JP5247259B2 - Single crystal diamond cutting tool - Google Patents
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Description
本発明は、ダイヤモンドに切刃を形成した超精密加工用切削工具に関するものであり、特に回折格子、μ−TAS、MEMSなどのマイクロパターンの超精密加工を行うための単結晶ダイヤモンド切削工具に関する。 The present invention relates to a cutting tool for ultraprecision machining in which a cutting edge is formed on diamond, and more particularly, to a single crystal diamond cutting tool for performing ultraprecision machining of a micropattern such as a diffraction grating, μ-TAS, and MEMS.
従来、μ−TAS、MEMSなどに必要なマイクロパターン加工や、回折格子の回折パターンの微細溝加工には、フォトリソグラフィ法やイオンビーム法などの半導体製造技術が主に使用されてきた。しかし、製造装置が高価で加工される材料もシリコンなどに限定されるなどコストが高く、加工方法の特性から滑らかな曲面やシャープなエッジが得られないなどの問題点から、半導体製造技術によるマイクロ加工に替え、ダイヤモンド工具を使った切削加工によることで、様々な材料を加工することも行われてきた。 Conventionally, semiconductor manufacturing techniques such as a photolithography method and an ion beam method have been mainly used for micropattern processing necessary for μ-TAS, MEMS, and the like, and microgroove processing of a diffraction pattern of a diffraction grating. However, the manufacturing equipment is expensive and the material to be processed is limited to silicon, etc., and the cost is high. Due to the characteristics of the processing method, smooth curved surfaces and sharp edges cannot be obtained. Instead of processing, various materials have been processed by cutting with a diamond tool.
一方、回折格子については、次世代DVDであるブルーレイディスクを始め青紫や青色レーザ用の短波長レーザに対応するため、2μm以下の微細溝幅の回折パターン加工の要求が出始めている。回折パターン加工においては、従来切削加工を行うことが多かったが、切削工具の切れ刃強度の問題などから5μmの幅が限界であり、これ以下の幅のものはフォトリソグラフィ法による加工が行われていた(以下、本願では5μm以下の幅を「微小幅」という)。このような加工を行うにも高価な装置が必要であり、加工された溝の端部には丸みが生じるなどの問題があった。 On the other hand, with respect to diffraction gratings, there is a demand for processing a diffraction pattern with a fine groove width of 2 μm or less in order to cope with a short wavelength laser for blue-violet and blue lasers such as Blu-ray disc as a next generation DVD. In diffraction pattern processing, cutting was conventionally performed in many cases. However, the width of 5 μm is the limit due to the problem of cutting edge strength of cutting tools. (Hereinafter, a width of 5 μm or less is referred to as a “micro width” in the present application). In order to perform such processing, an expensive apparatus is required, and there is a problem that the end of the processed groove is rounded.
このような分野においては、加工の自由度やコストダウンが課題となっており、そのためには、切削加工技術を用いることが容易であり、切削加工技術を使って様々な材料を自由に高精度に加工する要求が高まっている。 In such a field, machining freedom and cost reduction are issues, and for that purpose, it is easy to use cutting technology, and various high-precision materials can be freely and precisely used using cutting technology. There is an increasing demand for processing.
回折格子の微細な溝を加工するための切削工具としては、例えば特許文献1に記載のような工具を使用することが考えられる。この工具は、単結晶ダイヤモンドチップの先端に角棒状の切刃部を設けたものであり、エンドミルとして用いられるものである。この工具を用いれば、微細な幅の直線溝が形成できるが、この文献では切れ刃の幅は20〜40μmのものが例示されているだけであり、上記のような微小幅の溝の加工についてまでは言及されていない。(例えば、特許文献1参照) As a cutting tool for processing a fine groove of a diffraction grating, it is conceivable to use a tool as described in Patent Document 1, for example. This tool is provided with a square bar-shaped cutting edge at the tip of a single crystal diamond tip, and is used as an end mill. If this tool is used, a linear groove with a fine width can be formed. However, in this document, the width of the cutting edge is only exemplified as 20 to 40 μm. It is not mentioned until. (For example, see Patent Document 1)
上記のような微小幅、特に2μm以下の幅の溝を切削加工する要求に応えるため、特許文献1に記載の工具の切れ刃の幅を2μm以下にしたものを作ることが考えられる。しかしながら、このような極めて微細な切れ刃を有する工具については、使用上および製作上の両面で問題があり、特許文献1に記載の工具の切れ刃を微小幅にしたものは製作が困難であり、仮に製作できたとしても使用上での問題が生じる。 In order to meet the demand for cutting a groove having a micro width as described above, particularly a width of 2 μm or less, it is conceivable to make a tool with a cutting edge width of 2 μm or less described in Patent Document 1. However, such a tool having a very fine cutting edge has problems in both use and production, and it is difficult to produce a tool with a very small cutting edge described in Patent Document 1. Even if it can be manufactured, problems in use occur.
使用上の問題として、切れ刃部の強度不足の問題があげられる。切れ刃部を角棒状とし、微小幅の切れ刃を形成したものでは、切削抵抗により切れ刃部の欠けや折損が極めて生じやすくなる。また、製作上の問題として、微小幅の切れ刃を形成するためには、切れ刃を形成する面の精度を従来以上に向上させる必要がある。そのためには、遊離砥粒とスカイフ盤を使った研磨を行うか、あるいはレーザービームや集束イオンビームなどを用いて加工することが考えられるが、切れ刃部が微細で強度が低いために研磨は容易でなく、レーザービームでは高精度な加工が容易ではない。また、集束イオンビームによる加工で製作することは可能であるが、エッジにはダレが生じやすく精密な切れ刃を形成し難い点もある。いずれの方法で製作したとしても、上記のように切れ刃部の強度不足という使用上の問題が残る。 As a problem in use, there is a problem of insufficient strength of the cutting edge portion. In the case where the cutting edge portion is formed in a square bar shape and a cutting edge having a very small width is formed, the cutting edge portion is very easily chipped or broken due to cutting resistance. Further, as a manufacturing problem, in order to form a cutting edge having a very small width, it is necessary to improve the accuracy of the surface on which the cutting edge is formed more than before. For that purpose, it is possible to polish using loose abrasive grains and a Skyf machine, or to process using a laser beam or a focused ion beam, but because the cutting edge is fine and the strength is low, polishing is not possible. It is not easy, and high-precision processing is not easy with a laser beam. Further, although it is possible to manufacture by processing with a focused ion beam, there is a point that it is difficult to form a precise cutting edge because the edge is likely to sag. Whichever method is used, there remains a problem in use that the strength of the cutting edge is insufficient as described above.
使用上の問題を解決するためには、切れ刃部の強度を向上させることになるが、その対策としてすくい面に垂直な方向の厚みを大きくすることが考えられる。このように厚みを大きくした場合、使用上の問題は大幅に減少するが、製作上の問題が新たに発生する。これは、すくい面が微小幅で逃げ面が大きな面となるため、逃げ面を加工する際に以下のような問題が生じやすい。まず、研磨で加工を行う場合、研磨面が広くなり抵抗が大きくなるが、すくい面が微小幅のため、逃げ面の研磨加工中に切れ刃部が折損しやすくなる。そのため、研磨圧力の調整が極めて難しく、仮にできたとしても非常に時間を要することになる。次に、集束イオンビームにより加工を行う場合、加工面が広いため、やはり加工時間とコストが大幅に増大してしまうことになる。 In order to solve the problem in use, the strength of the cutting edge is improved. As a countermeasure, it is conceivable to increase the thickness in the direction perpendicular to the rake face. When the thickness is increased in this way, the problem in use is greatly reduced, but a problem in production newly arises. This is because the rake face has a very small width and a large flank face, and the following problems tend to occur when the flank face is processed. First, when processing is performed by polishing, the polishing surface becomes wide and resistance increases. However, since the rake surface has a very small width, the cutting edge portion is easily broken during polishing processing of the flank surface. Therefore, it is extremely difficult to adjust the polishing pressure, and even if it can be done, it takes a very long time. Next, when processing is performed using a focused ion beam, the processing time and cost are significantly increased because the processing surface is wide.
以上のようなことから、本発明者らは使用上および製作上の両面から要求を満たせる形状の工具を検討し、本発明に至った。すなわち、本発明は微小幅の切れ刃であっても、使用中に欠けや折損が起こりにくく、製作する上でも欠けや折損が起こりにくい形状の切れ刃を有する単結晶ダイヤモンド切削工具を提供するものである。 In view of the above, the present inventors have studied a tool having a shape that can satisfy the requirements in terms of both use and production, and have reached the present invention. That is, the present invention provides a single crystal diamond cutting tool having a cutting edge having a shape that is less likely to be chipped or broken during use even when it is a minute width cutting edge, and is less likely to be chipped or broken during manufacture. It is.
本発明の単結晶ダイヤモンド切削工具の第1の特徴は、幅が5μm以下の切れ刃が先端に形成された単結晶ダイヤモンドチップを有する溝加工用単結晶ダイヤモンド切削工具であって、
少なくとも前記切れ刃が形成されるすくい面と逃げ面の部分は平板状で、前記平板状の厚み方向の面の一つがすくい面であり、
前記切れ刃は、前記すくい面と前逃げ面との境界部に形成される前切れ刃と、前記すくい面と2つの第1逃げ面との境界部に形成される2つの横切れ刃とからなり、
前記切れ刃の稜線は、前記前切れ刃と前記2つの横切れ刃が連続したコの字状であり、
前記逃げ面の高さ方向(すくい面に垂直な方向)の大きさtは、前記コの字状切れ刃の幅wの2倍以上の大きさで、
前記切れ刃が形成された部分の逃げ面のうち、少なくとも前記すくい面と反対側の端部領域の表面あらさは、PV値で3〜100nmであることである。
A first feature of the single crystal diamond cutting tool of the present invention is a single crystal diamond cutting tool for grooving having a single crystal diamond tip formed with a cutting edge having a width of 5 μm or less at the tip,
At least a portion of the rake face and the flank face on which the cutting edge is formed is a flat plate shape, and one of the planes in the thickness direction of the flat plate shape is a rake face,
The cutting edge includes a front cutting edge formed at a boundary portion between the rake face and a front flank surface, and two side cutting edges formed at a boundary portion between the rake face and the two first flank faces. ,
The ridgeline of the cutting edge is a U-shape in which the front cutting edge and the two horizontal cutting edges are continuous,
The height t of the flank (in the direction perpendicular to the rake face) is at least twice the width w of the U-shaped cutting edge.
Of the flank face of the portion where the cutting edge is formed, at least the surface roughness of the end region opposite to the rake face is 3 to 100 nm in terms of PV value.
コの字状の切れ刃を形成するにあたり、切れ刃部を平板状とし、逃げ面の高さ方向の大きさtを切れ刃の幅wの2倍以上とすることで、切削加工時の切削抵抗に対して強くなり、切れ刃の欠けや折損を防止することができる。また逃げ面のうちすくい面と反対側の端部領域の表面あらさを小さくすることで、切削加工時に端部領域から亀裂などが生じにくくなり、より切れ刃部の強度を向上させることができる。本願のような微細な切れ刃の場合、切れ刃周辺だけでなく、逃げ面全体に渡って強度の低下に影響するような原因を取り除く必要がある。 When forming a U-shaped cutting edge, the cutting edge is made flat and the height t of the flank is set to be twice or more the width w of the cutting edge. It becomes strong against resistance and can prevent chipping or breakage of the cutting edge. Further, by reducing the surface roughness of the end region on the side opposite to the rake face of the flank, cracks and the like are less likely to occur from the end region during cutting, and the strength of the cutting edge portion can be further improved. In the case of a fine cutting edge as in the present application, it is necessary to remove a cause that influences a decrease in strength not only around the cutting edge but also over the entire flank.
第2の特徴は、前記第1逃げ面の後端側には、前記第1逃げ面に滑らかに繋がる凹形の曲面からなる第2逃げ面が形成されていることである。 The second feature is that a second flank surface comprising a concave curved surface smoothly connected to the first flank surface is formed on the rear end side of the first flank surface.
このような形状にすることで、切れ刃部より後端側の部分において切れ刃部を支える強度が向上し、切れ刃部の欠けや折損を防止する効果がより高くなる。 By adopting such a shape, the strength for supporting the cutting edge portion in the portion on the rear end side from the cutting edge portion is improved, and the effect of preventing chipping or breakage of the cutting edge portion becomes higher.
第3の特徴は、前記第2逃げ面の後端側には、前記第1逃げ面より逃げ角が大きく、前記第2逃げ面の後端部とはある角度を持って形成され、平面からなる第3逃げ面が形成されていることである。 A third feature is that the rear flank side of the second flank has a larger flank angle than the first flank, and is formed with an angle with the rear end of the second flank. That is, the third flank is formed.
このような形状とすることで、切れ刃部を形成する加工は、すくい面と第3逃げ面は研磨加工で行うことができ、第1および第2逃げ面のみ集束イオンビームなどによる加工になるため、加工時間を短縮できるとともに加工コストを低減することができる。 By using such a shape, the cutting edge portion can be formed by grinding the rake face and the third flank, and only the first and second flank are processed by a focused ion beam or the like. Therefore, the processing time can be shortened and the processing cost can be reduced.
第4の特徴は、前記すくい面を上面とした時に、前記第1逃げ面の下端部には、前記第1逃げ面より逃げ角が大きく、かつ前記第3逃げ面と同一平面にある第4逃げ面が形成され、前記第4逃げ面の下端部の稜線の凹凸は300nm以下であることである。 A fourth feature is that the lower end portion of the first flank has a larger flank angle than the first flank and is flush with the third flank when the rake face is the upper surface. A flank is formed, and the unevenness of the ridgeline at the lower end of the fourth flank is 300 nm or less.
このような形状にすることで、第4逃げ面は第3逃げ面とともに研磨加工により形成することができ、第4逃げ面の下端部の稜線は研磨加工により形成される。また、第4逃げ面の逃げ角は第1逃げ面の逃げ角より遙かに大きくなるため、第4逃げ面の下端部に形成される稜線の角度がより大きくなり、稜線に形成される凹凸の大きさを制御しやすくなる。そのため、本発明のような第4逃げ面の下端部の稜線の凹凸を小さくすることが容易になり、切れ刃に切削抵抗がかかった時に第4逃げ面の下端部から亀裂が生じる恐れがより小さくなるので、切れ刃部の欠けや折損を防止することができる。 By adopting such a shape, the fourth flank can be formed together with the third flank by polishing, and the ridge line at the lower end of the fourth flank is formed by polishing. In addition, since the clearance angle of the fourth flank is much larger than the clearance angle of the first flank, the angle of the ridgeline formed at the lower end of the fourth flank is larger, and the unevenness formed on the ridgeline It becomes easy to control the size of. Therefore, it becomes easy to reduce the unevenness of the ridgeline at the lower end portion of the fourth flank as in the present invention, and there is a risk of cracking from the lower end portion of the fourth flank when a cutting resistance is applied to the cutting edge. Since it becomes small, chipping and breakage of the cutting edge can be prevented.
第5の特徴は、前記第4逃げ面の下端部の稜線部には丸みが形成され、前記丸みの大きさは前記稜線の垂直方向の断面において、半径100nm以下であることである。 A fifth feature is that a ridge line at the lower end of the fourth flank is rounded, and the size of the round is a radius of 100 nm or less in a cross section in the vertical direction of the ridge line.
このような丸みを形成することで、第4逃げ面の下端部から亀裂が生じる恐れがより小さくなるので、切れ刃部の欠けや折損を防止することができる。 By forming such a roundness, the possibility of cracking from the lower end portion of the fourth flank becomes smaller, so that chipping or breakage of the cutting edge portion can be prevented.
第6の特徴は、前記第4逃げ面の逃げ角は、15°以上45°以下であることである。 A sixth feature is that the clearance angle of the fourth flank is not less than 15 ° and not more than 45 °.
このような逃げ角にすることで、稜線に形成される凹凸の大きさをさらに制御しやすくなり、下端部の稜線の凹凸を小さくすることが容易になる。そのため、切れ刃に切削抵抗がかかった時に第4逃げ面の下端部から亀裂が生じる恐れがより小さくなるので、切れ刃部の欠けや折損を防止することができる。 By setting such a clearance angle, it becomes easier to control the size of the unevenness formed on the ridgeline, and it becomes easier to reduce the unevenness of the ridgeline at the lower end. For this reason, when the cutting force is applied to the cutting edge, the possibility of cracking from the lower end portion of the fourth flank is reduced, so that chipping or breakage of the cutting edge portion can be prevented.
本発明のダイヤモンド工具は、切れ刃の幅が5μm以下、中でも2μm以下の切れ刃であっても、切削加工の際にかかる切削抵抗に対して強く、折損や欠けが生じにくい。また、すくい面と対向する側にある稜線部から亀裂などが入りにくく、切れ刃部の折損や欠けをより防止する効果が高くなる。さらには、切れ刃を形成する際に、平面からなる面を研磨加工で仕上げておき、その後集束イオンビームなどにより曲面を含む逃げ面の部分のみ加工すれば良いため、研磨加工を行う際には切れ刃部が欠けたり折損することもなく、しかも集束イオンビームで加工する量を小さくできるので、加工時間やコストを抑制することができる。 In the diamond tool of the present invention, even if the width of the cutting edge is 5 μm or less, especially 2 μm or less, the diamond tool is strong against the cutting resistance applied during the cutting process, and is not easily broken or chipped. In addition, cracks and the like are difficult to enter from the ridge line portion on the side facing the rake face, and the effect of further preventing breakage or chipping of the cutting edge portion is enhanced. Furthermore, when forming the cutting edge, it is only necessary to finish a plane surface by polishing and then process only the flank portion including the curved surface with a focused ion beam. Since the cutting edge portion is not chipped or broken, and the amount processed with the focused ion beam can be reduced, the processing time and cost can be suppressed.
本発明の単結晶ダイヤモンド切削工具の第1の例を図1に示す。また、この工具に形成された切れ刃周辺の拡大図を図2、図3および図4に示す。図1はダイヤモンド切削工具に取り付けるインサート全体の斜視図であり、図2は図1と同じ角度から見た時の切れ刃周辺の拡大斜視図、図3は切れ刃周辺を別の角度から見た拡大斜視図である。図4は切れ刃周辺を示した図であり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は左側面図である。図5は、図4(c)の切れ刃部周辺を拡大した拡大左側面図である。 A first example of the single crystal diamond cutting tool of the present invention is shown in FIG. Moreover, the enlarged view of the cutting edge periphery formed in this tool is shown in FIG.2, FIG3 and FIG.4. 1 is a perspective view of the entire insert attached to the diamond cutting tool, FIG. 2 is an enlarged perspective view of the periphery of the cutting edge when viewed from the same angle as FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the periphery of the cutting edge from another angle. It is an expansion perspective view. FIG. 4 is a view showing the periphery of the cutting edge, where (a) is a plan view, (b) is a front view, and (c) is a left side view. FIG. 5 is an enlarged left side view in which the periphery of the cutting edge portion of FIG.
図1を参照して、本発明の単結晶ダイヤモンド切削工具は、工具ホルダ(図示せず)の先端にインサート1が取り付けられる。インサート1は、超硬合金等からなる台金3の先端部にダイヤモンド2が接合され、後端側にはホルダに取り付けるための取付孔4が設けられていて、ねじなどにより工具ホルダに取り付けられる。
Referring to FIG. 1, in the single crystal diamond cutting tool of the present invention, an insert 1 is attached to the tip of a tool holder (not shown). The insert 1 has a diamond 2 joined to the tip of a
図2および図3を参照して、ダイヤモンド2の上面には平坦なすくい面11が形成され、先端には幅5μm以下の切れ刃が形成されている。この切れ刃が形成される部分は平板状になっており、平板状の厚み方向の面の一つがすくい面になるように形成されている。切れ刃は前切れ刃21と2つの横切れ刃22が連続する形でコの字状に形成されており、コの字状の部分の幅が切れ刃の幅wであり、この幅wが5μm以下になっている。前切れ刃21はすくい面11と前逃げ面12との境界部に形成される。また、すくい面1と一方の第1逃げ面13aとの境界部には一方の横切れ刃22が形成され、すくい面11ともう一方の第1逃げ面13bとの境界部にはもう一方の横切れ刃22が形成されていて、この例では2つの横切れ刃22は略平行に形成されている。これらのすくい面11および第1逃げ面13a、13bが平板状の切れ刃を形成している。
2 and 3, a flat rake face 11 is formed on the upper surface of diamond 2, and a cutting edge having a width of 5 μm or less is formed at the tip. The portion where the cutting edge is formed has a flat plate shape, and one of the flat surfaces in the thickness direction is formed as a rake surface. The cutting edge is formed in a U shape in which the
第1逃げ面13bの後端側には、この第1逃げ面13bに滑らかに繋がり凹形の曲面からなる第2逃げ面14が設けられる。そして、この第2逃げ面14のさらに後端側には、第1逃げ面13bより逃げ角が大きく、第2逃げ面14の後端部とはある角度を持って形成される第3逃げ面15が設けられる。この第3逃げ面15は平面からなる。さらに、すくい面11を上面とした時に、第1逃げ面13bの下端側には、第1逃げ面13bよりも逃げ角が大きく、かつ第3逃げ面15と同一平面にある第4逃げ面16が設けられている。この第4逃げ面16の下端には稜線23が形成される。
On the rear end side of the
第1逃げ面13bが設けられる側には、上記のように第2逃げ面14、第3逃げ面15、第4逃げ面16が設けられるが、第1逃げ面13aが設けられる側は平面からなる第1逃げ面13aが設けられるのみであり、他の面は設けられない。従って、稜線23は第1逃げ面13aと第4逃げ面16との境界および第1逃げ面13aと第3逃げ面15との境界に連続して形成される。
As described above, the
図4を参照して、切れ刃部の逃げ面の高さ方向(すくい面に垂直な方向)の大きさtは、コの字状の切れ刃の幅wの2倍以上になっている。なお、この大きさtは切れ刃部全体に亘って一定の大きさとは限らないため、切れ刃部のうち最も小さい部分がコの字状の切れ刃の幅wの2倍以上となるように形成する。また、先端逃げ面12には逃げ角αが設けられており、後端側に後退しているが、この後退している部分は上記の逃げ面の高さ方向の大きさtには含まない。すなわち、切れ刃部の逃げ面の高さ方向の大きさtとは、すくい面11から稜線23までの大きさのうち、最小の大きさをいう。先端逃げ面12の逃げ角αの大きさは、切れ刃部の強度を確保する点から1〜10°とするのが好ましい。また、第1逃げ面13aおよび13bの逃げ角βは、同じく切れ刃部の強度を確保する点から0°30′〜5°とするのが好ましい。
Referring to FIG. 4, the height t of the cutting edge portion in the height direction (direction perpendicular to the rake face) is at least twice the width w of the U-shaped cutting edge. In addition, since this magnitude | size t is not necessarily a constant magnitude | size over the whole cutting-blade part, it is so that the smallest part among cutting-blade parts may become 2 times or more of the width w of a U-shaped cutting edge. Form. Further, a clearance angle α is provided on the
切れ刃が形成された部分の逃げ面すなわち第1逃げ面13a、第1逃げ面13bおよび第4逃げ面16のうち、少なくともすくい面11と反対側の端部領域すなわち稜線23近傍の領域の表面あらさは、PV値で3〜100nmになっている。このような表面あらさの非常に小さい面とすることで、稜線23の凹凸を小さくすることができ、切削加工の際に稜線23から亀裂などが発生するのを防止することができる。
Of the flank of the portion where the cutting edge is formed, that is, the
上記0028に記載したように、稜線23は第1逃げ面13aと第4逃げ面16との境界および第1逃げ面13aと第3逃げ面15との境界に連続して形成される。この稜線23の凹凸は、300nm以下になっている。このようにすれば、稜線23から亀裂などが発生するのをより防止する効果が高くなる。図5は説明のために稜線23の凹凸を強調して記載したものであるが、凹凸形状は一定の形状ではないため、凹凸の大きさhは最も凹んでいる部分と最も突出している部分の幅を表すものとし、すくい面11と平行な方向から見た時の大きさすなわち左側面を見る方向における凹凸の幅とする。
As described in the above-mentioned 0028, the
稜線23には、丸みが形成されている。丸みの大きさは、稜線23と垂直方向の断面を見た時に丸みの半径が100nm以下となるように形成される。このような大きさの丸みにすることで、幅が5μm以下の切れ刃を形成した切れ刃部の強度をより向上させることができる。
The
第4逃げ面16の逃げ角は15〜45°になっている。第4逃げ面16と第3逃げ面15は同一平面となっていることから、第3逃げ面15の逃げ角も同じ逃げ角である。なお、第3逃げ面15の逃げ角は、図4(a)に示すA−A断面におけるすくい面11と第3逃げ面15とのなす角である。このような角度にすれば、稜線23を形成する部分の角度が大きくなる。そのため、第1逃げ面13a、第3逃げ面15および第4逃げ面16を研磨加工して稜線23を形成する際に、稜線23の凹凸の大きさを制御することが容易になり、凹凸の大きさを小さくすることが可能になる。従って、稜線23から亀裂が発生するのを防止することができ、強度が高い切れ刃部を形成することが容易になる。
The clearance angle of the
すくい面11と第3逃げ面15との境界部には稜線24が設けられる。この稜線24の角度は、第3逃げ面15を設ける角度により決まるが、稜線24と横切れ刃22とのなす角δが大きくなるように第3逃げ面15を形成してやれば、下端部の稜線23を形成する部分の角度を大きくするのが容易になり、切れ刃部の強度を向上させることができる。このような点から、稜線24と横切れ刃22とのなす角δを20〜45°するのが好ましい。
A
本発明の単結晶ダイヤモンド切削工具の第2の例を図6に示す。この形状は、基本的に第1の例のものと同じであるが、切れ刃部の逃げ面の高さ方向の大きさtを、コの字状の切れ刃の幅wに対して非常に大きくしたものである。このような形状にすれば、切れ刃部の強度がより高くなり、稜線23から亀裂が発生するのを防止することができる。
A second example of the single crystal diamond cutting tool of the present invention is shown in FIG. This shape is basically the same as that of the first example, but the height t of the flank face of the cutting edge is very large with respect to the width w of the U-shaped cutting edge. It is a big one. With such a shape, the strength of the cutting edge portion is further increased, and cracks can be prevented from occurring from the
本発明の単結晶ダイヤモンド切削工具の第3の例を図7に示す。この形状は、上記第1の例にあった第2逃げ面14、第3逃げ面15、第4逃げ面16を、第1逃げ面13bが設けられる側だけでなく、第1逃げ面13aが設けられる側にも設けたものである。従って、第2逃げ面14、第3逃げ面15、第4逃げ面16は各2つずつ設けられており、2つの第3逃げ面15の境界および2つの第4逃げ面16の境界に稜線23が設けられる。
FIG. 7 shows a third example of the single crystal diamond cutting tool of the present invention. The shape of the
このような形状にすると、すくい面11と2つの第3逃げ面15の境界に設けられた稜線24と稜線25のなす角は第1の例の形状に比べて大きくすることができる。これにより、稜線23を形成する部分の角度が大きくできるので、第3逃げ面15および第4逃げ面16を研磨加工し稜線23を形成する際に、稜線23の凹凸の大きさを制御することが容易になり、凹凸の大きさを小さくすることが可能になる。従って、稜線23から亀裂が発生するのを防止することができ、強度が高い切れ刃部を形成することが容易になる。
With such a shape, the angle formed by the
1 インサート
2 ダイヤモンド
3 台金
4 取付孔
11 すくい面
12 前逃げ面
13a、13b 第1逃げ面
14 第2逃げ面
15 第3逃げ面
16 第4逃げ面
21 前切れ刃
22 横切れ刃
23 稜線
24 稜線
25 稜線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insert 2
Claims (4)
少なくとも前記切れ刃が形成されるすくい面と逃げ面の部分は平板状で、前記平板状の厚み方向の面の一つがすくい面であり、
前記切れ刃は、前記すくい面と前逃げ面との境界部に形成される前切れ刃と、前記すくい面と2つの第1逃げ面との境界部に形成される2つの横切れ刃とからなり、
前記切れ刃の稜線は、前記前切れ刃と前記2つの横切れ刃が連続したコの字状であり、
前記逃げ面の高さ方向(すくい面に垂直な方向)の大きさtは、前記コの字状切れ刃の幅wの2倍以上の大きさで、
前記切れ刃が形成された部分の逃げ面のうち、少なくとも前記すくい面と反対側の端部領域の表面あらさは、PV値で3〜100nmであり、
前記第1逃げ面の後端側には、前記第1逃げ面に滑らかに繋がり凹形の曲面からなる第2逃げ面が形成されており、
前記第2逃げ面の後端側には、前記第1逃げ面より逃げ角が大きく、前記第2逃げ面の後端部とある角度を持って形成され、平面からなる第3逃げ面が形成されていることを特徴とする単結晶ダイヤモンド切削工具。 A single crystal diamond cutting tool for grooving having a single crystal diamond having a cutting edge with a width of 5 μm or less formed at the tip,
At least a portion of the rake face and the flank face on which the cutting edge is formed is a flat plate shape, and one of the planes in the thickness direction of the flat plate shape is a rake face,
The cutting edge includes a front cutting edge formed at a boundary portion between the rake face and a front flank surface, and two side cutting edges formed at a boundary portion between the rake face and the two first flank faces. ,
The ridgeline of the cutting edge is a U-shape in which the front cutting edge and the two horizontal cutting edges are continuous,
The height t of the flank (in the direction perpendicular to the rake face) is at least twice the width w of the U-shaped cutting edge.
Of flank portions where the cutting edge is formed, the surface roughness of the end region of at least the rake face opposite to, Ri 3~100nm der in PV value,
On the rear end side of the first flank, a second flank that is smoothly connected to the first flank and is formed of a concave curved surface is formed.
On the rear end side of the second flank, a flank angle is larger than that of the first flank and is formed at a certain angle with the rear end of the second flank, thereby forming a third flank that is a flat surface. A single crystal diamond cutting tool characterized by being made .
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