JPH08197309A - Ion implanted diamond cutting tool - Google Patents
Ion implanted diamond cutting toolInfo
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- JPH08197309A JPH08197309A JP656895A JP656895A JPH08197309A JP H08197309 A JPH08197309 A JP H08197309A JP 656895 A JP656895 A JP 656895A JP 656895 A JP656895 A JP 656895A JP H08197309 A JPH08197309 A JP H08197309A
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- diamond
- tip
- work
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンドより成る
刃部を備えた超精密切削加工工具および該工具を使用す
る工作機械に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultra-precision cutting tool provided with a blade made of diamond and a machine tool using the tool.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高い加工精度が要求される平面ミラーや
非球面レンズの金型を加工する場合、、ダイヤモンドよ
り成る刃部、特に、単結晶ダイヤモンドより成るダイヤ
モンドチップを備えた切削工具により超精密加工が行わ
れる。ここで、超精密切削加工は、例えばｎｍ（ナノメ
ートル）オーダ加工精度が要求されるような切削加工で
ある。超精密切削加工を行う場合に、ワークの加工表面
からの切り込み深さを厳格に管理するときや、０．１μ
ｍ（マイクロメートル）以下の微細な切り込みを行うと
きに、切削工具とワークとの間の切り込み方向の原点位
置、つまり、切削工具先端がワーク表面に接触したとき
の相対的な位置関係を正確に決定しなければならない。
この原点位置から切り込み方向に所定の切り込み深さを
以て切削加工が行われる。2. Description of the Related Art When processing a flat mirror or an aspherical lens mold that requires high processing accuracy, a blade made of diamond, especially a cutting tool equipped with a diamond tip made of single-crystal diamond, is used for super precision. Processing is performed. Here, the ultra-precision cutting process is a cutting process that requires, for example, nm (nanometer) order processing accuracy. When performing ultra-precision cutting, when strictly controlling the cutting depth from the work surface of the work,
Accurately determine the origin position in the cutting direction between the cutting tool and the work, that is, the relative positional relationship when the tip of the cutting tool contacts the work surface, when making a fine cut of m (micrometer) or less I have to decide.
Cutting is performed from this origin position in the cutting direction with a predetermined cutting depth.
【０００３】この原点位置を決定するために、従来技術
では、マイクロスコープ等の拡大システムを利用してワ
ークと工具先端との接触を目視観察する方法がある。然
しながら、この方法では１μｍ以下の精度を保証するこ
とが困難である。更に、従来技術には、特に金属製工具
の場合に、工具とワークとの間に電圧を印加して、導通
テストにより接触を検知して原点位置を決定する方法が
ある。この方法をダイヤモンド工具に応用する場合に
は、ダイヤモンド、特に、単結晶ダイヤモンドは導電性
を有していないので、ダイヤモンドより成る刃部または
単結晶ダイヤモンドチップ表面にｎｍオーダの金属薄膜
を堆積して、上記の導通テストを行わなければならな
い。In order to determine the origin position, in the prior art, there is a method of visually observing the contact between the work and the tip of the tool by utilizing a magnifying system such as a microscope. However, it is difficult to guarantee accuracy of 1 μm or less by this method. Further, in the prior art, particularly in the case of a metal tool, there is a method of applying a voltage between the tool and the work and detecting the contact by a continuity test to determine the origin position. When this method is applied to a diamond tool, since diamond, particularly single crystal diamond, has no conductivity, it is necessary to deposit a metal thin film of the order of nm on the blade made of diamond or the surface of the single crystal diamond tip. , The continuity test above must be performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述のダ
イヤモンドより成る刃部または単結晶ダイヤモンドチッ
プの表面に金属薄膜を堆積する方法では、原点位置の決
定に続いて切削加工を行う間に、ダイヤモンドより成る
刃部または単結晶ダイヤモンドチップに堆積させた金属
薄膜が剥離してしまうために、１つの加工プロセスが終
了し次の加工プロセスに移行するときに、再びダイヤモ
ンドより成る刃部または単結晶ダイヤモンドチップ表面
に金属薄膜を堆積させなければならない。更に、厳密に
は、こうして決定された原点位置には堆積層の厚さに相
当する誤差が含まれている問題がある。However, in the method of depositing the metal thin film on the surface of the blade portion or the single crystal diamond tip made of diamond as described above, the diamond is removed from the diamond during the cutting process following the determination of the origin position. The blade or the single crystal diamond tip made of diamond again when one processing process is completed and the process is shifted to the next processing because the metal thin film deposited on the blade or the single crystal diamond tip is peeled off. A thin metal film must be deposited on the surface. Further, strictly speaking, there is a problem that the origin position thus determined includes an error corresponding to the thickness of the deposited layer.
【０００５】本発明は、こうした従来技術の問題点を解
決することを技術課題としており、超精密切削加工プロ
セスにおいて原点位置を容易かつ正確に決定することの
可能なダイヤモンド切削工具および該切削工具を使用す
る工作機械とを提供することを目的としている。The present invention has as a technical problem to solve the problems of the prior art, and provides a diamond cutting tool and a cutting tool capable of easily and accurately determining the origin position in an ultra-precision cutting process. It is intended to provide a machine tool to be used.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、シャンク部と、該シャンク部の先端部に設けられた
ダイヤモンドから成る刃部とを具備するダイヤモンド切
削工具において、刃部のすくい面からイオン注入されて
いるダイヤモンド切削工具を要旨とする。請求項２に記
載の発明は、請求項１に記載のダイヤモンド切削工具に
おいて、前記刃部は、イオン注入された後、すくい面が
概ねｄ0 に等しい距離を以て研削されているダイヤモン
ド切削工具を要旨とする。但し、ｄ0 は、刃部におい
て、注入されたイオン濃度が最大となる、すくい面から
の深さである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a diamond cutting tool comprising a shank portion and a blade portion made of diamond provided at a tip end portion of the shank portion, and a rake of the blade portion. The point is a diamond cutting tool that is ion-implanted from the surface. A second aspect of the present invention is the diamond cutting tool according to the first aspect, wherein the blade portion is ion-implanted and then the rake face is ground with a distance substantially equal to d 0. And However, d 0 is the depth from the rake face where the implanted ion concentration is maximum in the blade portion.
【０００７】請求項３に記載の発明は、ワークを切削加
工する工作機械において、シャンク部と、該シャンク部
の先端部に設けられたダイヤモンドから成る刃部とを有
し、該刃部が、すくい面からイオン注入されて成るダイ
ヤモンド切削工具と、刃部の先端がワーク表面に接触す
るように、ワークとダイヤモンド切削工具とを相対移動
させる移動手段と、ワークとダイヤモンド切削工具の先
端との間に電圧を印加する電源手段と、ワークとダイヤ
モンド切削工具の先端とが接触したときに、両者間を流
れる電流を検知する検知手段と、検知手段からの電気信
号に基づいて前記移動手段を停止させることの可能な制
御装置とを具備する工作機械を要旨とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a machine tool for cutting a work, which has a shank portion and a blade portion made of diamond provided at a tip end portion of the shank portion, the blade portion comprising: Between the diamond cutting tool that is ion-implanted from the rake face, the moving means that moves the workpiece and the diamond cutting tool relative to each other so that the tip of the blade contacts the surface of the workpiece, and the tip of the workpiece and the diamond cutting tool. Power source means for applying a voltage to, a detection means for detecting a current flowing between the workpiece and the tip of the diamond cutting tool when the workpiece and the tip of the diamond cutting tool are in contact, and the moving means is stopped based on an electric signal from the detection means. The gist is a machine tool provided with a control device capable of performing the above.
【０００８】[0008]
【作用】請求項１に記載の発明では、ダイヤモンドより
成る刃部のすくい面にイオン注入することにより、該す
くい面のダイヤモンド結晶の結合の一部がアモルファス
状となり導電部が形成される。従来技術ではダイヤモン
ドより成る刃部の表面に金属を堆積させていたが、本発
明によれば導電性を有するダイヤモンドより成る刃部を
備えたダイヤモンド切削工具が提供される。According to the first aspect of the present invention, by ion-implanting the rake face of the blade made of diamond, a part of the bonds of the diamond crystal on the rake face becomes amorphous and a conductive portion is formed. In the prior art, metal was deposited on the surface of the blade made of diamond, but the present invention provides a diamond cutting tool having a blade made of conductive diamond.
【０００９】請求項２に記載の発明では、すくい面を距
離ｄ0 を以て研削することにより、最も導電性の高い領
域が露出し、ダイヤモンドより成る刃部の先端の導電性
を高めることが可能となる。According to the second aspect of the present invention, by grinding the rake face with the distance d 0, the region having the highest conductivity is exposed and the conductivity of the tip of the blade made of diamond can be increased. Become.
【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項１に記
載の発明による切削工具を使用する工作機械において、
電源手段がワークと切削工具との間に電圧を印加され、
移動手段が両者を相対移動させてダイヤモンドより成る
刃部の先端をワーク表面に接触させる。このとき検知手
段がワークと工作機械との間を流れる電流を検知して検
知信号を制御装置に送信する。この検知信号に基づき制
御装置が移動手段を停止させる。このとき、切削工具は
原点位置に配置されている。According to a third aspect of the invention, in a machine tool using the cutting tool according to the first aspect,
The power supply means applies a voltage between the work and the cutting tool,
The moving means relatively moves the both to bring the tip of the diamond blade into contact with the work surface. At this time, the detection means detects the current flowing between the work and the machine tool and sends a detection signal to the control device. The control device stops the moving means based on the detection signal. At this time, the cutting tool is arranged at the origin position.
【００１１】[0011]
【実施例】図１を参照すると、本発明の好ましい実施例
によるダイヤモンドより成る刃部備えた切削工具１０
は、刃部として単結晶ダイヤモンドチップ１２を有した
旋盤加工用バイトにて形成されており、導電性のシャン
ク１８と、シャンク１８の先端部に取着された単結晶ダ
イヤモンドよりなるダイヤモンドチップ１２とを具備し
ている。ダイヤモンドチップ１２には、すくい面１２ａ
と、逃げ面１２ｂとが形成されており、ロウ付け或いは
接着剤等の適当な方法にてシャンク１８に取着されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring to FIG. 1, a cutting tool 10 with a diamond blade according to a preferred embodiment of the present invention.
Is formed by a lathe turning tool having a single crystal diamond tip 12 as a blade, and has a conductive shank 18 and a diamond tip 12 made of single crystal diamond attached to the tip of the shank 18. It is equipped with. The diamond tip 12 has a rake face 12a
And flank 12b are formed and are attached to shank 18 by a suitable method such as brazing or an adhesive.
【００１２】ダイヤモンドチップ１２のすくい面１２ａ
とシャンク１４との間に導電部１６が設けられている。
導電部１６は、例えば銀ロウその他の金属を適宜に溶
融、固着させることにより、すくい面１２ａとシャンク
１４とが電気的に接続されるように形成されている。更
に、シャンク１４の適所に後述する電線１８が取着され
ている。The rake face 12a of the diamond tip 12
The conductive portion 16 is provided between the shank 14 and the shank 14.
The conductive portion 16 is formed so that the rake face 12a and the shank 14 are electrically connected by, for example, appropriately melting and fixing silver brazing or another metal. Further, an electric wire 18 described later is attached to an appropriate position of the shank 14.
【００１３】図２を参照すると、ダイヤモンドチップ１
２は、矢印で示すように、すくい面１２ａに対してイオ
ン注入が施されている。本発明の好ましい実施例とし
て、イオン注入は、窒素ガス中で放電を行ってＮ+ イオ
ンを発生させ、このＮ+ イオンを数ＫｅＶから数ＭｅＶ
に加速して、バイト形状に形成された単結晶のダイヤモ
ンドのすくい面に対して垂直方向に照射することにより
行われる。これにより、単結晶ダイヤモンドの結合の一
部が切断されてアモルファス状となり、つまり、単結晶
ダイヤモンドの一部が黒鉛に変換され、この黒鉛に変換
された部分が導電性を有することになる。Referring to FIG. 2, the diamond tip 1
2, the rake face 12a is ion-implanted as indicated by the arrow. In a preferred embodiment of the present invention, ion implantation, in a nitrogen gas and was discharged to generate N + ions, several MeV the N + ions from a few KeV
It is accelerated by irradiating in the direction perpendicular to the rake face of the single crystal diamond formed in a bite shape. As a result, a part of the bonds of the single crystal diamond is cut to be in an amorphous state, that is, a part of the single crystal diamond is converted into graphite, and the part converted into this graphite has conductivity.
【００１４】また、図２から理解されるように、単結晶
ダイヤモンドの表面に注入されたイオン濃度は、表面か
ら一定の深さｄ0 において最大値σmax となる。この領
域における導電性が最大となることは言うまでもない。
注入されたイオン濃度が最大となる深さｄ0 は、注入さ
れるイオンの種類や加速電圧により変化する。Further, as understood from FIG. 2, the concentration of ions implanted into the surface of the single crystal diamond has a maximum value σ max at a constant depth d 0 from the surface. It goes without saying that the conductivity in this region is maximized.
The depth d 0 at which the concentration of implanted ions becomes maximum varies depending on the type of implanted ions and the acceleration voltage.
【００１５】図３を参照して、既述のように構成された
切削工具１０を使用する工作機械として、旋盤を一例に
本発明による工作機械の好ましい実施例を説明する。図
３に示す旋盤は、回転軸線Ｏを中心として回転する主軸
にワーク３６が取り付けられるように構成されている。
ワーク３６および切削工具１０を相対移動させる移動手
段として、第１と第２のコラム２６、２８が具備されて
いる。第１のコラム２６は、床面に固定されたベース２
４に対して、回転軸線Ｏに平行なＺ軸方向に移動可能な
Ｚ軸コラム２６ａと、鉛直なＹ軸方向に移動可能なＹ軸
コラム２６ｂとを具備している。第２のコラム２８は、
ベース２４に対してＹ軸およびＺ軸に垂直なＸ軸方向に
移動可能なＸ軸コラムを具備している。With reference to FIG. 3, a preferred embodiment of the machine tool according to the present invention will be described by taking a lathe as an example of the machine tool using the cutting tool 10 configured as described above. The lathe shown in FIG. 3 is configured such that the work 36 is attached to a main shaft that rotates about a rotation axis O.
First and second columns 26 and 28 are provided as moving means for relatively moving the work 36 and the cutting tool 10. The first column 26 is a base 2 fixed to the floor.
4, a Z-axis column 26a movable in the Z-axis direction parallel to the rotation axis O and a Y-axis column 26b movable in the vertical Y-axis direction are provided. The second column 28
An X-axis column movable in the X-axis direction perpendicular to the Y-axis and the Z-axis with respect to the base 24 is provided.
【００１６】図３の旋盤においてワーク３６のための主
軸（図示せず）は、第１のコラム２６に回転軸線Ｏを中
心として回転自在に支持されており、ワーク３６は該主
軸にチャック（図示せず）等を用いた一般的に周知の方
法にて取り付けらる。前記主軸に取り付けられたワーク
３６は、第１のコラム２６により、鉛直方向のＹ軸方向
と、回転軸線Ｏに平行なＺ軸方向とに移動することがで
きる。In the lathe shown in FIG. 3, a main shaft (not shown) for the work 36 is rotatably supported by the first column 26 about a rotation axis O, and the work 36 is chucked by the main shaft (see FIG. It is attached by a generally known method using (not shown) or the like. The work 36 attached to the spindle can be moved by the first column 26 in the vertical Y-axis direction and the Z-axis direction parallel to the rotation axis O.
【００１７】単結晶ダイヤモンドを備えたバイトとして
の切削工具１０は、工具台３２を介して第２のコラム２
８に取り付けられており、第２のコラム２８により、切
削工具１０および工具台３２は、第２のコラム２８はＸ
軸方向に移動することができる。更に、この実施例で
は、導電性のシャンク１８が電線１８を介して電源装置
２０に電気的に接続されているので、切削工具１０を絶
縁するために切削工具１０と工具台３２との間に絶縁体
３４が設けられている。The cutting tool 10 as a cutting tool provided with a single crystal diamond has a second column 2 via a tool base 32.
The second column 28 is attached to the cutting tool 10 and the tool base 32, and the second column 28 is attached to the X-axis.
It can move axially. Further, in this embodiment, since the conductive shank 18 is electrically connected to the power supply device 20 via the electric wire 18, it is provided between the cutting tool 10 and the tool base 32 to insulate the cutting tool 10. An insulator 34 is provided.
【００１８】第１と第２のコラム２６、２８により、ワ
ーク３６と切削工具１０は相対移動することが可能であ
る。第１と第２のコラム２６、２８を駆動するサーボモ
ータ（図示せず）は、電線２２を介して制御装置３０に
電気的に接続されており、制御装置３０によりワーク３
６と切削工具１０との相対移動が制御される。The work 36 and the cutting tool 10 can be moved relative to each other by the first and second columns 26, 28. A servomotor (not shown) for driving the first and second columns 26, 28 is electrically connected to the control device 30 via the electric wire 22, and the control device 30 causes the work 3
The relative movement between 6 and the cutting tool 10 is controlled.
【００１９】切削工具１０とワーク３６は、電線１８を
介して電源装置２０に電気的に接続されており、切削工
具１０とワーク３６との間に所定の電圧、好ましくは５
Ｖ程度の電圧が印加される。更に詳細には、切削工具１
０のシャンク１４が電線１８を介して電源装置２０に電
気的に接続されており、シャンク１４が導電部１６を介
してダイヤモンドチップ１２のすくい面１２ａと電気的
に接続されている。従って、ダイヤモンドチップ１２の
先端とワーク３６の表面との間に上記電圧が印加される
こととなる。電源装置２０は、電源部２０ａと検知部２
９ｂとを備えることができる。電源装置２０は、制御装
置３０に電線２１を介して電気的に接続されており、切
削工具１０とワーク３６とが接触したときに両者間に流
れる電流を検知して、この検知信号が制御装置３０に伝
達される。The cutting tool 10 and the work 36 are electrically connected to the power supply device 20 through the electric wire 18, and a predetermined voltage, preferably 5 V, is applied between the cutting tool 10 and the work 36.
A voltage of about V is applied. More specifically, the cutting tool 1
The shank 14 of No. 0 is electrically connected to the power supply device 20 via the electric wire 18, and the shank 14 is electrically connected to the rake face 12a of the diamond tip 12 via the conductive portion 16. Therefore, the above voltage is applied between the tip of the diamond tip 12 and the surface of the work 36. The power supply device 20 includes a power supply unit 20a and a detection unit 2
9b. The power supply device 20 is electrically connected to the control device 30 via the electric wire 21, detects a current flowing between the cutting tool 10 and the work 36 when the cutting tool 10 and the work 36 contact each other, and this detection signal is used as a control device. 30 is transmitted.
【００２０】次に、既述した実施例の作用を説明する。
ワーク３６を主軸に取り付け、切削工具１０を工具台３
４に取り付けた後に、切削工具１０の原点位置を決定す
るために、電源装置２０によりワーク３６と切削工具１
０との間に適当な電圧を印加しながら、切削工具１０の
ダイヤモンドチップ１２の先端がワーク３６の切削面に
接触できるように、制御装置３０により第１と第２のコ
ラム２６、２８を適宜に移動させる。切削工具１０の先
端がワーク３６の表面に接触すると、電源装置２０から
電線１８と、第１のコラム２６および主軸と、ワーク３
６と、ワーク３６における接触点と、切削工具１０のダ
イヤモンドチップ１２の先端と、すくい面１２ａと、導
電部１６と、シャンク１４と、電線１８とを順次に巡り
電源装置２０に戻る電気回路が形成される。このとき、
該電気回路を流れる電流から電源装置２０の検知部２０
ｂが両者の接触を検知し、検知信号が制御装置３０に送
信される。ワーク３６と切削工具１０の先端が接触した
ときの、切り込み深さ方向の座標が原点位置となる。Next, the operation of the above-mentioned embodiment will be described.
The work 36 is attached to the spindle, and the cutting tool 10 is attached to the tool table 3
4, the power supply device 20 is used to determine the origin position of the cutting tool 10 and the workpiece 36 and the cutting tool 1.
The first and second columns 26, 28 are appropriately controlled by the control device 30 so that the tip of the diamond tip 12 of the cutting tool 10 can contact the cutting surface of the work 36 while applying an appropriate voltage between 0 and 0. Move to. When the tip of the cutting tool 10 comes into contact with the surface of the work 36, the electric wire 18 from the power supply device 20, the first column 26 and the spindle, the work 3
6, the contact point on the work 36, the tip of the diamond tip 12 of the cutting tool 10, the rake face 12a, the conductive portion 16, the shank 14, and the electric wire 18 in sequence, and an electric circuit returning to the power supply device 20 is provided. It is formed. At this time,
The detection unit 20 of the power supply device 20 based on the current flowing through the electric circuit
b detects the contact between the two and a detection signal is transmitted to the control device 30. The coordinates of the cutting depth direction when the work 36 and the tip of the cutting tool 10 contact each other are the origin position.
【００２１】ダイヤモンドチップ１２の先端がワーク３
６の表面に接触すると、第１と第２のコラム２６、２８
は、制御装置３０により停止させられる。この停止動作
は、作業員が手操作にて行うことも可能であることは言
うまでもない。然しながら、ダイヤモンドチップ１２の
先端がワーク３６の表面に接触したときに、両者間を流
れる電流により両者の接触を検知して、制御装置３０に
より第１と第２のコラム２６、２８の各々を駆動するサ
ーボモータ（図示せず）を自動的に停止させることが、
より高い精度を得るためには有利である。The tip of the diamond tip 12 is the work 3
When contacting the surface of 6, the first and second columns 26, 28
Are stopped by the controller 30. Needless to say, this stopping operation can be performed manually by a worker. However, when the tip of the diamond tip 12 comes into contact with the surface of the work 36, the contact between the two is detected by the current flowing between them, and the controller 30 drives each of the first and second columns 26, 28. To automatically stop the servo motor (not shown)
It is advantageous to obtain higher accuracy.
【００２２】図２を参照して説明したように、ダイヤモ
ンドチップ１２のすくい面１２ａから注入されたイオン
は、すくい面１２ａから一定の深さｄ0 において密度が
最大値σmax をとる。イオン密度が最大となる領域が最
もよい導電性を備えていることは言うまでもない。一
方、上記の説明から明らかなように、切削工具１０のダ
イヤモンドチップ１２先端がワーク３６の表面に接触し
たことを電気的に検知して、切削工具１０とワーク３６
の相対的な位置関係の原点位置が決定される。従って、
ダイヤモンドチップ１２は、先端にイオン密度の最も高
い領域が存在しているものが有利である。ダイヤモンド
チップ１２の先端にイオン密度の最も高い領域が存在す
るように、ダイヤモンドチップ１２にイオンを注入した
後に、すくい面１２ａを、概ねｄ0 に等しい距離を以て
研削することが、ダイヤモンドチップ１２の先端がワー
ク３６の表面に僅かに接触した瞬間を検知するために著
しく効果的である。As described with reference to FIG. 2, the ions implanted from the rake face 12a of the diamond tip 12 have a maximum density σ max at a constant depth d 0 from the rake face 12a. It goes without saying that the region where the ion density is maximum has the best conductivity. On the other hand, as is clear from the above description, the fact that the tip of the diamond tip 12 of the cutting tool 10 has contacted the surface of the work 36 is electrically detected to detect the cutting tool 10 and the work 36.
The origin position of the relative positional relationship of is determined. Therefore,
It is advantageous that the diamond tip 12 has a region having the highest ion density at its tip. After implanting ions into the diamond tip 12 so that the tip of the diamond tip 12 has a region having the highest ion density, it is possible to grind the rake face 12a at a distance substantially equal to d 0. Is remarkably effective for detecting the moment of slight contact with the surface of the work 36.
【００２３】また、イオン注入が、すくい面１２ａの全
体に実施されるので、ダイヤモンドチップ１２の先端が
磨滅したときに、単に逃げ面１２ｂを研削することによ
り、鋭利に形成されたダイヤモンドチップ１２の先端に
は自動的に導電領域が備えられる点も切削工具１０の利
点となっている。Further, since the ion implantation is carried out on the entire rake face 12a, when the tip of the diamond tip 12 is worn away, the flank face 12b is simply ground to form a sharply formed diamond tip 12. Another advantage of the cutting tool 10 is that the tip is automatically provided with a conductive area.
【００２４】添付図面を参照して本発明の好ましい実施
例を説明したが、本発明がこれに限定されず発明の精神
と範囲とを逸脱することなく、その改良と変形が可能で
あることは当業者の当然とするところである。例えば、
本発明の好ましい実施例として切削工具１０はバイトに
て形成されているが、本発明による工具はバイトには限
定されず、エンドミル、特に１枚刃のボールエンドミル
状に形成することもできる。この場合には、図３に示し
た工作機械は旋盤ではなくフライス盤となることは当然
である。Although the preferred embodiment of the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited thereto and can be improved and modified without departing from the spirit and scope of the invention. This is a matter of course for those skilled in the art. For example,
Although the cutting tool 10 is formed with a cutting tool as a preferred embodiment of the present invention, the tool according to the present invention is not limited to a cutting tool, and may be formed with an end mill, particularly a single-edged ball end mill. In this case, it goes without saying that the machine tool shown in FIG. 3 is not a lathe but a milling machine.
【００２５】既述の実施例では、シャンク１４は導電性
材料にて形成されているが、シャンク１４は絶縁性材料
にて形成することもできる。シャンク１４を絶縁材料で
構成する場合には、絶縁体３４を省略して切削工具１０
を直接工具台３２に取り付けることが可能となるが、切
削工具１０は電線１８をすくい面１２ａに直接的に接続
したり、或いは、導電部１６に接続するように構成され
る。また、シャンク１４において工具台３２と接触する
部分を絶縁材料で形成してもよい。In the embodiment described above, the shank 14 is made of a conductive material, but the shank 14 can be made of an insulating material. When the shank 14 is made of an insulating material, the insulator 34 is omitted and the cutting tool 10 is omitted.
The cutting tool 10 is configured to connect the electric wire 18 directly to the rake face 12a or to the conductive portion 16 although the tool can be directly attached to the tool base 32. Further, the portion of the shank 14 that contacts the tool base 32 may be formed of an insulating material.
【００２６】また、記述の実施例では、切削工具１０
は、単結晶ダイヤモンドより成るダイヤモンドチップを
シャンク１４の先端に取着して形成されているが、本発
明はこれに限定されず、例えば、超合金などの基材に気
相合成法にてダイヤモンドをコーティングして形成され
た切削工具や、焼結ダイヤモンドより成るチップを有す
る切削工具であってもよい。要は、電気抵抗の大きなダ
イヤモンドより成る刃部を備えた切削工具であれば本発
明を適用することが可能である。Also, in the described embodiment, the cutting tool 10
Is formed by attaching a diamond tip made of single crystal diamond to the tip of the shank 14, but the present invention is not limited to this. It may be a cutting tool formed by coating with or a cutting tool having a tip made of sintered diamond. The point is that the present invention can be applied to any cutting tool provided with a blade portion made of diamond having a high electric resistance.
【００２７】既述の実施例では、イオン注入は、ダイヤ
モンドチップ１２のすくい面１２ａへＮ+ イオンを注入
するように記載されているが、Ｎ+ イオンに代えてＡｒ
（アルゴン）等の不活性ガスのイオンや、Ｃｏ（コバル
ト）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属イオ
ンを注入しても、ダイヤモンドより成る刃部のすくい面
に導電性を与えることが可能である。In the above-described embodiments, the ion implantation is described as implanting N + ions into the rake face 12a of the diamond tip 12, but Ar + instead of N + ions is described.
Even if ions of an inert gas such as (argon) or metal ions such as Co (cobalt), Cu (copper), and Al (aluminum) are injected, conductivity is given to the rake face of the blade made of diamond. Is possible.
【００２８】[0028]
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ダイヤ
モンドチップに金属を堆積させることなく、ダイヤモン
ドチップ自体が導電性を有するダイヤモンド切削工具が
提供される。この切削工具によれば、１つの切削プロセ
スが終了する度にダイヤモンドチップに金属を堆積させ
る必要がない。また、この切削工具では、ワークの表面
と切削工具のダイヤモンドチップ先端との間には、何ら
の介在物が存在しないので、原点位置を容易かつ正確
に、詳細には１０ｎｍ以下の精度で原点位置を決定する
ことが可能となる。According to the invention described in claim 1, there is provided a diamond cutting tool in which the diamond tip itself has conductivity without depositing metal on the diamond tip. With this cutting tool, it is not necessary to deposit metal on the diamond tip every time one cutting process is completed. Further, in this cutting tool, since there is no inclusion between the surface of the workpiece and the tip of the diamond tip of the cutting tool, the origin position can be easily and accurately set, specifically, the origin position with an accuracy of 10 nm or less. Can be determined.
【００２９】また、請求項２に記載されたように、イオ
ン注入されたダイヤモンドチップのすくい面を研削する
ことにより、ダイヤモンドチップの先端に導電領域を確
実に形成することが可能となる。更に、本発明の切削工
具を請求項１に記載の工作機械で使用すれば、目視によ
り原点位置を決定した従来技術と比較して、測定結果か
ら観察者の主観を排除することが可能となる。更に、工
具自体がセンサとしての機能を有していることから、ワ
ークの縁部を正確に測定し、測定結果を加工プログラム
に反映させることが可能となる。Further, by grinding the rake face of the ion-implanted diamond tip as described in claim 2, it becomes possible to surely form a conductive region at the tip of the diamond tip. Furthermore, when the cutting tool of the present invention is used in the machine tool according to the first aspect, it is possible to exclude the observer's subjectivity from the measurement result, as compared with the conventional technique in which the origin position is visually determined. . Further, since the tool itself has a function as a sensor, it is possible to accurately measure the edge portion of the work and reflect the measurement result in the machining program.
【図１】本発明によるダイヤモンド切削工具の好ましい
実施例の側面図である。FIG. 1 is a side view of a preferred embodiment of a diamond cutting tool according to the present invention.
【図２】イオン注入を説明するための略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining ion implantation.
【図３】本発明による加工機械の好ましい実施例の略示
構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a preferred embodiment of a processing machine according to the present invention.
１０…切削工具 １２…ダイヤモンドチップ １２ａ…ダイヤモンドチップのすくい面 １２ｂ…ダイヤモンドチップの逃げ面 １４…シャンク １６…導電部 ２０…電源装置 ２６…コラム ２８…第２のコラム ３０…制御装置 ３２…工具台 Reference numeral 10 ... Cutting tool 12 ... Diamond tip 12a ... Diamond tip rake face 12b ... Diamond tip flank 14 ... Shank 16 ... Conductive part 20 ... Power supply device 26 ... Column 28 ... Second column 30 ... Control device 32 ... Tool stand
Claims (3)
設けられたダイヤモンドから成る刃部とを具備するダイ
ヤモンド切削工具において、刃部のすくい面からイオン
注入されているダイヤモンド切削工具。1. A diamond cutting tool comprising a shank portion and a blade portion made of diamond provided at a tip portion of the shank portion, wherein the diamond cutting tool is ion-implanted from a rake face of the blade portion.
い面が概ねｄ0 に等しい距離を以て研削されている請求
項１に記載のダイヤモンド切削工具。但し、ｄ0 は、刃
部において、注入されたイオン濃度が最大となる、すく
い面からの深さである。2. The diamond cutting tool according to claim 1, wherein the blade portion has a rake face ground by a distance substantially equal to d 0 after ion implantation. However, d 0 is the depth from the rake face where the implanted ion concentration is maximum in the blade portion.
て、 シャンク部と、該シャンク部の先端部に設けられたダイ
ヤモンドから成る刃部とを有し、該刃部が、すくい面か
らイオン注入されて成るダイヤモンド切削工具と、 刃部の先端がワーク表面に接触するように、ワークとダ
イヤモンド切削工具とを相対移動させる移動手段と、 ワークとダイヤモンド切削工具の先端との間に電圧を印
加する電源手段と、 ワークとダイヤモンド切削工具の先端とが接触したとき
に、両者間を流れる電流を検知する検知手段と、 検知手段からの電気信号に基づいて前記移動手段を停止
させることの可能な制御装置とを具備する工作機械。3. A machine tool for cutting a workpiece, comprising a shank portion and a blade portion made of diamond provided at a tip portion of the shank portion, the blade portion being ion-implanted from a rake face. Consisting of a diamond cutting tool, a moving means for relatively moving the work and the diamond cutting tool so that the tip of the blade comes into contact with the surface of the work, and a power supply means for applying a voltage between the work and the tip of the diamond cutting tool. A detecting means for detecting a current flowing between the workpiece and the tip of the diamond cutting tool, and a control device capable of stopping the moving means based on an electric signal from the detecting means. A machine tool equipped with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP656895A JPH08197309A (en) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | Ion implanted diamond cutting tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP656895A JPH08197309A (en) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | Ion implanted diamond cutting tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197309A true JPH08197309A (en) | 1996-08-06 |
Family
ID=11641951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP656895A Pending JPH08197309A (en) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | Ion implanted diamond cutting tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
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