JP2018039084A - Manufacturing method of ball end mill and ball end mill - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball end mill of a smaller diameter than 0.1 mm in an outer diameter.SOLUTION: A rough-processed raw material 20 is set so as to become a negative electrode and a copper system block 35 is set so as to become a positive electrode in a power source 36, and the rough-processed raw material 20 is advanced to the copper system block 35 by a movement mechanism 33 while rotating by a rotary mechanism 31, and a recess is formed in the copper system block 35 by discharge of turning to the copper system block 35 from the rough-processed raw material 20, and is formed in a hemispherical shape by melting a tip corner part of the rough-processed raw material 20 by heat from this recess.EFFECT: In discharge processing, the rough-processed raw material side is daringly set as the negative electrode, that is, the electrode side. As a result, a tip fine pillar of the rough-processed raw material is indirectly gently melted by heat on the copper system block side. Thus, a superfine ball end mill being 0.005 mm in a minimum outer diameter can be manufactured.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、先端の外径が0.1mmよりも小径のボールエンドミルの製造技術に関する。   The present invention relates to a technique for manufacturing a ball end mill having a tip outer diameter smaller than 0.1 mm.

フライス工具の一種として、エンドミルが知られている。このエンドミルのうち、先端が半球(ボール)形状になったものはボールエンドミルと呼ばれる。このボールエンドミルの製造方法が各種提案されてきた(例えば、特許文献1(図3、図5)参照)。   An end mill is known as a kind of milling tool. Among these end mills, those having a hemispherical (ball) tip are called ball end mills. Various methods for manufacturing this ball end mill have been proposed (see, for example, Patent Document 1 (FIGS. 3 and 5)).

特許文献1の技術を図12及び図13に基づいて説明する。
図12は従来のボールエンドミルの外形図であり、ボールエンドミル100は、シャンク101と、このシャンク101の一端に一体形成されシャンク101より小径の首部102と、この首部102の先端に一体形成されたチップ部103とからなる。
工具先端部(チップ部103)の外径は、0.1mm〜6.0mmである(特許文献1[請求項1])。
このような形状のボールエンドミル100は、次に説明する装置で加工される。
The technique of Patent Document 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 12 is an external view of a conventional ball end mill. The ball end mill 100 is formed integrally with a shank 101, a neck portion 102 having a smaller diameter than the shank 101, and a tip portion of the neck portion 102. The chip portion 103 is included.
The outer diameter of the tool tip portion (tip portion 103) is 0.1 mm to 6.0 mm (Patent Document 1 [Claim 1]).
The ball end mill 100 having such a shape is processed by an apparatus described below.

図13は従来の三次元加工装置の原理図であり、三次元加工装置110は、素材保持機構111とレーザ光照射機構121と制御部131とからなる。
素材保持機構111は、円柱素材112を支えると共に軸回りに回転させる回転機構113と、この回転機構113を支えると共に旋回させる旋回機構114と、回転機構113及び旋回機構114を一括してx軸方向へ移動するx軸ステージ115、y軸方向へ移動するy軸ステージ116及びz軸方向へ移動するz軸ステージ117とを備えている。
FIG. 13 is a principle diagram of a conventional three-dimensional processing apparatus. The three-dimensional processing apparatus 110 includes a material holding mechanism 111, a laser beam irradiation mechanism 121, and a control unit 131.
The material holding mechanism 111 supports the columnar material 112 and rotates around the axis, a turning mechanism 114 that supports and rotates the rotating mechanism 113, and the rotating mechanism 113 and the turning mechanism 114 collectively in the x-axis direction. An x-axis stage 115 that moves in the y-axis direction, a y-axis stage 116 that moves in the y-axis direction, and a z-axis stage 117 that moves in the z-axis direction.

レーザ光照射機構121は、レーザ光源122と、ガルバノスキャナ123とを備えている。
円柱素材112は、PCD(ダイヤモンド焼結体)などからなる(特許文献1段落0020)。
The laser light irradiation mechanism 121 includes a laser light source 122 and a galvano scanner 123.
The cylindrical material 112 is made of PCD (diamond sintered body) or the like (Patent Document 1, paragraph 0020).

素材保持機構111で保持される円柱素材112へ、レーザ光照射機構121からレーザ光が照射される。レーザ光で、照射部位が溶かされる。
円柱素材112は、ステージ115〜117でxyz軸方向に移動されると共に、旋回機構114で揺動され、回転機構113で回転されるため、先端が半球状に整形され、ボールエンドミル100が得られる。
Laser light is irradiated from the laser light irradiation mechanism 121 to the cylindrical material 112 held by the material holding mechanism 111. The irradiated part is melted by the laser beam.
Since the cylindrical material 112 is moved in the xyz-axis direction by the stages 115 to 117, and is swung by the turning mechanism 114 and rotated by the rotating mechanism 113, the tip is shaped into a hemisphere, and the ball end mill 100 is obtained. .

特許文献1の回転機構113や旋回機構114は、回転や旋回を円滑に行わせるために、固定部と移動部との間に僅かな隙間が設けられる。隙間が0であると回転不能や旋回不能となるからである。
一般に、隙間は数μmが確保され、回転機構113や旋回機構114他で累積される。素材保持機構111としては、累積隙間は5μm(0.005mm)程度になる。この累積隙間は、ガタと呼ばれる。
The rotation mechanism 113 and the turning mechanism 114 of Patent Document 1 are provided with a slight gap between the fixed portion and the moving portion in order to smoothly rotate and turn. This is because when the gap is 0, rotation and rotation are impossible.
In general, a gap of several μm is secured and accumulated by the rotation mechanism 113, the turning mechanism 114, and the like. In the material holding mechanism 111, the accumulated gap is about 5 μm (0.005 mm). This cumulative gap is called backlash.

チップ部103の外径は0.1mm(最小値)である。上記した0.005mmのガタが影響し、チップ部103の外径が0.095mm又は0.105mmに仕上がる可能性がある。すなわち、仕上がり精度が±5%となる。チップ部103の外径が小さくなるほど、仕上がり精度が悪くなり、仮に、チップ部103の外径が0.01mmであれば、仕上がり精度は±50%となる。この精度は許容されない。
このことから、従来の技術では、ボールエンドミルの最小外径が0.1mmとされた。すなわち、従来からボールエンドミルの最小外径は0.1mmが限度とされてきた。
The outer diameter of the tip portion 103 is 0.1 mm (minimum value). There is a possibility that the outer diameter of the tip portion 103 is finished to 0.095 mm or 0.105 mm due to the above-described play of 0.005 mm. That is, the finishing accuracy is ± 5%. The smaller the outer diameter of the tip portion 103, the worse the finishing accuracy. If the outer diameter of the tip portion 103 is 0.01 mm, the finishing accuracy is ± 50%. This accuracy is not acceptable.
For this reason, in the conventional technique, the minimum outer diameter of the ball end mill is set to 0.1 mm. That is, conventionally, the minimum outer diameter of the ball end mill has been limited to 0.1 mm.

しかし、金型などの被加工物には、より微細な加工及び高い精度が求められる。そのため、外径が0.1mmよりも遙かに小径のボールエンドミルが必然的に必要となる。   However, a workpiece such as a mold is required to have finer processing and higher accuracy. Therefore, a ball end mill whose outer diameter is much smaller than 0.1 mm is inevitably required.

特開2016−43450号公報JP-A-2006-43450

本発明は、外径が0.1mmよりも遙かに小径のボールエンドミルを提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a ball end mill whose outer diameter is much smaller than 0.1 mm.

請求項1に係る発明は、シャンクと、このシャンクの一端に固定され外径が0.5〜1.5mmである金属柱と、この金属柱の先端に一体形成された焼結ダイヤモンド層とからなり、この焼結ダイヤモンド層の先端が半球状になっているボールエンドミルの製造方法であって、
前記焼結ダイヤモンド層に、研磨又は放電加工により、最小外径が0.005mmの微細柱を形成することで、前記シャンク、前記金属柱及び前記焼結ダイヤモンド層からなる粗加工済み素材を得る工程と、
前記粗加工済み素材を回転させつつ支持する回転機構と、前記粗加工済み素材を回転軸に沿って移動する移動機構と、前記微細柱の先方に静止状態で配置される銅系ブロックと、前記粗加工済み素材と前記銅系ブロックに接続される電源とを準備する準備工程と、
前記電源で、前記粗加工済み素材が負極、前記銅系ブロックが正極となるように通電する通電工程と、
この通電工程を維持しつつ、前記回転機構で前記粗加工済み素材を回転しつつ前記移動機構で前記粗加工済み素材を前記銅系ブロックへ前進させ、前記微細柱から前記銅系ブロックに向かう放電により、前記銅系ブロックに窪みを形成し、この窪みからの熱により前記微細柱の先端のコーナー部を溶かして半球状にする先端整形工程と、からなる。
The invention according to claim 1 includes a shank, a metal column fixed to one end of the shank and having an outer diameter of 0.5 to 1.5 mm, and a sintered diamond layer integrally formed at the tip of the metal column. A method of manufacturing a ball end mill in which the tip of the sintered diamond layer is hemispherical,
A step of obtaining a rough processed material comprising the shank, the metal column, and the sintered diamond layer by forming a fine column having a minimum outer diameter of 0.005 mm on the sintered diamond layer by polishing or electric discharge machining. When,
A rotating mechanism that supports the roughly processed material while rotating, a moving mechanism that moves the roughly processed material along a rotation axis, a copper-based block that is placed stationary at the tip of the fine column, and A preparation step of preparing a rough processed material and a power source connected to the copper-based block;
With the power source, an energization step of energizing the rough-processed material as a negative electrode and the copper-based block as a positive electrode;
While maintaining this energization step, the roughing material is rotated by the rotating mechanism, the roughing material is advanced to the copper block by the moving mechanism, and the discharge is directed from the fine pillars to the copper block. And forming a recess in the copper-based block, and melting the corner portion at the tip of the fine column by heat from the recess to make a hemisphere.

請求項2に係る発明は、シャンクと、このシャンクの一端に固定され外径が0.5〜1.5mmである金属柱と、この金属柱の先端に一体形成された焼結ダイヤモンド層とからなり、この焼結ダイヤモンド層の先端が半球状になっているボールエンドミルの製造方法であって、
前記焼結ダイヤモンド層に、研磨又は放電加工により、最小外径が0.02mmの微細柱を形成することで、前記シャンク、前記金属柱及び前記焼結ダイヤモンド層からなる第1粗加工済み素材を得る工程と、
前記第1粗加工済み素材の先端に、研磨又は放電加工により、粗い半球を形成することで第2粗加工済み素材を得る工程と、
前記第2粗加工済み素材を回転させつつ支持する回転機構と、前記第2粗加工済み素材を回転軸に沿って移動する移動機構と、前記微細柱の先方に静止状態で配置される銅系ブロックと、前記第2粗加工済み素材と前記銅系ブロックに接続される電源とを準備する準備工程と、
非通電状態で、前記回転機構及び前記移動機構にて前記第2粗加工済み素材を回転しつつ前記銅系ブロックへ前進させ、この銅系ブロックに初期窪みを形成する工程と、
前記電源で、前記第2粗加工済み素材が正極、前記銅系ブロックが負極となるように通電する通電工程と、
この通電工程を維持しつつ、前記回転機構で前記第2粗加工済み素材を回転しつつ前記移動機構で前記第2粗加工済み素材を、前記微細柱の先端が前記初期窪みに進入するまで前記銅系ブロックへ前進させ、前記銅系ブロックから前記微細柱に向かう放電により、前記粗い半球を平滑な半球に整形する先端整形工程と、からなる。
The invention according to claim 2 includes a shank, a metal column fixed to one end of the shank and having an outer diameter of 0.5 to 1.5 mm, and a sintered diamond layer integrally formed at the tip of the metal column. A method of manufacturing a ball end mill in which the tip of the sintered diamond layer is hemispherical,
By forming a fine column having a minimum outer diameter of 0.02 mm on the sintered diamond layer by polishing or electric discharge machining, a first rough processed material comprising the shank, the metal column, and the sintered diamond layer is formed. Obtaining a step;
A step of obtaining a second rough processed material by forming a rough hemisphere by polishing or electric discharge machining at the tip of the first rough processed material;
A rotating mechanism for supporting the second rough processed material while rotating, a moving mechanism for moving the second rough processed material along a rotation axis, and a copper system disposed in a stationary state at the tip of the fine column Preparing a block, a power source connected to the second rough-processed material and the copper-based block;
In a non-energized state, the second roughened material is rotated by the rotating mechanism and the moving mechanism while being advanced to the copper-based block, and an initial depression is formed in the copper-based block;
An energization step of energizing the power source so that the second rough-processed material is a positive electrode and the copper-based block is a negative electrode;
While maintaining this energization process, the second rough processed material is rotated by the moving mechanism while the second rough processed material is rotated by the rotating mechanism until the tip of the fine column enters the initial recess. And a tip shaping step of shaping the rough hemisphere into a smooth hemisphere by advancing to a copper block and discharging from the copper block toward the fine column.

請求項3に係る発明は、シャンクと、このシャンクの一端に固定され外径が0.5〜1.5mmである金属柱と、この金属柱の先端に一体形成された焼結ダイヤモンド層とからなるボールエンドミルであって、
前記焼結ダイヤモンド層は、先端に外径が0.005〜0.02mmの微細柱を備えており、この微細柱の先端が半球状に丸められていることを特徴とする。
The invention according to claim 3 includes a shank, a metal column fixed to one end of the shank and having an outer diameter of 0.5 to 1.5 mm, and a sintered diamond layer integrally formed at the tip of the metal column. A ball end mill,
The sintered diamond layer has a fine column having an outer diameter of 0.005 to 0.02 mm at the tip, and the tip of the fine column is rounded into a hemisphere.

請求項4に係る発明では、焼結ダイヤモンド層は、金属柱に底面が接する第1円錐部と、この第1円錐部に底面が接すると共に第1円錐部の円錐頂角よりも円錐頂角が大きな第2円錐部とを更に有し、第2円錐部から微細柱が延びていることを特徴とする。   In the invention according to claim 4, the sintered diamond layer has a first cone portion whose bottom surface is in contact with the metal column, a bottom surface in contact with the first cone portion, and a cone apex angle which is greater than the cone apex angle of the first cone portion. It further has a large second conical portion, and a fine column extends from the second conical portion.

請求項1に係る発明では、放電加工の際に、敢えて粗加工済み素材側を負極、すなわち電極側にした。銅系ブロック側が高温になる。粗加工済み素材の先端の微細柱が銅系ブロック側の熱で間接的に穏やかに溶かされる。この穏やかな溶融により微細柱の先端のコーナー部が角から丸に変わる。そのため、最小外径が0.005mmである超微細なボールエンドミルを製造することができる。   In the invention according to claim 1, in the electric discharge machining, the rough processed material side is dared to be the negative electrode, that is, the electrode side. The copper block side becomes hot. The fine column at the tip of the rough processed material is melted gently and indirectly by the heat on the copper block side. This gentle melting changes the corner of the tip of the fine column from a corner to a circle. Therefore, it is possible to manufacture an ultrafine ball end mill having a minimum outer diameter of 0.005 mm.

請求項2に係る発明では、第1粗加工済み素材の微細柱の先端を粗く丸める。このような微細柱をエンドミルの代替品にして、銅系ブロックに初期窪みを形成する。次に、銅系ブロックを負極、微細柱を正極になるように通電する。このような微細柱を、負極側の銅系ブロック側に回転させつつ前進させる。微細柱の先端は粗く丸めたことで、多面半球形状となり、無数の凸部を含む。凸部が熱と機械的接触とにより平坦になる。結果、最小外径が0.02mmである超微細なボールエンドミルを製造することができる。   In the invention which concerns on Claim 2, the front-end | tip of the fine pillar of a 1st rough processed raw material is rounded roundly. Using such a fine column as a substitute for the end mill, an initial depression is formed in the copper-based block. Next, electricity is applied so that the copper block becomes a negative electrode and the fine column becomes a positive electrode. Such fine columns are advanced while being rotated toward the copper block on the negative electrode side. The tips of the fine pillars are rounded roughly to form a polyhedral hemispherical shape and include innumerable convex portions. The protrusion becomes flat due to heat and mechanical contact. As a result, an ultrafine ball end mill having a minimum outer diameter of 0.02 mm can be manufactured.

請求項3に係る発明により、先端が0.005〜0.02mmであるボールエンドミルが提供される。従来のボールエンドミルの最小半径が0.1mm程度である。対して、本発明のボールエンドミルは、外径が格段に小径である。本発明のボールエンドミルにより、より微細な溝や模様を金型等に形成することができる。溝や模様の仕上がり精度が格段によくなる。   The invention according to claim 3 provides a ball end mill having a tip of 0.005 to 0.02 mm. The minimum radius of the conventional ball end mill is about 0.1 mm. In contrast, the ball end mill of the present invention has a significantly smaller outer diameter. With the ball end mill of the present invention, finer grooves and patterns can be formed in a mold or the like. The finishing accuracy of grooves and patterns is much better.

請求項4に係る発明では、微小径(0.005〜0.02mm)の微細柱を第1・第2円錐部を介することにより、外径を徐々に変化させながら金属柱に接続する。断面積の急変が避けられるため、応力集中を緩和することができ、ボールエンドミルの寿命を延ばすことができる。   In the invention which concerns on Claim 4, it connects to a metal pillar, changing an outer diameter gradually by passing through the 1st, 2nd cone part the fine pillar of a minute diameter (0.005-0.02 mm). Since sudden changes in the cross-sectional area can be avoided, stress concentration can be relaxed and the life of the ball end mill can be extended.

本発明に係る粗加工済み素材を得る工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of obtaining the rough-processed raw material which concerns on this invention. 図1(d)の2部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of part 2 of FIG. 第1の方法のために準備する放電加工装置の原理図である。It is a principle diagram of the electric discharge machining apparatus prepared for the first method. 第1の方法に係る先端整形工程を説明する図である。It is a figure explaining the tip shaping process concerning the 1st method. 第1の方法で得られたボールエンドミルの外形図である。It is an external view of the ball end mill obtained by the first method. 第2の方法のために準備する放電加工装置の原理図である。It is a principle figure of the electric discharge machining apparatus prepared for the 2nd method. 第2の方法に係る第1粗加工済み素材の形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the 1st rough processed raw material which concerns on a 2nd method. 第2の方法に係る第2粗加工済み素材の形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the 2nd rough processed raw material which concerns on a 2nd method. 第2の方法に係る初期窪み形成工程と先端整形工程を説明する図である。It is a figure explaining the initial stage hollow formation process and tip shaping process which concern on a 2nd method. 従来の技術と実施例との比較図である。It is a comparison figure of a prior art and an Example. 実施例の別の形態を説明する図である。It is a figure explaining another form of an Example. 従来のボールエンドミルの外形図である。It is an external view of the conventional ball end mill. 従来の三次元加工装置の原理図である。It is a principle figure of the conventional three-dimensional processing apparatus.

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

第1の方法を図1〜図5に基づいて説明する。
図1(a)に示すように、超硬や工具鋼からなる金属板11と、この金属板11に積層した焼結ダイヤモンド層12とからなる複層板10を準備する。焼結ダイヤモンド層12を構成する焼結ダイヤモンドは、PCD(Polycrystlline Diamond、多結晶焼結ダイヤモンド)の略であり、ダイヤモンドの微細結晶を高圧・高温で焼結してなる。
金属板11の厚さt1は、5〜13mmであり、焼結ダイヤモンド層12の厚さt2は、0.5〜2.0mmであり、複層板10の厚さTは(t1+t2)であって、5.5〜15mmが好適である。
The first method will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 (a), a multilayer plate 10 comprising a metal plate 11 made of cemented carbide or tool steel and a sintered diamond layer 12 laminated on the metal plate 11 is prepared. Sintered diamond constituting the sintered diamond layer 12 is an abbreviation for PCD (Polycrystalline Diamond), and is formed by sintering fine crystals of diamond at high pressure and high temperature.
The thickness t1 of the metal plate 11 is 5 to 13 mm, the thickness t2 of the sintered diamond layer 12 is 0.5 to 2.0 mm, and the thickness T of the multilayer plate 10 is (t1 + t2). 5.5 to 15 mm is preferable.

複層板10からワイヤカット放電加工により、円柱材15を切り出す。図1(b)に示す円柱材15の外径Dは、0.5〜1.5mmが好適である。すなわち、円柱材15は、外径がDの金属柱16と、この金属柱16の先端に付設された焼結ダイヤモンド層12とからなる。
図1(c)に示すように、シャンク17の先端に円柱材15をろう付け固定する。
図1(d)に示すように、円柱材15の先端を研磨等により粗く形状を整えることで、粗加工済み素材20を得る。
The cylindrical member 15 is cut out from the multilayer plate 10 by wire cut electric discharge machining. The outer diameter D of the cylindrical member 15 shown in FIG. 1B is preferably 0.5 to 1.5 mm. That is, the cylindrical member 15 includes a metal column 16 having an outer diameter D and a sintered diamond layer 12 attached to the tip of the metal column 16.
As shown in FIG. 1C, the columnar material 15 is brazed and fixed to the tip of the shank 17.
As shown in FIG.1 (d), the rough-processed raw material 20 is obtained by roughening the front-end | tip of the columnar material 15 by grinding | polishing etc. As shown in FIG.

図1(d)の要部を拡大して、図2に示す。
図2に示すように、粗加工済み素材20において、先端の焼結ダイヤモンド層12は、外径がDである金属柱16から第1円錐部21及び第2円錐部22で先細り形状をされ、第2円錐部22の先端に、外径がdで長さがLである微細柱23が形成されている。dは、最小値が0.005mmである。Lはdの数倍に設定される。なお、dは、最小値が0.005mmであればよく、0.005〜0.02mmの範囲から選択可能である。
The main part of FIG.1 (d) is expanded and it shows in FIG.
As shown in FIG. 2, in the rough-processed material 20, the sintered diamond layer 12 at the tip is tapered from the metal pillar 16 having an outer diameter D to the first cone portion 21 and the second cone portion 22, A fine pillar 23 having an outer diameter d and a length L is formed at the tip of the second conical portion 22. The minimum value of d is 0.005 mm. L is set to several times d. In addition, d should just be 0.005 mm in the minimum value, and can be selected from the range of 0.005-0.02 mm.

第1円錐部21の円錐頂角θ1に対して、第2円錐部22の円錐頂角θ2は大きく設定される。   The cone apex angle θ2 of the second cone portion 22 is set larger than the cone apex angle θ1 of the first cone portion 21.

以上に説明した粗加工済み素材20に、放電加工を施す。この放電加工に使用する放電加工装置30の基本構成を次に説明する。
図3に示すように、放電加工装置30は、粗加工済み素材20を回転自在に支える回転機構31と、この回転機構31を回転軸32に沿って移動する移動機構33と、粗加工済み素材20の先方(前方、図では下方)に、配置される銅系ブロック35と、この銅系ブロック35と粗加工済み素材20とに通電する電源36と、加工液37を供給する加工液供給機構38とからなる。ここでは、粗加工済み素材20が負極(−)、銅系ブロック35が正極(+)となるように、正極と負極が設定されている。銅系ブロック35はテーブルに固定され、静止状態とされる。
The rough processed material 20 described above is subjected to electric discharge machining. Next, a basic configuration of the electric discharge machining apparatus 30 used for the electric discharge machining will be described.
As shown in FIG. 3, the electric discharge machining apparatus 30 includes a rotation mechanism 31 that rotatably supports the rough-processed material 20, a moving mechanism 33 that moves the rotation mechanism 31 along the rotation axis 32, and a rough-processed material. 20 (front, lower in the figure), a copper-based block 35, a power supply 36 for energizing the copper-based block 35 and the rough processed material 20, and a machining fluid supply mechanism for supplying a machining fluid 37 38. Here, the positive electrode and the negative electrode are set so that the rough-processed material 20 becomes the negative electrode (−) and the copper-based block 35 becomes the positive electrode (+). The copper block 35 is fixed to the table and is in a stationary state.

銅系ブロック35は、純銅、銅タングステン、テルル銅、タフピッチ銅、その他でよい。また、銅系ブロック35は、放電加工に用いられる電極、例えば、タングステン系やグラファイト系とすることは差し支えない。   The copper-based block 35 may be pure copper, copper tungsten, tellurium copper, tough pitch copper, or the like. The copper block 35 may be an electrode used for electric discharge machining, for example, tungsten or graphite.

放電加工方法の原理を次に説明する。
図3にて、回転機構31で毎分数百回転の速度で粗加工済み素材20を回転させつつ、移動機構33で粗加工済み素材20を銅系ブロック35へ前進させる。銅系ブロック35と粗加工済み素材20との間に加工液供給機構38で加工液37を満たす。
The principle of the electric discharge machining method will be described next.
In FIG. 3, the coarsely processed material 20 is advanced to the copper block 35 by the moving mechanism 33 while rotating the coarsely processed material 20 at a speed of several hundred revolutions per minute by the rotation mechanism 31. The machining liquid 37 is filled with the machining liquid supply mechanism 38 between the copper-based block 35 and the rough-processed material 20.

図4(a)に示すように、粗加工済み素材20の微細柱23の先端から銅系ブロック35の上面へ放電39が形成される。放電39により銅系ブロック35の上面は高温になる。   As shown in FIG. 4A, a discharge 39 is formed from the tip of the fine column 23 of the rough processed material 20 to the upper surface of the copper-based block 35. Due to the discharge 39, the upper surface of the copper block 35 becomes high temperature.

図4(b)に示すように、放電39により、銅系ブロック35の上面に、円板状の窪み41ができる。銅系ブロック35の上面は放電で高温になる。銅系ブロック35の上面で微細柱23が加熱される。このとき、微細柱23の正面(下面)23aは上向き熱42で加熱される(一面加熱)。一方、正面と側面が交叉するコーナー部23bは、上向き熱43と横向き熱44で加熱される(二面加熱)。コーナー部23bが正面23aよりも高温になるため、コーナー部23bが大いに溶融する。   As shown in FIG. 4B, a disk-like depression 41 is formed on the upper surface of the copper-based block 35 by the discharge 39. The upper surface of the copper-based block 35 is heated to a high temperature. The fine pillars 23 are heated on the upper surface of the copper-based block 35. At this time, the front surface (lower surface) 23a of the fine column 23 is heated by the upward heat 42 (one surface heating). On the other hand, the corner portion 23b where the front surface and the side surface intersect is heated by the upward heat 43 and the lateral heat 44 (two-surface heating). Since the corner portion 23b has a higher temperature than the front surface 23a, the corner portion 23b is greatly melted.

結果、図4(c)に示すように、微細柱23のコーナー部23bは丸くなり始める。窪み41も丸みを帯びた形状になる。微細柱23のコーナー部23bは更に丸くなる。
図4(d)に示すように、微細柱23のコーナー部23bは更に丸くなる。
図4(e)に示すように、微細柱23の先端を微細柱23の外径の1.0〜2.0倍の深さで銅系ブロック35へ進入させると、微細柱23の先端が半球形状になる。
As a result, as shown in FIG.4 (c), the corner part 23b of the fine pillar 23 begins to become round. The recess 41 also has a rounded shape. The corner portion 23b of the fine pillar 23 is further rounded.
As shown in FIG. 4D, the corner portion 23b of the fine column 23 is further rounded.
As shown in FIG. 4 (e), when the tip of the fine column 23 enters the copper block 35 at a depth 1.0 to 2.0 times the outer diameter of the fine column 23, the tip of the fine column 23 is Becomes hemispherical.

図5(a)に示すように、微細柱23を含むボールエンドミル50を上昇する。銅系ブロック35に深い窪み41が残る。
図5(b)に示すように、得られたボールエンドミル50は、シャンク17と、このシャンク17の一端に固定され外径が0.5〜1.5mmである金属柱16と、この金属柱16の先端に一体形成された焼結ダイヤモンド層12とからなる。
そして、焼結ダイヤモンド層12は、先端に外径dが0.005〜0.02mmの微細柱23を備えており、この微細柱23の先端が半球状に丸められている。
As shown in FIG. 5A, the ball end mill 50 including the fine columns 23 is raised. A deep recess 41 remains in the copper block 35.
As shown in FIG. 5B, the obtained ball end mill 50 includes a shank 17, a metal column 16 that is fixed to one end of the shank 17 and has an outer diameter of 0.5 to 1.5 mm, and the metal column. And a sintered diamond layer 12 integrally formed at the tip of 16.
The sintered diamond layer 12 includes a fine column 23 having an outer diameter d of 0.005 to 0.02 mm at the tip, and the tip of the fine column 23 is rounded into a hemisphere.

従来の技術によるボールエンドミルは、先端の最小外径が0.1mmであった。対して、本発明によるボールエンドミル50は、先端の最小外径が0.005mmであるため、より微細な仕上げ加工に供することができる。金型などにより細かな溝や模様を形成することができ、形成した溝や模様の仕上がり精度が格段に向上する。   The ball end mill according to the prior art has a minimum outer diameter of 0.1 mm at the tip. On the other hand, the ball end mill 50 according to the present invention has a minimum outer diameter of 0.005 mm at the tip, and therefore can be used for finer finishing. Fine grooves and patterns can be formed by a mold or the like, and the finished accuracy of the formed grooves and patterns is greatly improved.

好ましくは、図5(a)に示すように、焼結ダイヤモンド層12は、金属柱16に底面が接する第1円錐部21と、この第1円錐部21に底面が接すると共に第1円錐部21の円錐頂角θ1よりも円錐頂角θ2が大きな第2円錐部22とを更に有し、第2円錐部22から微細柱23が延びている。微細柱23に作用する外力(研磨抵抗力など)は、第2円錐部22で分散され、更に第1円錐部21で分散され、金属柱16に伝達される。すなわち、断面の急変に伴って発生する応力の集中が、図5(a)の構造にすることにより大いに緩和される。この緩和により、ボールエンドミル50の寿命が延びる。   Preferably, as shown in FIG. 5A, the sintered diamond layer 12 includes a first conical portion 21 whose bottom surface is in contact with the metal column 16, a bottom surface that is in contact with the first conical portion 21, and a first conical portion 21. And a second conical portion 22 having a conical apex angle θ2 larger than the conical apex angle θ1, and a fine column 23 extends from the second conical portion 22. An external force (such as a polishing resistance force) acting on the fine column 23 is dispersed by the second cone portion 22, further dispersed by the first cone portion 21, and transmitted to the metal column 16. That is, the concentration of stress generated due to a sudden change in the cross section is greatly reduced by adopting the structure shown in FIG. This relaxation extends the life of the ball end mill 50.

以上に述べたボールエンドミル50の製造方法(第1の方法)を整理すると次の通りである。
図1(d)に示すように、焼結ダイヤモンド層12に、研磨又は放電加工により、外径dが0.005〜0.02mmの微細柱(図2、符号23)を形成することで、シャンク17、金属柱16及び焼結ダイヤモンド層12からなる粗加工済み素材20を得る工程を実施する。
The manufacturing method (first method) of the ball end mill 50 described above is summarized as follows.
As shown in FIG.1 (d), by forming the fine pillar (FIG. 2, code | symbol 23) whose outer diameter d is 0.005-0.02 mm to the sintered diamond layer 12 by grinding | polishing or electric discharge machining, A step of obtaining a rough processed material 20 composed of the shank 17, the metal pillar 16 and the sintered diamond layer 12 is performed.

図3に示すように、粗加工済み素材20を回転させつつ支持する回転機構31と、粗加工済み素材20を回転軸32に沿って移動する移動機構33と、微細柱(粗加工済み素材20)の先方(図では下方)に静止状態で配置される銅系ブロック35と、粗加工済み素材20と銅系ブロック35に接続される電源36とを準備する(準備工程)。
そして、電源36で、粗加工済み素材20が負極(−)、銅系ブロック35が正極(+)となるように通電する通電工程を実施する。
As shown in FIG. 3, a rotation mechanism 31 that supports the rough processed material 20 while rotating it, a moving mechanism 33 that moves the rough processed material 20 along the rotation axis 32, and a fine column (rough processed material 20 ) And a power source 36 connected to the rough-processed material 20 and the copper block 35 are prepared (preparation step).
Then, an energization process is performed with the power source 36 so that the rough-processed material 20 is a negative electrode (−) and the copper-based block 35 is a positive electrode (+).

回転機構31で粗加工済み素材20を回転しつつ移動機構33で粗加工済み素材20を銅系ブロック35へ前進させる。
そして、図4(a)〜(e)に示すように、微細柱23から銅系ブロック35に向かう放電39により、銅系ブロック35に窪み41を形成し、この窪み41からの熱43、44により微細柱23の先端のコーナー部23bを溶かして半球状にする先端整形工程を実施することにより、図5(b)に示すような、先端の外径dが0.005〜0.02mmであるボールエンドミル50を製造する。
While the rough processed material 20 is rotated by the rotation mechanism 31, the rough processed material 20 is advanced to the copper block 35 by the moving mechanism 33.
Then, as shown in FIGS. 4A to 4E, a recess 41 is formed in the copper-based block 35 by the discharge 39 from the fine pillars 23 toward the copper-based block 35, and heats 43 and 44 from the recess 41 are formed. As shown in FIG. 5B, the outer diameter d of the tip is 0.005 to 0.02 mm by performing the tip shaping step by melting the corner portion 23b of the tip of the fine column 23 to make a hemisphere. A ball end mill 50 is manufactured.

ところで、標準的な電源36の使用方法としては、図3に示す銅系ブロック35を負極として、被加工物である粗加工済み素材20を正極とする。放電が銅系ブロック35から粗加工済み素材20へ向かうため、銅系ブロック35はあまり損耗しなく、粗加工済み素材20が盛んに溶かされる。   Incidentally, as a standard method of using the power supply 36, the copper-based block 35 shown in FIG. Since the discharge is directed from the copper-based block 35 to the rough-processed material 20, the copper-based block 35 is not worn much, and the rough-processed material 20 is actively melted.

対して、本発明(第1の方法)では、敢えて、銅系ブロック35を正極として、粗加工済み素材20を負極とした。
この理由は、微細柱23の外径が0.005〜0.02mmと極く小径であり、通常の入熱では、微細柱23の溶融が促され、半球状になる前に全体的に溶融が進行してしまう。本発明のように粗加工素材20を負極にすることで、銅系ブロック35を放電で熱し、この熱で間接的に微細柱23を加熱するようにした。微細柱23が穏やかに溶かされるため、外径が0.005〜0.02mmである超微細な微細柱23の先端のコーナー部23bを溶かして先端を半球状にすることに成功した。
In contrast, in the present invention (first method), the copper block 35 is used as the positive electrode, and the rough-processed material 20 is used as the negative electrode.
The reason for this is that the outer diameter of the fine column 23 is as small as 0.005 to 0.02 mm, and with normal heat input, the fine column 23 is melted and melted before becoming hemispherical. Will progress. By making the rough-processed raw material 20 into a negative electrode like this invention, the copper-type block 35 was heated by discharge, and the fine pillar 23 was heated indirectly with this heat. Since the fine column 23 is melted gently, the corner 23b at the tip of the ultrafine fine column 23 having an outer diameter of 0.005 to 0.02 mm was melted to make the tip hemispherical.

一方、微細柱23の外径が0.02mmを超えると、微細柱23の先端がうまく半球状にならなかったり、加工時間が長くなるなどの問題が起こる。
そこで、微細柱23の外径が0.02〜0.05mmのボールエンドミルについては、別の加工方法(第2の方法)を提供する。
On the other hand, when the outer diameter of the fine column 23 exceeds 0.02 mm, problems such as the tip of the fine column 23 not being properly formed into a hemisphere or a long processing time occur.
Therefore, another processing method (second method) is provided for a ball end mill having an outer diameter of the fine column 23 of 0.02 to 0.05 mm.

第2の方法を、図6〜図9に基づいて説明する。
第2の方法に用いる放電加工装置30Bは、図3に示す放電加工装置30と次に述べる点で異なり、その他は同一であるため、同一の構成要素には、放電加工装置30の符号を流用し詳細な説明は省略する。
図6に示すように、電源36の正極は、第2粗加工済み素材20Bに接続され、電源36の負極は、銅系ブロック35に接続されている。回転機構31には、第2粗加工済み素材20Bが取付けられている。
The second method will be described with reference to FIGS.
The electric discharge machining apparatus 30B used in the second method is different from the electric discharge machining apparatus 30 shown in FIG. 3 in the following points, and the other parts are the same. Therefore, the reference numerals of the electric discharge machining apparatus 30 are used for the same components. Detailed description will be omitted.
As shown in FIG. 6, the positive electrode of the power source 36 is connected to the second rough processed material 20 </ b> B, and the negative electrode of the power source 36 is connected to the copper-based block 35. A second rough processed material 20B is attached to the rotation mechanism 31.

第2粗加工済み素材20Bは、第1粗加工済み素材20Aを加工して得られる。
図7(a)に示す第1粗加工済み素材20Aは、図1(d)に示す加工済み素材20と同様に、図1(a)〜(c)の手順で製造された素材である。
The second rough processed material 20B is obtained by processing the first rough processed material 20A.
The first roughly processed material 20A shown in FIG. 7A is a material manufactured by the procedure of FIGS. 1A to 1C, like the processed material 20 shown in FIG.

図7(a)のb部拡大図である図7(b)に示すように、金属柱16に焼結ダイヤモンド層12が一体形成されている。焼結ダイヤモンド層12の先端に形成される微細柱23の外径d2は、0.02〜0.05mmであり、図2での外径d(0.005〜0.02mm)より大径である。そのため、金属柱16と微細柱23との間は1個の円錐部で繋ぐことができる。無論、金属柱16と微細柱23とを複数個の円錐部で繋ぐことは差し支えない。または、金属柱16と焼結ダイヤモンド層12とを全体的に細長い円錐部としてもよい。この場合は、微細柱23は円柱ではなく、テーパー角が小さな円錐柱となる。   As shown in FIG. 7B, which is an enlarged view of a portion b in FIG. 7A, the sintered diamond layer 12 is integrally formed on the metal column 16. The outer diameter d2 of the fine column 23 formed at the tip of the sintered diamond layer 12 is 0.02 to 0.05 mm, which is larger than the outer diameter d (0.005 to 0.02 mm) in FIG. is there. Therefore, the metal pillar 16 and the fine pillar 23 can be connected by one conical portion. Of course, the metal pillar 16 and the fine pillar 23 may be connected by a plurality of conical portions. Or it is good also considering the metal pillar 16 and the sintered diamond layer 12 as an elongate cone part as a whole. In this case, the fine column 23 is not a cylinder but a conical column with a small taper angle.

このような第1粗加工済み素材20Aの先端に、研磨又は放電加工で、更に粗加工を施す。
得られた第2粗加工済み素材20Bは、図8(a)に示すが、先端は、図8(a)のb部拡大図である図8(b)に示すように、微細柱23の先端を粗く丸める。粗いため多角形(多面半球)のようになる。面と面の境界に凸部23cができる。
Further roughing is performed on the tip of the first rough processed material 20A by polishing or electric discharge machining.
The obtained second rough-processed material 20B is shown in FIG. 8A, and the tip of the fine column 23 is shown in FIG. 8B, which is an enlarged view of the b part in FIG. 8A. Round the tip roughly. Because it is rough, it looks like a polygon (polyhedral hemisphere). A convex portion 23c is formed at the boundary between the surfaces.

図9(a)に示すように、通電しない状態で、静止している銅系ブロック35へ、毎分数百回転の速度で回転する第2粗加工済み素材20Bを先進させる。微細柱23の凸部23cが刃の役割をすると共に微細柱23がエンドミルの役割を果たすため、図9(b)に示すように、銅系ブロック35に初期窪み41Pができる。初期窪み41Pは、後工程での窪み41の前段階の窪みである。   As shown in FIG. 9A, the second rough-processed material 20B that rotates at a speed of several hundreds of revolutions per minute is advanced to a stationary copper-based block 35 without being energized. Since the convex portion 23c of the fine column 23 serves as a blade and the fine column 23 serves as an end mill, an initial depression 41P is formed in the copper block 35 as shown in FIG. 9B. The initial recess 41P is a recess in the previous stage of the recess 41 in the post process.

図9(c)に示すように、第2粗加工済み素材20Bを後退させる。銅系ブロック35に初期窪み41Pが残る。第2粗加工済み素材20Bを後退させると、初期窪み41Pと微細柱23の間が広がり、そこへ加工液37を容易に且つ良好に供給できるようになる。   As shown in FIG. 9C, the second rough processed material 20B is moved backward. The initial depression 41P remains in the copper block 35. When the second rough processed material 20B is retracted, the space between the initial depression 41P and the fine pillars 23 is widened, and the processing liquid 37 can be easily and satisfactorily supplied thereto.

図9(d)に示すように、加工液37を供給し、銅系ブロック35が負極、微細柱23が正極になるように通電しつつ、第2粗加工素材20Bを前進させる。すると、銅系ブロック35から微細柱23へ放電39が形成される。放電は凸部23cに集中しやすいので、他の部位より凸部23cが高温になる。
微細柱23を連続的に前進させつつ回転させる。凸部23cは、初期窪み41Pに機械的に接触して丸くなると共に熱により溶かされて丸くなる。機械的研削と熱溶解との相乗効果で凸部23cが丸くなる。この間、初期窪み41Pも丸くなって、窪み(図9(e)、符号41)になる。
As shown in FIG. 9D, the second roughing material 20 </ b> B is advanced while supplying the machining liquid 37 and energizing the copper-based block 35 to be a negative electrode and the fine column 23 to be a positive electrode. Then, a discharge 39 is formed from the copper-based block 35 to the fine pillars 23. Since discharge tends to concentrate on the convex part 23c, the convex part 23c becomes hotter than other parts.
The fine column 23 is rotated while being continuously advanced. The convex portion 23c is mechanically brought into contact with the initial depression 41P to be rounded and melted by heat to be rounded. The convex portion 23c is rounded by a synergistic effect of mechanical grinding and heat melting. During this time, the initial depression 41P is also rounded into a depression (FIG. 9 (e), reference numeral 41).

結果、図9(e)に示すように、微細柱23の先端は平滑化された半球形状になる。
得られたボールエンドミル50Bは、図9(f)で示すように、シャンク17と、外径が0.5〜1.5mmである金属柱16と、ダイヤモンド層12とからなり、ダイヤモンド層12の先端に外径d2が0.02〜0.05mmである微細柱23を有し、この微細柱23の先端が半球状に整形されている。
As a result, as shown in FIG. 9 (e), the tip of the fine column 23 has a smoothed hemispherical shape.
The obtained ball end mill 50B includes a shank 17, a metal column 16 having an outer diameter of 0.5 to 1.5 mm, and a diamond layer 12, as shown in FIG. A fine column 23 having an outer diameter d2 of 0.02 to 0.05 mm is provided at the tip, and the tip of the fine column 23 is shaped into a hemisphere.

以上に述べたボールエンドミル50Bの製造方法(第2の方法)を整理すると次の通りである。
図7(b)に示すように、焼結ダイヤモンド層12に、研磨又は放電加工により、外径d2が0.02〜0.05mmの微細柱23を形成することで、図7(a)に示すようなシャンク17、金属柱16及び焼結ダイヤモンド層12からなる第1粗加工済み素材20Aを得る工程を実施する。
The manufacturing method (second method) of the ball end mill 50B described above is summarized as follows.
As shown in FIG. 7B, by forming the fine pillars 23 having an outer diameter d2 of 0.02 to 0.05 mm on the sintered diamond layer 12 by polishing or electric discharge machining, the result shown in FIG. A step of obtaining a first rough-processed material 20A composed of the shank 17, the metal column 16, and the sintered diamond layer 12 as shown is performed.

第1粗加工済み素材20Aの先端に、研磨又は放電加工により、図8(b)に示すような粗い半球を形成することで、図8(a)に示す第2粗加工済み素材20Bを得る工程を実施する。   A rough hemisphere as shown in FIG. 8B is formed at the tip of the first rough processed material 20A by polishing or electric discharge machining to obtain a second rough processed material 20B shown in FIG. Perform the process.

図6に示すように、第2粗加工済み素材20Bを回転させつつ支持する回転機構31と、第2粗加工済み素材20Bを回転軸32に沿って移動する移動機構33と、微細柱23の先方に静止状態で配置される銅系ブロック35と、第2粗加工済み素材20Bと銅系ブロック35に接続される電源36とを準備する(準備工程)。   As shown in FIG. 6, a rotation mechanism 31 that supports the second rough processed material 20 </ b> B while rotating, a moving mechanism 33 that moves the second rough processed material 20 </ b> B along the rotation axis 32, and the fine columns 23. A copper-based block 35 disposed in a stationary state ahead, a second rough processed material 20B, and a power source 36 connected to the copper-based block 35 are prepared (preparation step).

非通電状態で、図9(a)に示すように、回転機構及び移動機構にて第2粗加工済み素材20Bを回転しつつ銅系ブロック35へ前進させ、図9(b)に示すように、銅系ブロック35に初期窪み41Pを形成する。
次に、電源で、図9(c)に示すように、第2粗加工済み素材20Bが正極、銅系ブロック35が負極となるように通電する(通電工程)。
In the non-energized state, as shown in FIG. 9A, the second rough-processed material 20B is advanced to the copper block 35 while being rotated by the rotating mechanism and the moving mechanism, as shown in FIG. 9B. The initial depression 41P is formed in the copper block 35.
Next, as shown in FIG. 9C, the power source is energized so that the second rough processed material 20B becomes a positive electrode and the copper-based block 35 becomes a negative electrode (energization process).

この通電工程を維持しつつ、図9(d)に示すように、回転機構で第2粗加工済み素材20Bを回転しつつ移動機構で第2粗加工済み素材20Bを、微細柱23の先端が初期窪み41Pに進入するまで銅系ブロック35へ前進させる。銅系ブロック35から微細柱23に向かう放電39により、凸部23cが溶かされると共に凸部23cが初期窪み41Pの壁に機械的に接触して平坦化される。このようにして微細柱23の先端の粗い半球が徐々に滑らかになる。図9(e)に示すように、微細柱23の先端が平滑な半球に整形される(先端整形工程)。
結果、図9(f)に示すように、先端の外径dが0.02〜0.05mmであるボールエンドミル50Bが得られる。
While maintaining this energization process, as shown in FIG. 9D, the second rough processed material 20B is rotated by the moving mechanism while the second rough processed material 20B is rotated by the moving mechanism, and the tip of the fine column 23 is moved. It advances to the copper-type block 35 until it enters into the initial hollow 41P. By the discharge 39 from the copper block 35 toward the fine pillars 23, the projections 23c are melted, and the projections 23c are mechanically contacted with the walls of the initial depressions 41P and flattened. In this way, the rough hemisphere at the tip of the fine column 23 is gradually smoothed. As shown in FIG. 9E, the tip of the fine column 23 is shaped into a smooth hemisphere (tip shaping step).
As a result, as shown in FIG. 9F, a ball end mill 50B having an outer diameter d of 0.02 to 0.05 mm at the tip is obtained.

第2の方法では、予め初期窪み41Pを形成し、先端が多面形状の微細柱23と初期窪み41Pの間に放電させるため、第1の方法より、一層正確な仕上がり形状が得られる。反面、第2の方法では、最小外径0.02mmが限度である。   In the second method, the initial depression 41P is formed in advance, and the tip is discharged between the multi-columnar fine column 23 and the initial depression 41P. Therefore, a more accurate finished shape can be obtained than in the first method. On the other hand, in the second method, the minimum outer diameter is 0.02 mm.

以上に、ボールエンドミルの製造方法(第1の方法及び第2の方法)を説明した。これらの方法と従来の技術とを、先端の外径に基づいて比較する。
図10に示すように、従来の技術に基づく比較例では、ボールエンドミルの先端の外径は、0.1〜6.0mmであった。
対して、第2の方法に基づく実施例2では、ボールエンドミルの先端の最小外径は、0.02mm、先端の外径は0.02〜0.05mmであった。この実施例2によれば、0.1mmより十分に小さな外径のボールエンドミル50Bを得ることができる。
The method for manufacturing the ball end mill (first method and second method) has been described above. These methods are compared with the prior art based on the outer diameter of the tip.
As shown in FIG. 10, in the comparative example based on the conventional technique, the outer diameter of the tip of the ball end mill was 0.1 to 6.0 mm.
On the other hand, in Example 2 based on the second method, the minimum outer diameter of the tip of the ball end mill was 0.02 mm, and the outer diameter of the tip was 0.02 to 0.05 mm. According to the second embodiment, a ball end mill 50B having an outer diameter sufficiently smaller than 0.1 mm can be obtained.

さらには、第1の方法に基づく実施例1では、ボールエンドミルの先端の最小外径は、0.005mm、先端の外径は0.005〜0.02mmであった。実施例1によれば、0.1mmより遙かに十分に小さな外径のボールエンドミル50を得ることができる。   Furthermore, in Example 1 based on the first method, the minimum outer diameter of the tip of the ball end mill was 0.005 mm, and the outer diameter of the tip was 0.005 to 0.02 mm. According to Example 1, a ball end mill 50 having an outer diameter much smaller than 0.1 mm can be obtained.

なお、実験の結果、第1の方法において、加工時間の延長を許容すれば、外径が0.05mmまで加工が可能であった。また、第2の方法においても、外径が0.1mm未満まで加工が可能であった。
よって、図11に示すように、第1の方法によれば、最小外径が0.005mmであって、外径が0.005〜0.05mmであるボールエンドミル50が得られる。
第2の方法によれば、最小外径が0.02mmであって、外径が0.02〜0.1未満mmであるボールエンドミル50Bが得られる。
As a result of the experiment, in the first method, if the extension of the processing time was allowed, the outer diameter could be processed to 0.05 mm. Also in the second method, processing was possible until the outer diameter was less than 0.1 mm.
Therefore, as shown in FIG. 11, according to the first method, a ball end mill 50 having a minimum outer diameter of 0.005 mm and an outer diameter of 0.005 to 0.05 mm is obtained.
According to the second method, a ball end mill 50B having a minimum outer diameter of 0.02 mm and an outer diameter of 0.02 to less than 0.1 mm is obtained.

本発明は、外径が0.01mmより小径のボールエンドミルに好適である。   The present invention is suitable for a ball end mill having an outer diameter smaller than 0.01 mm.

12…焼結ダイヤモンド層、16…金属柱、17…シャンク、20…粗加工済み素材、20A…第1粗加工済み素材、20B…第2粗加工済み素材、21…第1円錐部、22…第2円錐部、23…微細柱、23b…コーナー部、23c…粗い半球に存在する凸部、30…第1の方法に供する放電加工装置、30B…第2の方法に供する放電加工装置、31…回転機構、32…回転軸、33…移動機構、35…銅系ブロック、36…電源、39…放電、41…窪み、41P…初期窪み、50、50B…ボールエンドミル、D…金属柱の外径、d1、d2…微細柱の外径、θ1…第1円錐部の円錐頂角、θ2…第2円錐部の円錐頂角。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Sintered diamond layer, 16 ... Metal pillar, 17 ... Shank, 20 ... Rough processed material, 20A ... 1st rough processed material, 20B ... 2nd rough processed material, 21 ... 1st cone part, 22 ... 2nd cone part, 23 ... fine pillar, 23b ... corner part, 23c ... convex part which exists in rough hemisphere, 30 ... electric discharge machining apparatus used for the first method, 30B ... electric discharge machining apparatus used for the second method, 31 ... rotating mechanism, 32 ... rotating shaft, 33 ... moving mechanism, 35 ... copper block, 36 ... power supply, 39 ... discharge, 41 ... depression, 41P ... initial depression, 50, 50B ... ball end mill, D ... outside metal pillar Diameter, d1, d2 ... outer diameter of the fine column, θ1 ... cone apex angle of the first conical part, θ2 ... cone apex angle of the second conical part.

Claims (4)

シャンクと、このシャンクの一端に固定され外径が0.5〜1.5mmである金属柱と、この金属柱の先端に一体形成された焼結ダイヤモンド層とからなり、この焼結ダイヤモンド層の先端が半球状になっているボールエンドミルの製造方法であって、
前記焼結ダイヤモンド層に、研磨又は放電加工により、最小外径が0.005mmの微細柱を形成することで、前記シャンク、前記金属柱及び前記焼結ダイヤモンド層からなる粗加工済み素材を得る工程と、
前記粗加工済み素材を回転させつつ支持する回転機構と、前記粗加工済み素材を回転軸に沿って移動する移動機構と、前記微細柱の先方に静止状態で配置される銅系ブロックと、前記粗加工済み素材と前記銅系ブロックに接続される電源とを準備する準備工程と、
前記電源で、前記粗加工済み素材が負極、前記銅系ブロックが正極となるように通電する通電工程と、
この通電工程を維持しつつ、前記回転機構で前記粗加工済み素材を回転しつつ前記移動機構で前記粗加工済み素材を前記銅系ブロックへ前進させ、前記微細柱から前記銅系ブロックに向かう放電により、前記銅系ブロックに窪みを形成し、この窪みからの熱により前記微細柱の先端のコーナー部を溶かして半球状にする先端整形工程と、からなるボールエンドミルの製造方法。
A shank, a metal column fixed to one end of the shank and having an outer diameter of 0.5 to 1.5 mm, and a sintered diamond layer integrally formed at the tip of the metal column. A method for manufacturing a ball end mill having a hemispherical tip,
A step of obtaining a rough processed material comprising the shank, the metal column, and the sintered diamond layer by forming a fine column having a minimum outer diameter of 0.005 mm on the sintered diamond layer by polishing or electric discharge machining. When,
A rotating mechanism that supports the roughly processed material while rotating, a moving mechanism that moves the roughly processed material along a rotation axis, a copper-based block that is placed stationary at the tip of the fine column, and A preparation step of preparing a rough processed material and a power source connected to the copper-based block;
With the power source, an energization step of energizing the rough-processed material as a negative electrode and the copper-based block as a positive electrode;
While maintaining this energization step, the roughing material is rotated by the rotating mechanism, the roughing material is advanced to the copper block by the moving mechanism, and the discharge is directed from the fine pillars to the copper block. Thus, a method of manufacturing a ball end mill comprising: forming a recess in the copper-based block, and melting the corner portion at the tip of the fine column with heat from the recess to make a hemisphere.
シャンクと、このシャンクの一端に固定され外径が0.5〜1.5mmである金属柱と、この金属柱の先端に一体形成された焼結ダイヤモンド層とからなり、この焼結ダイヤモンド層の先端が半球状になっているボールエンドミルの製造方法であって、
前記焼結ダイヤモンド層に、研磨又は放電加工により、最小外径が0.02mmの微細柱を形成することで、前記シャンク、前記金属柱及び前記焼結ダイヤモンド層からなる第1粗加工済み素材を得る工程と、
前記第1粗加工済み素材の先端に、研磨又は放電加工により、粗い半球を形成することで第2粗加工済み素材を得る工程と、
前記第2粗加工済み素材を回転させつつ支持する回転機構と、前記第2粗加工済み素材を回転軸に沿って移動する移動機構と、前記微細柱の先方に静止状態で配置される銅系ブロックと、前記第2粗加工済み素材と前記銅系ブロックに接続される電源とを準備する準備工程と、
非通電状態で、前記回転機構及び前記移動機構にて前記第2粗加工済み素材を回転しつつ前記銅系ブロックへ前進させ、この銅系ブロックに初期窪みを形成する工程と、
前記電源で、前記第2粗加工済み素材が正極、前記銅系ブロックが負極となるように通電する通電工程と、
この通電工程を維持しつつ、前記回転機構で前記第2粗加工済み素材を回転しつつ前記移動機構で前記第2粗加工済み素材を、前記微細柱の先端が前記初期窪みに進入するまで前記銅系ブロックへ前進させ、前記銅系ブロックから前記微細柱に向かう放電により、前記粗い半球を平滑な半球に整形する先端整形工程と、からなるボールエンドミルの製造方法。
A shank, a metal column fixed to one end of the shank and having an outer diameter of 0.5 to 1.5 mm, and a sintered diamond layer integrally formed at the tip of the metal column. A method for manufacturing a ball end mill having a hemispherical tip,
By forming a fine column having a minimum outer diameter of 0.02 mm on the sintered diamond layer by polishing or electric discharge machining, a first rough processed material comprising the shank, the metal column, and the sintered diamond layer is formed. Obtaining a step;
A step of obtaining a second rough processed material by forming a rough hemisphere by polishing or electric discharge machining at the tip of the first rough processed material;
A rotating mechanism for supporting the second rough processed material while rotating, a moving mechanism for moving the second rough processed material along a rotation axis, and a copper system disposed in a stationary state at the tip of the fine column Preparing a block, a power source connected to the second rough-processed material and the copper-based block;
In a non-energized state, the second roughened material is rotated by the rotating mechanism and the moving mechanism while being advanced to the copper-based block, and an initial depression is formed in the copper-based block;
An energization step of energizing the power source so that the second rough-processed material is a positive electrode and the copper-based block is a negative electrode;
While maintaining this energization process, the second rough processed material is rotated by the moving mechanism while the second rough processed material is rotated by the rotating mechanism until the tip of the fine column enters the initial recess. A ball end mill manufacturing method comprising: a tip shaping step of shaping the rough hemisphere into a smooth hemisphere by advancing to a copper block and discharging from the copper block toward the fine column.
シャンクと、このシャンクの一端に固定され外径が0.5〜1.5mmである金属柱と、この金属柱の先端に一体形成された焼結ダイヤモンド層とからなるボールエンドミルであって、
前記焼結ダイヤモンド層は、先端に外径が0.005〜0.02mmの微細柱を備えており、この微細柱の先端が半球状に丸められていることを特徴とするボールエンドミル。
A ball end mill comprising a shank, a metal column fixed to one end of the shank and having an outer diameter of 0.5 to 1.5 mm, and a sintered diamond layer integrally formed at the tip of the metal column,
The sintered diamond layer includes a fine column having an outer diameter of 0.005 to 0.02 mm at a tip, and the tip of the fine column is rounded into a hemisphere.
前記焼結ダイヤモンド層は、前記金属柱に底面が接する第1円錐部と、この第1円錐部に底面が接すると共に前記第1円錐部の円錐頂角よりも円錐頂角が大きな第2円錐部とを更に有し、前記第2円錐部から前記微細柱が延びていることを特徴とする請求項3記載のボールエンドミル。   The sintered diamond layer includes a first conical portion whose bottom surface is in contact with the metal column, and a second conical portion whose bottom surface is in contact with the first conical portion and whose cone apex angle is larger than the cone apex angle of the first conical portion. 4. The ball end mill according to claim 3, wherein the fine column extends from the second conical portion.
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