JP6771213B2 - ボールエンドミルの製造方法及びボールエンドミル - Google Patents

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。

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）。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

特開２０１６−４３４５０号公報

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。

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。

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。

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おり、
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。

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。

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。

加えて、請求項３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。

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。 図１（ｄ）の２部拡大図である。 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。 第１の方法に係る先端整形工程を説明する図である。 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。 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。 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。 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。 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。 従来の技術と実施例との比較図である。 実施例の別の形態を説明する図である。 従来のボールエンドミルの外形図である。 従来の三次元加工装置の原理図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (3)

1. 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。
2. 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。
3. 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おり、
   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ボールエンドミル。

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