JP6354451B2 - Ball end mill and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、精密金型等の加工に用いられる小径のボールエンドミル及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a small-diameter ball end mill used for processing precision molds and the like, and a method for manufacturing the same.

ボールエンドミルは、外周部に形成される外周刃と、エンドミルの先端に球状に形成される底刃とにより構成された切刃を有するものであり、被加工物の切削加工に使用される。例えば特許文献1に記載されるように、外径の小さい小径のボールエンドミルは、高硬度の材料を加工するために、cBN焼結体やダイヤモンド焼結体(PCD)等により形成され、その形態形成には砥石等が用いられている。   The ball end mill has a cutting edge constituted by an outer peripheral blade formed on the outer peripheral portion and a bottom blade formed spherically at the tip of the end mill, and is used for cutting a workpiece. For example, as described in Patent Document 1, a small-diameter ball end mill having a small outer diameter is formed of a cBN sintered body, a diamond sintered body (PCD), or the like in order to process a material with high hardness. A whetstone or the like is used for the formation.

しかしながら、cBN焼結体やPCD等は非常に高硬度で耐摩耗性に優れる反面、衝撃には脆い側面をもつ。このような脆性材料により形成されるボールエンドミルは、アプリケーションによっては超硬合金等により形成されるボールエンドミルと比べて、被加工物の加工時にチッピングを生じ易いことがある。また、ボールエンドミルは、外周刃と底刃により外周全てが切刃として機能するが、エンドミルの軸中心部と外周部とでは周速が異なるため、被加工物の切削加工時における切削抵抗が軸中心部と外周部とで異なることとなる。このため、エンドミルの軸中心部と外周部とで各々の周速に合わせた刃先強度を確保する必要がある。   However, cBN sintered bodies, PCD, and the like have extremely high hardness and excellent wear resistance, but have a brittle side surface for impact. A ball end mill formed of such a brittle material may tend to cause chipping during processing of a workpiece as compared with a ball end mill formed of a cemented carbide or the like depending on an application. The ball end mill functions as a cutting edge with the outer peripheral edge and the bottom edge. However, since the peripheral speed is different between the center part and the outer peripheral part of the end mill, the cutting resistance during the cutting of the workpiece is axial. The central portion and the outer peripheral portion are different. For this reason, it is necessary to ensure the strength of the cutting edge in accordance with the respective peripheral speeds at the axial center portion and the outer peripheral portion of the end mill.

この点、例えば特許文献1に記載のボールエンドミルでは、R刃(底刃)の逃げ面を曲面状の第一逃げ面と略平面状の第二逃げ面とを有する構成とし、第一逃げ面の曲率半径を調整することにより、刃先の耐欠損性等の向上を図ることとしている。
また、特許文献2には、切刃を挟んで形成されるすくい面と逃げ面とが、稜線を形成することなく滑らかに連続して形成されたボールエンドミルが提案されており、ボールエンドミルを製作加工する際の研削加工が容易で、円弧状の切刃に不連続点が生じることがないので、切刃強度を高くできることが記載されている。なお、特許文献2ではエンドミルの具体的な刃径などは記載されていない。
In this respect, for example, in the ball end mill described in Patent Document 1, the flank of the R blade (bottom blade) is configured to have a curved first flank and a substantially flat second flank, and the first flank By adjusting the radius of curvature, the chipping resistance of the cutting edge is improved.
Further, Patent Document 2 proposes a ball end mill in which a rake face and a flank face formed with a cutting edge interposed therebetween are formed smoothly and continuously without forming a ridgeline. It is described that it is easy to grind at the time of machining and that no discontinuity occurs in the arcuate cutting edge, so that the cutting edge strength can be increased. In Patent Document 2, a specific blade diameter of the end mill is not described.

特開2013‐13962号公報JP 2013-13962 A 特許第4470295号公報Japanese Patent No. 4470295

ところが、cBN焼結体やPCD等の高硬度の脆性材料により形成されるエンドミルは、エンドミル自体の切刃等を形成する際の研削加工時に強い力学的負荷が必要になるため、切刃のチッピングを生じ易く、歩留まりが非常に悪いという欠点がある。また、エンドミルの小径化が進んでおり、小径化されたエンドミルの複雑な形状を加工することは、切削加工では困難であり、更には加工途中で砥石が摩耗することによって、十分な加工精度が得られなくなり、加工誤差を生じることが懸念される。そして、切刃等の形状の加工精度が低下することで、小径のエンドミルによって被加工物の加工面を高精度に仕上げることが難しくなる。   However, end mills made of brittle materials with high hardness such as cBN sintered bodies and PCD require a strong mechanical load during grinding when forming the end blades of the end mill itself. And the yield is very poor. In addition, the diameter of the end mill has been reduced, and it is difficult to machine the complicated shape of the reduced end mill. In addition, the grinding wheel wears during processing, so that sufficient processing accuracy can be obtained. There is a concern that it will not be obtained and processing errors will occur. And since the processing precision of shapes, such as a cutting blade, falls, it becomes difficult to finish the processing surface of a to-be-processed object with high precision by a small diameter end mill.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、工具自体の耐欠損性及び耐摩耗性の向上と、被加工物の仕上げ加工精度の向上とを図ることができる小径のボールエンドミル及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a small-diameter ball end mill capable of improving the fracture resistance and wear resistance of the tool itself and improving the finishing accuracy of the workpiece, It aims at providing the manufacturing method.

本発明のボールエンドミルは、cBN焼結体又はダイヤモンド焼結体からなり軸線回りに回転される直径が0.1mm以上6.0mm以下の工具先端部に、該工具先端部の外周に配置される外周刃と、該工具先端部の先端に配置される円弧状の底刃とからなる少なくとも一対の切刃を備え、前記切刃に該切刃を前記軸線回りに回転させた面形状を有し、ランド上で前記切刃に連なり逃げ角の付いていない部分であるマージンが接続され、前記マージンに逃げ面が接続されており、前記逃げ面の逃げ角が、前記軸線側から外周側にかけて連続的に変化して設けられ、前記マージンの面粗さRzが0.1μm以下とされ、前記逃げ面の面粗さRzが前記マージンの面粗さの大きさを超えて1μm以下に設けられていることを特徴とする。 The ball end mill according to the present invention is composed of a cBN sintered body or a diamond sintered body, and is arranged on the outer periphery of the tool tip portion at a tool tip portion rotated about an axis and having a diameter of 0.1 mm to 6.0 mm. It has at least a pair of cutting blades consisting of an outer peripheral blade and an arcuate bottom blade arranged at the tip of the tool tip, and the cutting blade has a surface shape obtained by rotating the cutting blade around the axis. A margin that is connected to the cutting edge on the land and has no clearance angle is connected, and a clearance surface is connected to the margin, and the clearance angle of the clearance surface is continuous from the axis side to the outer peripheral side. The surface roughness Rz of the margin is set to 0.1 μm or less, and the surface roughness Rz of the flank surface is set to 1 μm or less exceeding the size of the surface roughness of the margin. It is characterized by being.

ボールエンドミルは、その刃径や、回転速度、送り速度等の切削条件の違いによって、軸中心部と外周部とで周速が異なり、被加工物の切削加工時における切削抵抗が軸中心部と外周部とで異なる。このため、軸中心部と外周部とで要求される刃先強度が異なる。
この点、本発明のボールエンドミルにおいては、逃げ面の逃げ角を軸線側から外周側にかけて変化させることで、切刃の軸線側から外周側にかけて切削条件に適応した逃げ面を形成することができ、各々の位置で必要な刃先強度を確保することができる。
また、切刃に沿ってマージンを設けることで、逃げ面を容易に加工することができ、先に形成した切刃に影響が生じることを回避できる。また、この切刃に沿って設けられたマージンは、切刃の補強の面でも有利に働く。
したがって、工具自体の耐欠損性及び耐摩耗性を向上させることができ、結果的に被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
また、切刃に接続されるマージンは、被加工物の仕上げ面の面粗さに影響を与えることから、面粗さRz(最大高さ)を0.1μm以下の滑らかな面で形成することが望ましい。なお、マージンを滑らかな面で形成することで、切刃を鋭利な稜線を持って形成することができ、切削性の高い切刃を構成することができる。
一方、逃げ面の面粗さRzを、マージンの面粗さよりも大きく、かつ1μm以下の面粗さで形成しているので、被加工物の切屑との接触を小さくするとともに、切削油を保持することができる。また、逃げ面の表面積の増加により、放熱が促進されるので、工具寿命の向上を図ることができる。なお、逃げ面の面粗さを1μm以上に大きくした場合、応力集中を招き易くなり、切削条件によっては欠損が生じ易くなる。
The ball end mill has different peripheral speeds at the shaft center and the outer periphery due to differences in cutting conditions such as the blade diameter, rotation speed, feed rate, etc., and the cutting resistance during machining of the workpiece is different from that of the shaft center. It differs from the outer periphery. For this reason, the cutting edge strength required differs between the shaft center portion and the outer peripheral portion.
In this respect, in the ball end mill of the present invention, the flank face adapted to the cutting conditions can be formed from the axial line side to the outer peripheral side of the cutting edge by changing the flank angle of the flank face from the axial line side to the outer peripheral side. The necessary cutting edge strength can be ensured at each position.
Moreover, by providing a margin along the cutting edge, the flank can be easily processed, and it is possible to avoid the influence on the previously formed cutting edge. Further, the margin provided along the cutting edge also works advantageously in terms of reinforcing the cutting edge.
Therefore, the fracture resistance and wear resistance of the tool itself can be improved, and as a result, the finishing accuracy of the workpiece can be improved.
In addition, the margin connected to the cutting edge affects the surface roughness of the finished surface of the workpiece. Therefore, the surface roughness Rz (maximum height) should be formed with a smooth surface of 0.1 μm or less. Is desirable. In addition, by forming a margin with a smooth surface, the cutting edge can be formed with a sharp ridgeline, and a cutting edge with high machinability can be configured.
On the other hand, the surface roughness Rz of the flank is larger than the surface roughness of the margin and has a surface roughness of 1 μm or less, so that the contact with the chips of the workpiece is reduced and the cutting oil is retained. can do. Moreover, since heat dissipation is promoted by increasing the surface area of the flank, the tool life can be improved. In addition, when the surface roughness of the flank is increased to 1 μm or more, stress concentration tends to be caused, and defects are likely to occur depending on cutting conditions.

本発明のボールエンドミルにおいて、前記逃げ角は、前記軸線側から外周側にかけて大きく設定されているとよい。
ボールエンドミルの回転速度と送り速度との関係をみると、回転速度(角速度)が一定の場合、送り速度が速くなるほど、被加工物と逃げ面との接触を回避するために、逃げ面の逃げ角を大きく設定する必要がある。また、ボールエンドミルの軸線側と外周側とでは、軸線側よりも外周側の方が、周速が速くなっている。このため、一般的なボールエンドミルでは、最外周での被加工物の切削深さに合わせて逃げ角の大きさが設定される。
この点、エンドミルの軸線側よりも外周側の逃げ角を大きく設定すること、言い換えれば、外周側よりも軸線側の逃げ角を小さく設定することで、工具の軸線側を厚く形成することができる。したがって、耐欠損性をより一層向上させることができる。
In the ball end mill of the present invention, the clearance angle may be set to be large from the axis side to the outer peripheral side.
Looking at the relationship between the rotational speed of the ball end mill and the feed speed, when the rotational speed (angular speed) is constant, the higher the feed speed, the more the clearance of the flank face is avoided in order to avoid contact between the workpiece and the flank face. It is necessary to set a large corner. Moreover, the peripheral speed is faster on the outer peripheral side than on the axial side on the axial side and the outer peripheral side of the ball end mill. For this reason, in a general ball end mill, the clearance angle is set in accordance with the cutting depth of the workpiece on the outermost periphery.
In this regard, by setting the clearance angle on the outer peripheral side larger than the axial line side of the end mill, in other words, by setting the clearance angle on the axial side smaller than the outer peripheral side, the axis side of the tool can be formed thicker. . Therefore, the fracture resistance can be further improved.

本発明は、cBN焼結体又はダイヤモンド焼結体からなる円柱状素材にレーザビームを照射して上記ボールエンドミルを製造する方法であって、前記円柱状素材にギャッシュ及びすくい面を形成するギャッシュ加工工程と、前記ギャッシュ加工工程後の前記円柱状素材に先端ボール状の外周面を形成して外周刃及び底刃からなる切刃を形成する切刃加工工程と、前記切刃と間隔をあけてマージンを残して逃げ面を形成する逃げ面加工工程とを備え、前記切刃加工工程は、前記円柱状素材を前記軸線回りに回転させた状態で、前記レーザビームの照射位置を前記切刃となる切刃形状に沿って円弧状に移動させて行うことを特徴とする。   The present invention is a method for producing the ball end mill by irradiating a cylindrical material made of a cBN sintered body or a diamond sintered body with a laser beam, and forming a gash and a rake face on the cylindrical material. And a cutting edge processing step of forming a tip ball-shaped outer peripheral surface on the cylindrical material after the gash processing step to form a cutting blade comprising an outer peripheral blade and a bottom blade, and a gap from the cutting blade. A flank machining step for forming a flank leaving a margin, and the cutting edge machining step is configured such that the irradiation position of the laser beam and the cutting blade in a state where the cylindrical material is rotated around the axis. It is characterized by being carried out by moving in an arc along the cutting edge shape.

ギャッシュ加工工程後に切刃を加工することで、刃先のチッピング等が生じることを回避することができる。さらに、マージンを残して逃げ面を形成することで、逃げ面を容易に加工することができ、先に形成した切刃に影響が生じることを回避できる。
このように、上記手順でレーザ加工を行うことにより、cBN焼結体又はダイヤモンド焼結体のような脆性材料であっても、小径化されたエンドミルを高精度に加工することができるので、被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
By processing the cutting edge after the gash processing step, it is possible to avoid chipping of the cutting edge. Further, by forming the flank with leaving a margin, the flank can be easily processed, and it is possible to avoid the influence on the previously formed cutting edge.
In this way, by performing laser processing in accordance with the above-described procedure, even a brittle material such as a cBN sintered body or a diamond sintered body can be used to process a reduced end mill with high accuracy. The finishing accuracy of the workpiece can be improved.

本発明によれば、小径のボールエンドミルであっても、工具自体の耐欠損性及び耐摩耗性の向上を図ることができるので、被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。   According to the present invention, even with a small-diameter ball end mill, it is possible to improve the chipping resistance and wear resistance of the tool itself, so that it is possible to improve the finishing accuracy of the workpiece.

本発明に係るボールエンドミルの工具先端部の概略図であって、(a)が先端方向からみた正面図、(b)が側面図である。It is the schematic of the tool front-end | tip part of the ball end mill which concerns on this invention, Comprising: (a) is the front view seen from the front end direction, (b) is a side view. 図1のボールエンドミルの要部断面図であり、(a)がA‐A線に沿う断面図、(b)がB‐B線に沿う断面図である。2 is a cross-sectional view of a main part of the ball end mill of FIG. 1, (a) is a cross-sectional view taken along the line AA, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB. ボールエンドミル全体の概略側面図である。It is a schematic side view of the whole ball end mill. 本発明に係るボールエンドミルの実施例において、逃げ面を示す拡大画像である。In the Example of the ball end mill which concerns on this invention, it is an enlarged image which shows a flank. 本発明に係るボールエンドミルの製造方法に使用される一実施形態のレーザ加工装置を示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the laser processing device of one embodiment used for the manufacturing method of the ball end mill concerning the present invention. ボールエンドミルの製造方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the manufacturing method of a ball end mill. レーザビームの光強度分布を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the light intensity distribution of a laser beam.

以下、本発明に係るボールエンドミル及びその製造方法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
本実施形態のボールエンドミル1は、図3に示すように、軸線D回りに回転される工具先端部2を有し、その工具先端部2に、図1に示すように一対の切刃11が軸線Dを挟んで180°反対側に形成された2枚刃のボールエンドミルであり、工具先端部2の外径φが0.1mm以上6.0mm以下とされる小径のエンドミルである。
ボールエンドミル1は、図3に示すように円柱状のシャンク部3が設けられ、このシャンク部3の先端部が小径に形成され、その小径の首部4の先端に略円柱状のチップ部5が接合された構成とされる。チップ部5は、首部4に接合される超硬合金部6と、その超硬合金部6に接続され、切刃11が形成されるcBN焼結体又はダイヤモンド焼結体からなる工具先端部2とで構成される。そして、工具先端部2は、略円柱状に形成され、その先端側が略半球状の先端ボール形状に形成されている。
Hereinafter, an embodiment of a ball end mill and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 3, the ball end mill 1 of the present embodiment has a tool tip 2 that is rotated around an axis D, and a pair of cutting edges 11 are provided at the tool tip 2 as shown in FIG. This is a two-blade ball end mill formed on the opposite side of 180 ° across the axis D, and a small-diameter end mill in which the outer diameter φ of the tool tip 2 is 0.1 mm or more and 6.0 mm or less.
As shown in FIG. 3, the ball end mill 1 is provided with a cylindrical shank portion 3, the tip portion of the shank portion 3 is formed with a small diameter, and a substantially cylindrical tip portion 5 is formed at the tip of the small diameter neck portion 4. The structure is joined. The tip part 5 is a cemented carbide part 6 joined to the neck part 4 and a tool tip part 2 made of a cBN sintered body or a diamond sintered body connected to the cemented carbide part 6 and having a cutting edge 11 formed thereon. It consists of. And the tool front-end | tip part 2 is formed in the substantially cylindrical shape, and the front end side is formed in the shape of a substantially hemispherical tip ball.

切刃11は、図1に示すように、工具先端部2の外周に配置される外周刃12と、工具先端部2の先端に配置される円弧状の底刃13とにより形成され、この一対の切刃11が、周方向に180°離間した位置に配置されている。また、切刃11には、その切刃11を軸線D回りに回転させた面形状を有し、ランド上で切刃11に連なり逃げ角の付いていない第一逃げ面に相当する部分であるマージン15が接続され、マージン15とすくい面14とにより切刃11が形成されている。なお、マージン15は、芯厚の半分程度の幅に設けられる。そして、このマージン15に第二逃げ面16(本発明でいう、逃げ面)が接続され、この第二逃げ面16の他方の端縁が第三逃げ面17、第三逃げ面17が第四逃げ面18と、順次接続されている。また、これら第二逃げ面16、第三逃げ面17及び第四逃げ面18は、被加工物の加工面との不必要な接触を避けるために、切刃11よりも半径方向内側の逃がした面により形成される。
なお、ここでいうランドとは、切刃11から第二逃げ面16と第三逃げ面17との交線までの幅をもった部分とされる。
As shown in FIG. 1, the cutting blade 11 is formed by an outer peripheral blade 12 disposed on the outer periphery of the tool distal end portion 2 and an arc-shaped bottom blade 13 disposed on the distal end of the tool distal end portion 2. The cutting blade 11 is disposed at a position 180 degrees apart in the circumferential direction. Further, the cutting blade 11 has a surface shape obtained by rotating the cutting blade 11 about the axis D, and is a portion corresponding to a first flank that is continuous with the cutting blade 11 on the land and has no clearance angle. A margin 15 is connected, and the cutting edge 11 is formed by the margin 15 and the rake face 14. The margin 15 is provided with a width that is about half the core thickness. The margin 15 is connected to a second flank 16 (referred to as flank in the present invention). The other flank of the second flank 16 is a third flank 17 and a third flank 17 is a fourth flank. The flank 18 is sequentially connected. The second flank 16, the third flank 17 and the fourth flank 18 have escaped radially inward from the cutting edge 11 in order to avoid unnecessary contact with the work surface of the workpiece. Formed by a surface.
The land here is a portion having a width from the cutting edge 11 to the intersection line of the second flank 16 and the third flank 17.

第二逃げ面16は、図2(a)及び(b)に示すように、その逃げ角θが、軸線D側から外周側にかけて連続的に変化して設けられる。この場合、第二逃げ面16の逃げ角θは、軸線D側(円弧中心O)から外周側(a点又はb点)にかけて大きく設定されている。具体的には、軸線D側から外周側にかけて3°〜20°までの範囲で変化して設けられる。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the second flank 16 is provided such that the flank angle θ continuously changes from the axis D side to the outer peripheral side. In this case, the clearance angle θ of the second flank 16 is set to be large from the axis D side (arc center O) to the outer peripheral side (point a or point b). Specifically, it is provided in a range from 3 ° to 20 ° from the axis D side to the outer peripheral side.

また、本実施形態のボールエンドミル1においては、マージン15の面粗さRz(最大高さ)が0.1μm以下とされ、第二逃げ面16の面粗さRzがマージン15の面粗さを超えて1μm以下に設けられている。
また、第二逃げ面16には、図4に示すように、パルスレーザにて一定の条件下で加工を行った際に生じる、パルス痕の連なりが溝形状に存在するガイド溝51が設けられ、このガイド溝51は、第二逃げ面16の傾斜方向(図4において矢印で示す方向)に沿って延びて互いに略平行に並んで形成されている。さらに、これら隣接するガイド溝51間には、ガイド溝51と交差する方向に延在する多数の微細溝が形成されており、これらガイド溝51及び微細溝によって、第二逃げ面16の表面には網目状の微細凹凸が形成され、上記の面粗さRzの表面に設けられている。
Further, in the ball end mill 1 of the present embodiment, the surface roughness Rz (maximum height) of the margin 15 is set to 0.1 μm or less, and the surface roughness Rz of the second flank 16 has the surface roughness of the margin 15. It is provided at 1 μm or less.
Further, as shown in FIG. 4, the second flank 16 is provided with a guide groove 51 in which a series of pulse marks is present in a groove shape that is generated when processing is performed with a pulse laser under a certain condition. The guide grooves 51 extend along the inclination direction of the second flank 16 (the direction indicated by the arrow in FIG. 4) and are formed substantially parallel to each other. Further, a large number of fine grooves extending in a direction intersecting with the guide grooves 51 are formed between the adjacent guide grooves 51, and the surface of the second flank 16 is formed by the guide grooves 51 and the fine grooves. Is formed with fine mesh irregularities and is provided on the surface having the surface roughness Rz.

そして、このように構成されるボールエンドミル1は、工具先端部2となる円柱状素材20にレーザビームLを照射することにより、切刃11等の形状が形成される。
この製造方法に用いられるレーザ加工装置100は、図5に示すように、cBN焼結体又はダイヤモンド焼結体からなる円柱状素材20にレーザビームLを照射して工具先端部2全体を三次元加工する装置である。このレーザ加工装置100は、レーザビームLをパルス発振して円柱状素材20に一定の繰り返し周波数で照射しながら走査するレーザ光照射機構22と、円柱状素材20を保持した状態で回転、旋回及びxyz軸方向にそれぞれ移動可能な素材保持機構24と、これらを制御する制御部25とを備えている。
Then, the ball end mill 1 configured as described above forms the shape of the cutting edge 11 and the like by irradiating the columnar material 20 serving as the tool tip 2 with the laser beam L.
As shown in FIG. 5, a laser processing apparatus 100 used in this manufacturing method irradiates a cylindrical material 20 made of a cBN sintered body or a diamond sintered body with a laser beam L to three-dimensionally the entire tool tip 2. It is a processing device. The laser processing apparatus 100 includes a laser beam irradiation mechanism 22 that scans the laser beam L while oscillating the laser beam L at a constant repetition frequency, and rotates, swivels, and rotates while holding the columnar material 20. A material holding mechanism 24 that can move in the xyz-axis direction and a control unit 25 that controls these are provided.

素材保持機構24は、被加工物をx−y−zの各方向に並進運動でき、且つ旋回運動、及び自転運動できる機構を有している。具体的には、水平面に平行なx方向に移動なx軸ステージ部31xと、そのx軸ステージ部31x上に設けられx方向に対して垂直で水平面に平行なy方向に移動可能なy軸ステージ部31yと、y軸ステージ部31y上に設けられ水平面に対して垂直方向に移動可能なz軸ステージ部31zと、z軸ステージ部上に設けられた円柱状素材20の軸線Dとレーザパルスの照射がなす角度を調整させるための旋回機構32と、旋回機構32に固定され、円柱状素材20を保持可能であり、且つ円柱状素材20を軸線D回りに回転可能な回転機構33とを備える構成とされている。これら各ステージ部31x〜31z、旋回機構32、回転機構33の各駆動部は、例えばサーボモータが用いられ、エンコーダにより位相をフィードバックすることができるようになっている。   The material holding mechanism 24 has a mechanism that can translate the workpiece in each of the xyz directions, and can perform a turning motion and a rotation motion. Specifically, an x-axis stage portion 31x that moves in the x direction parallel to the horizontal plane, and a y-axis that is provided on the x-axis stage portion 31x and is movable in the y direction perpendicular to the x direction and parallel to the horizontal plane Stage unit 31y, z-axis stage unit 31z provided on y-axis stage unit 31y and movable in the direction perpendicular to the horizontal plane, axis D of columnar material 20 provided on the z-axis stage unit and laser pulse A turning mechanism 32 for adjusting the angle formed by the irradiation of light, and a rotating mechanism 33 fixed to the turning mechanism 32 and capable of holding the columnar material 20 and rotating the columnar material 20 about the axis D. It is set as the structure provided. For example, a servo motor is used for each of the drive portions of the stage portions 31x to 31z, the turning mechanism 32, and the rotation mechanism 33, and the phase can be fed back by an encoder.

レーザ光照射機構22は、QスイッチによりレーザビームLとなるレーザ光をパルス発振するレーザ光源26と、照射するレーザビームLを走査させるとともに同一平面上にレーザ光をスポット状に集光させる光学系を有するガルバノスキャナ27とを備えている。
レーザ光源26は、190nm〜550nmの短波長のレーザ光を照射できる光源を使用することができ、例えば本実施形態では、UV‐YAGレーザ(3倍波:波長355nm、加工位置出力:5W、60kHz)のレーザ光を発振して出射できるものを用いている。また、ガルバノスキャナ27は、素材保持機構24の真上に配置されており、レーザビームLは鉛直方向(z軸方向)から照射されるようになっている。
The laser beam irradiation mechanism 22 includes a laser light source 26 that pulse-oscillates a laser beam that becomes a laser beam L by a Q switch, and an optical system that scans the laser beam L to be irradiated and collects the laser beam in a spot shape on the same plane. And a galvano scanner 27 having.
As the laser light source 26, a light source capable of irradiating laser light having a short wavelength of 190 nm to 550 nm can be used. For example, in this embodiment, a UV-YAG laser (third harmonic: wavelength 355 nm, processing position output: 5 W, 60 kHz) ) Which can oscillate and emit laser light. The galvano scanner 27 is disposed directly above the material holding mechanism 24, and the laser beam L is emitted from the vertical direction (z-axis direction).

なお、加工対象の素材によってレーザの偏光状態を制御するとよい。例えば、cBN焼結体は、cBN(cubic Boron Nitride)の粒子とバインダとの複合材であり、約6eVと大きなバンドギャップをもつcBN粒子とバインダとの間に大きなバンドギャップ差がある。同様に、PCD(ダイヤモンド焼結体)は、ミクロンサイズの合成ダイヤモンドパウダーを高温高圧下で焼結して結合させたものであり、ダイヤモンドの微結晶と焼結時に必要な焼結助材の複合材であり、主に5.47eVと大きなバンドギャップをもつダイヤモンドと焼結助剤との間に大きなバンドギャップ差がある。このため、多光子吸収により加工させる場合であっても、s偏光ではレーザビームを入射すると吸収率の変動を大きくすることで、cBN粒子やダイヤモンド微結晶は加工がよりされにくくなり、加工後の表面起伏が安定しなくなるため、cBN焼結体やPCDでは特にラジアル偏光が本発明の効果を発揮する。   Note that the polarization state of the laser may be controlled according to the material to be processed. For example, a cBN sintered body is a composite material of cBN (cubic boron nitride) particles and a binder, and there is a large band gap difference between cBN particles having a large band gap of about 6 eV and the binder. Similarly, PCD (diamond sintered body) is a composite of micron-sized synthetic diamond powder that is sintered and bonded under high temperature and pressure, and is a composite of diamond crystallites and sintering aids required for sintering. There is a large band gap difference between diamond and a sintering aid, which is a material mainly having a large band gap of 5.47 eV. For this reason, even in the case of processing by multiphoton absorption, when the laser beam is incident on s-polarized light, the change in the absorption rate is increased, so that cBN particles and diamond crystallites are less likely to be processed. Since surface undulations become unstable, radial polarization exhibits the effect of the present invention particularly in cBN sintered bodies and PCD.

このように構成されるレーザ加工装置100によりボールエンドミル1を製造する方法について説明する。
まず、円柱状素材20にギャッシュ及びすくい面14を形成するギャッシュ加工工程を実行する。ギャッシュ加工工程は、図6(a)に示すように、円柱状素材20を移動しながらレーザビームLを走査して行う。
A method for manufacturing the ball end mill 1 using the laser processing apparatus 100 configured as described above will be described.
First, a gash processing step for forming the gash and rake face 14 on the columnar material 20 is executed. As shown in FIG. 6A, the gash processing step is performed by scanning the laser beam L while moving the columnar material 20.

次に、ギャッシュ加工工程後の円柱状素材20に先端ボール状の外周面を形成して、外周刃12及び底刃13からなる切刃11を形成する切刃加工工程を実行する。切刃加工工程は、図6(b)に示すように、円柱状素材20を軸線D回りに回転させた状態で、その回転する円柱状素材20にレーザビームLを加工後の切刃11の形状に沿って円弧状に移動させることにより、円柱状素材20の先端を先端ボール状に形成する。
この際、円柱状素材20を軸線D回りに回転させた状態で、レーザビームLを照射することとしているので、回転する円柱状素材20の外周面には、レーザビームLがランダムに照射されることとなる。したがって、円柱状素材20の外周面の面粗さRz(最大高さ)を0.1μm以下の滑らかな面で形成することができ、切刃11を鋭利な稜線を持って形成することができるので、切削性の高い切刃を構成することができる。
Next, a cutting edge processing step is performed in which a tip ball-shaped outer peripheral surface is formed on the columnar material 20 after the gash processing step and a cutting edge 11 including the outer peripheral edge 12 and the bottom edge 13 is formed. In the cutting edge processing step, as shown in FIG. 6B, the cylindrical material 20 is rotated around the axis D, and the laser beam L is processed on the rotating cylindrical material 20. The tip of the columnar material 20 is formed in a tip ball shape by moving in an arc shape along the shape.
At this time, since the laser beam L is irradiated while the cylindrical material 20 is rotated around the axis D, the outer peripheral surface of the rotating cylindrical material 20 is randomly irradiated with the laser beam L. It will be. Therefore, the surface roughness Rz (maximum height) of the outer peripheral surface of the cylindrical material 20 can be formed with a smooth surface of 0.1 μm or less, and the cutting edge 11 can be formed with a sharp ridgeline. Therefore, a cutting edge with high machinability can be configured.

そして最後に、第二逃げ面16を形成する逃げ面加工工程を実行する。逃げ面加工工程では、図6(c)に示すように、切刃11と間隔をあけてマージン15を残して第二逃げ面16を形成する。この際、第二逃げ面16の形成は、ガイド溝51及び微細溝を加工しながら形成され、網目状の微細凹凸が形成される。
このように、マージン15は、切刃加工工程において加工された円柱状素材20の外周面の一部が、そのまま残されて形成されたものであるから、面粗さRzが0.1μm以下の滑らかな面とされる。一方、第二逃げ面16は、ガイド溝51及び微細溝によって網目状の微細凹凸が形成され、マージン15の面粗さRzの大きさを超えて1μm以下の面粗さに設けられる。
Finally, a flank machining step for forming the second flank 16 is performed. In the flank machining step, as shown in FIG. 6C, the second flank 16 is formed leaving a margin 15 with a gap from the cutting edge 11. At this time, the second flank 16 is formed while the guide groove 51 and the fine groove are processed, thereby forming a mesh-like fine unevenness.
Thus, the margin 15 is formed by leaving a part of the outer peripheral surface of the columnar material 20 processed in the cutting edge processing step as it is, so that the surface roughness Rz is 0.1 μm or less. A smooth surface. On the other hand, the second flank 16 is provided with a surface roughness of 1 μm or less exceeding the size of the surface roughness Rz of the margin 15 by forming a mesh-like fine unevenness by the guide grooves 51 and the fine grooves.

この第二逃げ面16を形成する方法についてさらに詳述する。
形成される第二逃げ面16は、図2に示すように、3°〜20°で傾斜した逃げ角θとされており、レーザビームLは、図6(c)に二点鎖線で示すように、形成される第二逃げ面16の形状に沿って軸線D側から外周側に向かって円柱状素材20の表面上を走査される。ところが、レーザビームLの径方向の断面の光強度分布は、図7にハッチングで示したように、ビーム中心Lで大きく、外周部で小さいガウシアン分布となっている。このため、切削面がレーザビームLの照射方向に対してわずかに傾斜して形成される。そこで、レーザビームLは、ガウシアン分布を考慮して、第二逃げ面16に対してビーム中心Lをわずかに傾斜させた状態で、円柱状素材20上に照射されるようになっている。具体的には、レーザビームLの照射角度は、円柱状素材20の軸線D回りの回動角度(回転機構33の回動角度)と旋回機構32の旋回角度とが組み合わされて調整され、その照射角度とレーザビームLの切削角度(レーザビームLの光強度)との組み合わせを調整することにより、第二逃げ面16の傾斜角度を任意に調整することができる。
The method for forming the second flank 16 will be described in further detail.
The formed second flank 16 has a flank angle θ inclined at 3 ° to 20 ° as shown in FIG. 2, and the laser beam L is shown by a two-dot chain line in FIG. 6C. Then, the surface of the cylindrical material 20 is scanned from the axis D side toward the outer peripheral side along the shape of the second flank 16 formed. However, the light intensity distribution in the radial cross section of the laser beam L, as shown by hatching in FIG. 7, larger in beam center L 0, and has a small Gaussian distribution at the peripheral portion. For this reason, the cutting surface is formed slightly inclined with respect to the irradiation direction of the laser beam L. Therefore, the laser beam L, considering the Gaussian distribution, in a state of slightly tilting the beam center L 0 relative to the second flank 16, and is irradiated onto the cylindrical material 20. Specifically, the irradiation angle of the laser beam L is adjusted by combining the rotation angle around the axis D of the cylindrical material 20 (the rotation angle of the rotation mechanism 33) and the rotation angle of the rotation mechanism 32, By adjusting the combination of the irradiation angle and the cutting angle of the laser beam L (the light intensity of the laser beam L), the inclination angle of the second flank 16 can be arbitrarily adjusted.

そして、このように照射角度が調整されたレーザビームLを、一定の繰り返し周波数で照射しながら、第二逃げ面16の傾斜方向に沿って平行に繰り返し走査することで、第二逃げ面16の傾斜方向に沿って延びるガイド溝51が互いに略平行に並んで形成されるとともに、これら隣接するガイド溝51間に微細溝が形成され、これらガイド溝51と微細溝とを組み合わせた網目状の微細凹凸を形成することができる。   Then, the second flank 16 is scanned repeatedly in parallel along the tilt direction of the second flank 16 while irradiating the laser beam L whose irradiation angle is adjusted in this manner at a constant repetition frequency. The guide grooves 51 extending along the inclined direction are formed so as to be arranged substantially parallel to each other, and the fine grooves are formed between the adjacent guide grooves 51, and the mesh-like fine structure in which the guide grooves 51 and the fine grooves are combined. Unevenness can be formed.

なお、ボールエンドミルは、その刃径や、回転速度、送り速度等の切削条件の違いによって、軸線D側と外周側とで周速が異なり、被加工物の切削加工時における切削抵抗が軸線D側と外周側とで異なる。このため、軸線D側と外周側とで要求される刃先強度が異なる。
この点、本実施形態のボールエンドミルの製造方法によれば、円柱状素材20の向きとレーザビームLの照射角度とを変更することにより、第二逃げ面16の逃げ角θを軸線D側から外周側にかけて小さく変化させることも可能であり、切刃11の軸線D側から外周側にかけて、ボールエンドミルの直径(刃径φ)、被加工物の種類、回転速度及び送り速度等の切削条件に適応した逃げ面を形成することができる。したがって、各々の位置で必要な刃先強度を確保することができる。
The ball end mill has different peripheral speeds on the axis D side and the outer peripheral side due to differences in cutting conditions such as the blade diameter, rotation speed, feed rate, etc., and the cutting resistance during the cutting of the workpiece is the axis D. The side and the outer peripheral side are different. For this reason, the cutting edge strength required differs between the axis D side and the outer peripheral side.
In this regard, according to the ball end mill manufacturing method of the present embodiment, the clearance angle θ of the second flank 16 is changed from the axis D side by changing the direction of the cylindrical material 20 and the irradiation angle of the laser beam L. It is also possible to make a small change toward the outer peripheral side. From the axis D side of the cutting edge 11 to the outer peripheral side, the cutting conditions such as the diameter of the ball end mill (blade diameter φ), the type of workpiece, the rotational speed, and the feed speed are used. An adapted flank can be formed. Therefore, the necessary cutting edge strength can be ensured at each position.

このように、本発明のボールエンドミルの製造方法では、ギャッシュ加工工程後に切刃11を加工することで、刃先11のチッピング等が生じることを回避することができる。さらに、マージン15を残して第二逃げ面16を形成することで、第二逃げ面16を容易に加工することができ、先に形成した切刃11に影響が生じることを回避できる。
このように、上記手順でレーザ加工を行うことにより、cBN焼結体又はダイヤモンド焼結体のような脆性材料であっても、小径化されたエンドミルを高精度に加工することができるので、被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
また、本発明のボールエンドミル1においては、第二逃げ面16の逃げ角θを軸線D側から外周側にかけて変化させることで、切刃11の軸線D側から外周側にかけて切削条件に適応した第二逃げ面16を形成することができ、各々の位置で必要な刃先強度を確保することができる。
Thus, in the manufacturing method of the ball end mill of this invention, it can avoid that the chipping etc. of the blade edge | tip 11 arise by processing the cutting blade 11 after a gash process. Furthermore, by forming the second flank 16 with the margin 15 left, the second flank 16 can be easily machined, and it is possible to avoid the influence on the previously formed cutting edge 11.
In this way, by performing laser processing in accordance with the above-described procedure, even a brittle material such as a cBN sintered body or a diamond sintered body can be used to process a reduced end mill with high accuracy. The finishing accuracy of the workpiece can be improved.
Further, in the ball end mill 1 of the present invention, the clearance angle θ of the second flank 16 is changed from the axis D side to the outer peripheral side, thereby adapting to the cutting conditions from the axis D side to the outer peripheral side of the cutting edge 11. The two flank surfaces 16 can be formed, and the necessary cutting edge strength can be ensured at each position.

例えば、ボールエンドミルの回転速度と送り速度との関係をみると、回転速度(角速度)が一定の場合、送り速度が速くなるほど、被加工物と逃げ面との接触を回避するために、逃げ面の逃げ角を大きく設定する必要がある。また、ボールエンドミルの軸線側と外周側とでは、軸線側よりも外周側の方が、周速が速くなっている。このため、一般的なボールエンドミルでは、最外周での被加工物の切削深さに合わせて逃げ角の大きさが設定される。
この点、上記実施形態のボールエンドミル1では、エンドミルの軸線D側よりも外周側の逃げ角θを大きく設定すること、言い換えれば、外周側よりも軸線D側の逃げ角θを小さく設定することで、工具の軸線D側を厚く形成できる。したがって、耐欠損性を向上させることができる。
For example, looking at the relationship between the rotational speed of the ball end mill and the feed speed, when the rotational speed (angular speed) is constant, the higher the feed speed, the more the flank face is avoided in order to avoid contact between the workpiece and the flank face. It is necessary to set a large clearance angle. Moreover, the peripheral speed is faster on the outer peripheral side than on the axial side on the axial side and the outer peripheral side of the ball end mill. For this reason, in a general ball end mill, the clearance angle is set in accordance with the cutting depth of the workpiece on the outermost periphery.
In this regard, in the ball end mill 1 of the above embodiment, the clearance angle θ on the outer peripheral side is set larger than the axis D side of the end mill, in other words, the clearance angle θ on the axis D side is set smaller than the outer peripheral side. Thus, the axis D side of the tool can be formed thick. Therefore, chipping resistance can be improved.

また、切刃11に沿ってマージン15を設けているので、第二逃げ面16を容易に加工することができ、先に形成した切刃11に影響が生じることを回避できる。また、この切刃11に沿って設けられたマージン15は、切刃11の補強の面でも有利に働く。
したがって、工具自体の耐欠損性及び耐摩耗性を向上させることができ、結果的に被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
In addition, since the margin 15 is provided along the cutting edge 11, the second flank 16 can be easily processed, and it is possible to avoid the influence on the previously formed cutting edge 11. Further, the margin 15 provided along the cutting edge 11 also works advantageously in terms of reinforcing the cutting edge 11.
Therefore, the fracture resistance and wear resistance of the tool itself can be improved, and as a result, the finishing accuracy of the workpiece can be improved.

ところで、ボールエンドミル1の送り方向と底刃13が軸線D回りの回転によって進む方向が同一方向となる上向き削り(アップカット)と、ボールエンドミル1の送り方向に対して底刃13が軸線D回りの回転によって進む方向が逆方向となる下向き削り(ダウンカット)と言われるが、上向き削りと下向き削りのいずれの場合でも、ボールエンドミル1はすくい面14から被加工物に当たるようにして前進しながら加工が行われる。
このように、ボールエンドミル1の回転時の切刃11が下向き削りとなる場合を考慮した場合には、第二逃げ面16の一部を切刃11としても使用可能なように、軸線D側の逃げ角θを大きく、外周側の逃げ角θを小さくすることが望ましい。この点においても、本実施形態のボールエンドミルの製造方法によれば、円柱状素材20の向きとレーザビームLの照射角度とを変更することにより、第二逃げ面16の逃げ角θを軸線D側から外周側にかけて小さく形成することが可能である。
By the way, the feed direction of the ball end mill 1 and the cutting direction (up cut) in which the direction in which the bottom blade 13 advances by rotation about the axis D is the same direction, and the bottom blade 13 is about the axis D with respect to the feed direction of the ball end mill 1. It is called downward cutting (down cut) in which the advancing direction is the opposite direction, but in either case of upward cutting or downward cutting, the ball end mill 1 moves forward while coming into contact with the workpiece from the rake face 14. Processing is performed.
Thus, when considering the case where the cutting edge 11 is turned downward when the ball end mill 1 is rotated, a part of the second flank 16 can be used as the cutting edge 11 as well. It is desirable to increase the clearance angle θ of the outer periphery and decrease the clearance angle θ on the outer peripheral side. Also in this respect, according to the ball end mill manufacturing method of the present embodiment, the clearance angle θ of the second flank 16 is changed to the axis D by changing the direction of the cylindrical material 20 and the irradiation angle of the laser beam L. It can be formed small from the side to the outer peripheral side.

また、切刃11に接続されるマージン15は、面粗さRzが0.1μm以下の滑らかな面で形成されており、被加工物の仕上げ面の面粗さに影響を与えることを回避することができる。さらに、切刃11を鋭利な稜線を持って形成することができるので、切削性の高い切刃11を構成することができる。
一方、第二逃げ面16の面粗さRzは、マージン15の面粗さよりも大きく、かつ1μm以下の面粗さで形成しているので、被加工物の切屑との接触を小さくするとともに、切削油を保持することができる。また、第二逃げ面16の表面積の増加により、放熱が促進されるので、工具寿命の向上を図ることができる。なお、第二逃げ面16の面粗さRzを1μm以上に大きくした場合、応力集中を招き易くなり、切削条件によっては欠損が生じ易くなる。
Further, the margin 15 connected to the cutting edge 11 is formed of a smooth surface having a surface roughness Rz of 0.1 μm or less, and avoids affecting the surface roughness of the finished surface of the workpiece. be able to. Furthermore, since the cutting edge 11 can be formed with a sharp ridgeline, the cutting edge 11 with high machinability can be configured.
On the other hand, since the surface roughness Rz of the second flank 16 is larger than the surface roughness of the margin 15 and is formed with a surface roughness of 1 μm or less, the contact with the chips of the workpiece is reduced, Cutting oil can be retained. Moreover, since heat dissipation is accelerated | stimulated by the increase in the surface area of the 2nd flank 16, the tool life can be improved. Note that when the surface roughness Rz of the second flank 16 is increased to 1 μm or more, stress concentration is likely to occur, and defects are likely to occur depending on cutting conditions.

上記において説明した本発明に係るボールエンドミルについて、その効果を確認するために実験を行った。
ボールエンドミルの各試料の形状は、表1に示す条件により形成した。具体的には、実施例1及び比較例1は工具先端部(外周刃)の外径φを0.4mm、実施例2及び比較例2は外径φを2mmとして作製したものである。また、実施例1及び実施例2は、マージンに接続される第二逃げ面の逃げ角θを、軸線側で10°、外周側で20°とし、軸線側から外周側にかけて10°〜20°の範囲で連続的に変化させて形成したものである。一方、比較例1及び比較例2は、第二逃げ面の逃げ角θを実施例1及び実施例2の逃げ角θの最大角度(20°)とし、軸線側から外周側にかけて変化させることなく一定角度で形成したものである。なお、表1の外径φ、曲率半径Rは、図1に示すとおり、切刃に関する部位の寸法値である。そして、各試料は、それぞれ10個ずつ(N=10)製作した。
また、実施例1及び実施例2は、上記実施形態で説明したように、レーザ加工により作製し、比較例1及び比較例2は、研削加工により作製した。
Experiments were conducted to confirm the effect of the ball end mill according to the present invention described above.
The shape of each sample of the ball end mill was formed under the conditions shown in Table 1. Specifically, Example 1 and Comparative Example 1 were prepared with an outer diameter φ of the tool tip (outer peripheral blade) of 0.4 mm, and Examples 2 and Comparative Example 2 were prepared with an outer diameter φ of 2 mm. In the first and second embodiments, the clearance angle θ of the second flank connected to the margin is 10 ° on the axis side and 20 ° on the outer periphery side, and 10 ° to 20 ° from the axis side to the outer periphery side. In this range, it is formed by continuously changing. On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the relief angle θ of the second flank is set to the maximum angle (20 °) of the relief angle θ of Example 1 and Example 2 without changing from the axis side to the outer peripheral side. It is formed at a certain angle. In addition, the outer diameter (phi) and curvature radius R of Table 1 are the dimension values of the site | part regarding a cutting blade, as shown in FIG. Then, 10 samples (N = 10) were produced for each sample.
Moreover, Example 1 and Example 2 were produced by laser processing as described in the above embodiment, and Comparative Examples 1 and 2 were produced by grinding.

そして、製作した各試料を用いて、SKD11(HRC59.5)製の被削材の表面に切削加工を行い、欠損発生の有無を評価した。また、切削条件は表1のとおりに設定した。   Then, using each of the manufactured samples, cutting was performed on the surface of the work material made of SKD11 (HRC59.5), and the presence or absence of defects was evaluated. The cutting conditions were set as shown in Table 1.

表1において、「平均折損パス数」は、各試料に欠損が生じるまでのパス数の平均値であり、例えば、実施例1では10個作製した各試料の平均折損パス数が「40」である。このため、実施例1では、40パス分の切削長4m(100mm×40)の切削が可能であることがわかる。
そして、この表1の各試料の結果に示されるように、逃げ角θを軸線側から外周側にかけて変化させることで、欠損が生じるまでの切削長を長くすることができ、ボールエンドミルの耐欠損性を向上させることができる。
In Table 1, “average number of broken paths” is an average value of the number of paths until a defect occurs in each sample. For example, in Example 1, the average number of broken paths for each of the 10 samples produced was “40”. is there. For this reason, in Example 1, it turns out that cutting of 4 m (100 mm x 40) of cutting length for 40 passes is possible.
As shown in the results of each sample in Table 1, by changing the clearance angle θ from the axial line side to the outer peripheral side, it is possible to increase the cutting length until the defect occurs, Can be improved.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, a various change can be added.

1 ボールエンドミル
2 工具先端部
3 シャンク部
4 首部
5 チップ部
6 超硬合金部
11 切刃
12 外周刃
13 底刃
14 すくい面
15 マージン
16 第二逃げ面
17 第三逃げ面
18 第四逃げ面
20 円柱状素材
22 レーザ光照射機構
24 素材保持機構
25 制御部
26 レーザ光源
27 ガルバノスキャナ
31x x軸ステージ部
31y y軸ステージ部
31z z軸ステージ部
32 旋回機構
33 回転機構
51 ガイド溝
100 レーザ加工装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball end mill 2 Tool tip part 3 Shank part 4 Neck part 5 Tip part 6 Cemented carbide part 11 Cutting blade 12 Outer peripheral blade 13 Bottom blade 14 Rake face 15 Margin 16 Second flank 17 Third flank 18 Fourth flank 20 Cylindrical material 22 Laser beam irradiation mechanism 24 Material holding mechanism 25 Control unit 26 Laser light source 27 Galvano scanner 31x x-axis stage unit 31y y-axis stage unit 31z z-axis stage unit 32 turning mechanism 33 rotating mechanism 51 guide groove 100 laser processing apparatus

Claims (3)

cBN焼結体又はダイヤモンド焼結体からなり軸線回りに回転される直径が0.1mm以上6.0mm以下の工具先端部に、該工具先端部の外周に配置される外周刃と、該工具先端部の先端に配置される円弧状の底刃とからなる少なくとも一対の切刃を備え、
前記切刃に該切刃を前記軸線回りに回転させた面形状を有し、ランド上で前記切刃に連なり逃げ角の付いていない部分であるマージンが接続され、前記マージンに逃げ面が接続されており、
前記逃げ面の逃げ角が、前記軸線側から外周側にかけて連続的に変化して設けられ
前記マージンの面粗さRzが0.1μm以下とされ、前記逃げ面の面粗さRzが前記マージンの面粗さの大きさを超えて1μm以下に設けられていることを特徴とするボールエンドミル。
an outer peripheral blade disposed on the outer periphery of the tool tip, and a tool tip made of a cBN sintered body or a diamond sintered body and having a diameter rotated about the axis of 0.1 mm to 6.0 mm; Comprising at least a pair of cutting blades consisting of an arcuate bottom blade disposed at the tip of the part,
The cutting edge has a surface shape obtained by rotating the cutting edge about the axis, and a margin that is connected to the cutting edge on the land and has no clearance angle is connected, and the clearance face is connected to the margin. Has been
The clearance angle of the flank is provided continuously changing from the axis side to the outer peripheral side ,
The ball end mill is characterized in that a surface roughness Rz of the margin is set to 0.1 μm or less, and a surface roughness Rz of the flank surface is provided to be 1 μm or less exceeding the size of the surface roughness of the margin. .
前記逃げ角は、前記軸線側から外周側にかけて大きく設定されていることを特徴とする請求項1に記載のボールエンドミル。   The ball end mill according to claim 1, wherein the clearance angle is set to be large from the axis side to the outer peripheral side. cBN焼結体又はダイヤモンド焼結体からなる円柱状素材にレーザビームを照射して上記ボールエンドミルを製造する方法であって、
前記円柱状素材にギャッシュ及びすくい面を形成するギャッシュ加工工程と、
前記ギャッシュ加工工程後の前記円柱状素材に先端ボール状の外周面を形成して外周刃及び底刃からなる切刃を形成する切刃加工工程と、
前記切刃と間隔をあけてマージンを残して逃げ面を形成する逃げ面加工工程とを備え、
前記切刃加工工程は、前記円柱状素材を前記軸線回りに回転させた状態で、前記レーザビームの照射位置を前記切刃となる切刃形状に沿って円弧状に移動させて行うことを特徴とするボールエンドミルの製造方法。
A method of manufacturing the ball end mill by irradiating a cylindrical material made of a cBN sintered body or a diamond sintered body with a laser beam,
A gash processing step of forming a gash and rake face on the cylindrical material,
A cutting edge processing step of forming a tip ball-shaped outer peripheral surface on the cylindrical material after the gash processing step to form a cutting blade comprising an outer peripheral blade and a bottom blade;
A flank machining step for forming a flank leaving a margin and leaving a margin with the cutting edge,
The cutting edge processing step is performed by moving the irradiation position of the laser beam in an arc shape along the cutting edge shape serving as the cutting edge in a state where the columnar material is rotated around the axis. A method for producing a ball end mill.
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