて円弧状の研磨部３０ｂが凸となる向きを、仮シャンク５の先端向きからシャンク２の一側向き（図３（ｃ）右向き）に変更できる。従って、円弧状の研磨部３０ｂをシャンク２の回転軌跡よりも外側へ突出させることができる。さらに、円弧状に形成される切れ刃３３の円弧範囲の回転軌跡を１８０°を超える範囲に設定できる。

従って、円弧状に形成される切れ刃３３の円弧範囲の回転軌跡を１８０°を超える範囲に設定できるので、ダイヤモンドチップ３のシャンク２が仮シャンク５と兼用される（研磨用の仮シャンク５から加工用のシャンク２に付け替えない）場合に比べて、研磨部３０ｂに形成可能な切れ刃の長さを長く設定できる。これにより、切れ刃３０によって切削加工できる範囲を拡大できると共に、切れ刃１３と母材Ｂとの接触面積を増大させて切れ刃１３の耐久性を向上できる。

固定用ねじ４によって、ダイヤモンドチップ３が仮シャンク５の軸線Ｏ２上に配置されるので、研磨部３０ｂの円弧の軌跡を形成できます。またダイヤモンドチップ３が固定用ねじ４でシャンク２に一旦固定されると、ダイヤモンドチップ３がシャンク２に対して正確に位置決めされるので、切れ刃形状を一定にして加工精度を確保できます。また、ダイヤモンドチップ３に、固定用ねじ４が挿通される貫通穴３０ａを貫通形成するので、シャンク２の外径に対してより大きな半径の円弧を切れ刃３３に確保することができる。

図４を参照して、本発明の第２実施の形態におけるエンドミル１０１について説明する。図３は本発明の第２実施の形態におけるエンドミル１０１の正面図である。なお、上記した第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第１実施の形態におけるエンドミル１は、シャンク２の軸線Ｏ１を基準としてダイヤモンドチップ３の突出刃３３ａと反対側に位置するカット面３５がシャンク２の一側に向かって下降傾斜するように形成されるのに対して、第２実施の形態におけるエンドミル１０１は、シャンク２の軸線Ｏ１を基準としてダイヤモンドチップ３の突出刃３３ａと反対側に位置するカット面１３５がシャンク２の他側の外周面に沿って軸線Ｏ１と平行となるように形成される。

これにより、シャンク２の軸線Ｏ１を基準として、ダイヤモンドチップ１０３の突出刃１３３ａと反対側に位置する部分を、シャンク１０２の外周面に沿ってレーザカットできるので、第１実施の形態のようにカット面３５がシャンク２の一側に向かって下降傾斜するように形成される場合に比べて、簡易にカット面３５を形成できる。

また、カット面３５がシャンク２の一側に向かって下降傾斜するように形成される場合に比べて、ダイヤモンドチップ１０３が切断される長さを短くできるので、研磨部１３０ｂに形成される逃げ面（図示せず）とすくい面１３２とが交差する稜線部分に形成される切れ刃１３３の長さを長く設定できる。

よって、切れ刃１１３と母材Ｂとの接触面積の増大を図ることができるので、切れ刃１１３の耐久性を向上できる。

図５を参照して、本発明の第３実施の形態におけるエンドミル２０１について説明する。図４は本発明の第２実施の形態におけるエンドミル２０１の正面図である。なお、上記した第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第１実施の形態におけるエンドミル１は、シャンク２の軸線Ｏ１を基準としてダイヤモンドチップ３の突出刃３３ａと反対側の部分にカット面３５が形成されるのに対して、第３実施の形態におけるエンドミル２０１は、シャンク２の軸線Ｏ１を基準としてダイヤモンドチップ２０３の突出刃２３３ａと反対側の部分にカット面３５が形成されていない。

即ち、ダイヤモンドチップ２０３の当て面２３４が当接する第１当接部２２２ｂ１を軸線Ｏ１と平行に形成すると共に、当て面２３４に連続しダイヤモンドチップ２０３の研磨部２３０ｂが当接する第２当接部２２２ｂ２を円弧状に形成し、第１当接部２２２ｂ１と第２当接部２２２ｂ２とが交差する交差稜線である底部２２２ｂ３は、軸線Ｏ１を基準として突出刃２３３ａと反対側に配設される。

これにより、ダイヤモンドチップ２０３の軸線Ｏ１を基準として突出刃２３３ａと反対側に配設される部分がシャンク２０２の他側（図５左側）の外周面より外側に突出されないので、カット面が形成されない。よって、カット面３５を形成する工程を削減することができる。

また、ダイヤモンドチップ２０３にカット面３５を形成しないので、研磨部２３０ｂ全体に逃げ面（図示せず）、すくい面２３２及び切れ刃２３３を形成できる。従って、切れ刃２３３に形成される突出刃２３３ａの長さを長く設定できる。よって、母材Ｂ（図３（ｃ）参照）に対して切削加工できる範囲を広く設定でき、切れ刃２１３と母材Ｂとの接触面積の増大を図ることができるので、切れ刃２１３の耐久性を向上できる。

さらに、第１実施の形態におけるエンドミル１は、シャンク２が同一径の円柱状に形成されるのに対して、第３実施の形態におけるエンドミル２０１は、シャンク２０２の後端側が先端側に比べて径大の円柱状に形成される。

ここで、シャンク２０２の回転軌跡は、シャンク２０２のダイヤモンドチップ２０３が取付けられる部分、即ちシャンク２０２の先端（首）側が基準とされる。突出刃２３３ａが、シャンク２０２の後端側の回転軌跡よりも外側に突出されていなくても、シャンク２０２の先端側の回転軌跡よりも外側に突出されていれば、アンダーカット形状の切削加工を行うことができるからである。

シャンク２０２の後端側が先端側に比べて径大に形成することにより、マシニングセンター等の加工機械のホルダ（図示せず）との接触面積を増大させることができるので、シャンク２０２をホルダに安定した状態で保持させることができる。

以上、各実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した各実施の形態に何ら限定されるものではなく、各発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、各実施の形態であるエンドミル１，１０１，２０１においては、セラミックボンドと固定用ねじ４とでダイヤモンドチップ３，１０３，２０３がシャンク２，１０２，２０２に固定される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、いずれか一方のみで固定されていてもよい。

かかる場合であっても、ダイヤモンドチップ３，１０３，２０３の係合凸部３７，２３７とシャンク２，１０２，２０２の係合凹部２２，２２２とが係合することにより、ダイヤモンドチップ３，１０３，２０３とシャンク２，１０２，２０２との相対移動を確実に抑制できる。

各実施の形態では、ダイヤモンドチップ３，１０３，２０３が人工ダイヤモンドで構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、天然ダイヤモンドで構成される場合であってもよい。

また、各実施の形態では、シャンク２，１０２，２０２が超硬合金で構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の金属材料で構成される場合であってもよい。

シャンク２，１０２，２０２を他の金属材料で構成することにより、超硬合金でシャンク２，１０２，２０２が構成される場合に比べて、シャンク２，１０２，２０２のコストを低減できるので、エンドミル１，１０１，２０１を安価に形成できる。

１，１０１，２０１エンドミル
２，１０２，２０２シャンク
３，１０３，２０３ダイヤモンドチップ
４ボルト（係合部材）
５仮シャンク
２０ａねじ穴
３０ｂ，１３０ｂ，２３０ｂ外周面
２２，２２２係合凹部
３０ａ貫通穴
３３，１３３，２３３切れ刃
３３ａ，２３３ａ突出刃（突出部の一部）
３７係合凸部
Ｏ１軸線
Ｔ砥石

Claims

軸線を回転軸として回転するシャンクと、そのシャンクの先端部に固定され、ダイヤモンド単結晶素材で構成されるダイヤモンドチップとを備えるエンドミルの製造方法であって、
前記ダイヤモンドチップよりも幅広に形成される仮シャンクに前記ダイヤモンドチップを仮固定する仮固定工程と、
その仮固定工程により前記仮シャンクに仮固定された前記ダイヤモンドチップの外周面を研磨して円弧状の研磨部を形成する研磨工程と、
その研磨工程により研磨された前記ダイヤモンドチップを前記仮シャンクから取り外す取り外し工程と、
その取り外し工程により前記仮シャンクから取り外された前記ダイヤモンドチップを、前記研磨部に前記シャンクの外形線によって形成される回転軌跡よりも外側へ突出する突出部を設けつつ、前記シャンクに固定する本固定工程とを備え、
前記研磨工程又は前記本固定工程は、前記研磨部の前記突出部が設けられる部分に切れ刃を形成する切れ刃形成工程を備えることを特徴とするエンドミルの製造方法。
前記本固定工程は、前記ダイヤモンドチップの前記シャンク側に突出する係合凸部と、その係合凸部に対応する形状で前記シャンクの先端に前記シャンクの軸線に沿って凹設される係合凹部と、を係合させる係合工程を備えることを特徴とする請求項１記載のエンドミルの製造方法。
前記切れ刃形成工程は、前記軸線を基準として前記突出部と反対側の前記ダイヤモンドチップに、前記突出部の回転軌跡よりも内側に位置するカット面を形成するカット面形成工程を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンドミルの製造方法。
前記本固定工程は、前記ダイヤモンドチップの板厚方向に貫通形成される貫通穴に係合部材を挿通し、その貫通穴に挿通される前記係合部材を前記シャンクに穿設されるねじ穴に螺合するねじ止め工程を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエンドミルの製造方法。
軸線を回転軸として回転するシャンクと、そのシャンクの先端部に固定され、ダイヤモンド単結晶素材で構成されるダイヤモンドチップとを備えるエンドミルにおいて、
前記ダイヤモンドチップは、前記軸線を回転軸として回転する前記シャンクの外形線によって形成される回転軌跡よりも外側へ突出し外周刃を形成する突出刃を備えることを特徴とするエンドミル。
前記ダイヤモンドチップは、前記シャンク側に突出する係合凸部を備え、
前記シャンクは、その先端に、前記シャンクの軸線に沿って前記係合凸部に対応する形状で凹設される係合凹部を備えることを特徴とする請求項５記載のエンドミル。
前記ダイヤモンドチップは、前記シャンクの軸線を基準として前記突出刃と反対側の部分に形成されるカット面を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載のエンドミル。
前記ダイヤモンドチップを前記シャンクに固定する係合部材を備え、前記ダイヤモンドチップは、そのダイヤモンドチップの板厚方向に貫通形成され前記係合部材が挿通される貫通穴を備え、前記シャンクは、そのシャンクに穿設され前記貫通穴に挿通される係合部材が螺合されるねじ穴を備えることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のエンドミル。