TW201912271A - 切削工具及其製造方法 - Google Patents

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風早克夫
小林豊
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日商住友電工硬質合金股份有限公司
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Abstract

本發明之切削工具具有基材及被覆基材之金剛石層。金剛石層包含前刀面及與前刀面相連之退刀面。前刀面與退刀面之脊線構成切刃。基材包含與前刀面對向之頂面。自相對於頂面垂直之方向觀察，前刀面包含複數個突起部。於相對於切刃之延伸方向垂直之剖面，複數個突起部各者具有傾斜部，及與傾斜部相連之曲率部。於剖面，傾斜部隨著自切刃遠離，其與頂面垂直之方向之高度變大。

Description

切削工具及其製造方法
本發明係關於切削工具。
於日本專利特開2011-101910號公報中，記載一種金剛石被覆切削工具，其包含基材，及被覆該基材之表面之金剛石層。該金剛石被覆切削工具之切刃部的金剛石層表面之算術平均粗糙度為0.1μm以上5 μm以下。於切刃部，退刀面之金剛石層之平均層厚較前刀面之金剛石層之平均層厚更厚。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-101910號公報
[發明所欲解決之問題]
上述先前技術之金剛石被覆切削工具中，有工具壽命較短之問題。
本發明之一態樣係用以解決如上述之問題而完成者，其目的係提供一種可提高工具壽命之切削工具。
本發明之一態樣之切削工具係具備基材及被覆基材之金剛石層之切削工具。金剛石層包含前刀面及與前刀面相連之退刀面。前刀面與退刀面之脊線構成切刃。基材包含與前刀面對向之頂面。自相對於頂面垂直之方向觀察，前刀面包含複數個突起部。於相對於切刃之延伸方向垂直之剖面，複數個突起部各者具有傾斜部及與傾斜部相連之曲率部。於剖面，傾斜部隨著自切刃遠離，其與頂面垂直之方向之高度變大。 [發明之效果]
根據本發明之一態樣，可提供一種可提高工具壽命之切削工具。
[發明之實施形態之概要]
首先，針對本發明之實施形態之概要進行說明。
(1)本發明之一態樣之切削工具100係具備基材20，及被覆基材20之金剛石層7之切削工具。金剛石層7包含前刀面12，及與前刀面12相連之退刀面11。前刀面12與退刀面11之脊線構成切刃10。基材20包含與前刀面12對向之頂面22。自相對於頂面22垂直之方向觀察，前刀面12包含複數個突起部1。於相對於切刃10之延伸方向B垂直之剖面，複數個突起部1之各者具有傾斜部2，及與傾斜部2相連之曲率部3。於剖面，傾斜部2隨著自切刃10遠離，而與頂面22垂直之方向之高度變大。
根據上述(1)之切削工具100，複數個突起部1之各者具有傾斜部2，其隨著自切刃10遠離，而與頂面22垂直之方向之高度變大。因此，切屑可順暢地通過前刀面12之傾斜部2上。其結果，切屑之排出性提高。藉此，可減低切削工具之損傷，提高工具壽命。
(2)上述(1)之切削工具100中，自相對於頂面22垂直之方向觀察，將傾斜部2之法線D3投影於頂面22之直線D2，與平行於頂面22之方向之切刃10之法線D1所成之角度θ可為80°以下。藉此，可使切屑之排出方向與將傾斜部之法線投影於頂面之直線之方向大致平行。其結果，切屑之排出性進而提高。
(3)上述(1)或(2)之切削工具100中，自相對於頂面22垂直之方向觀察，複數個突起部1可遍及自切刃10起2 mm以內之區域設置。藉此，於切屑通過之區域之大部分，切屑易排出。
(4)上述(1)～(3)之任一切削工具100中，於剖面，切刃10之曲率半徑可為0.01 μm以上50 μm以下。藉此，可改善鋒利度。
(5)本發明之一實施形態之切削工具100之製造方法具備以下步驟。將金剛石層7被覆於基材20。藉由離子束，將金剛石層7之一部分去除。切削工具100具有前刀面12，及與前刀面12相連之退刀面11。基材20包含與前刀面12對向之頂面22，及與退刀面11對向之側面21。被覆金剛石層7之步驟中，藉由複數個突起部8形成金剛石層7之表面。去除金剛石層7之一部分之步驟中，使頂面22朝向上側，且使頂面22與側面21之脊線23朝向左側之情形時，藉由自左上側對相對於頂面22傾斜之方向照射離子束，而將複數個突起部8之各者之一部分去除。
根據上述(5)之切削工具100之製造方法，使頂面22朝向上側，且使頂面22與側面21之脊線23朝向左側之情形時，藉由自左上側對相對於頂面22傾斜之方向照射離子束，而將複數個突起部8之各者之一部分去除。藉此，可形成複數個突起部1。複數個突起部1之各者具有傾斜部2，其隨著自切刃10遠離，而與頂面22垂直之方向之高度變大。因此，切屑可順暢地通過前刀面12之傾斜部2上。其結果，切屑之排出性提高。藉此，減低切削工具之損傷，切削工具之壽命延長。
(6)上述(5)之切削工具100之製造方法中，去除金剛石層7之一部分之步驟中，亦可不使基材20旋轉地進行。藉此，可以簡易方法形成複數個突起部1。
[本發明之實施形態之細節] 以下，基於圖式針對本發明之實施形態詳細說明。另，對以下圖式中相同或相當之部分標註相同之參照編號而不重複其說明。又，亦可任意組合以下記載之實施形態之至少一部分。
(第1實施形態) 首先，針對第1實施形態之切削工具100之構成進行說明。圖1係顯示第1實施形態之切削工具之構成之立體模式圖。圖2係顯示第1實施形態之切削工具之構成之前視模式圖。
如圖1及圖2所示，第1實施形態之切削工具100例如為CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic：碳纖維強化塑料)之加工所使用之球徑立銑刀。切削工具100例如可以中心軸A為中心旋轉。切削工具100具有前刀面12、退刀面11、後跟面14、第1槽面15、及第2槽面17。退刀面11與前刀面12相連。後跟面14與退刀面11相連。後跟面14相對於退刀面11位於旋轉方向之後方側。前刀面12與退刀面11之脊線構成切刃10。
如圖1及2所示，切刃10亦可具有底刃10a，及外周刃10b。外周刃10b較底刃10a更位於外周側。退刀面11亦可具有第1退刀面部11a，及第2退刀面部11b。前刀面12亦可具有第1前刀面部12a，及第2前刀面部12b。第1退刀面部11a與第1前刀面部12a之脊線亦可構成底刃10a。第2退刀面部11b與第2前刀面部12b之脊線亦可構成外周刃10b。第1槽面15亦可與第2槽面17相連。第1槽面15亦可較第2槽面17更位於外周側。第2槽面17亦可與第1前刀面部12a相連。後跟面14亦可較退刀面11更位於刀柄19側。
圖3係圖2之III區域之放大模式圖。圖4係沿圖3之IV-IV線之剖面模式圖。如圖4所示，切削工具100主要具有基材20及金剛石層7。金剛石層7被覆基材20。金剛石層7包含前刀面12及退刀面11。換言之，前刀面12及退刀面11之各者係由金剛石層7構成。
基材20主要具有頂面22，及側面21。頂面22與前刀面12對向。側面21與退刀面11對向。基材20之材料為例如包含WC(碳化鎢)等之粉末及Co(鈷)等之黏合劑之超硬合金。另，基材20不限於超硬合金，亦可為例如金屬陶瓷或陶瓷等。金剛石層7例如為含有金剛石結晶之層。金剛石層7例如為多晶金剛石。
如圖3所示，自相對於頂面22垂直之方向觀察，前刀面12包含複數個第1突起部1。複數個第1突起部1亦可沿相對於切刃10之延伸方向B垂直之方向排列。同樣地，複數個第1突起部1亦可沿切刃10之延伸方向B排列。複數個第1突起部1亦可互相接觸。第1突起部1之數量亦可為多個。所謂多個，例如於20 μm見方之範圍內為10個以上。
如圖4所示，於相對於切刃10之延伸方向B垂直之剖面，複數個第1突起部1之各者具有第1傾斜部2，及第1曲率部3。第1曲率部3與第1傾斜部2相連。複數個第1突起部1之各者係藉由第1傾斜部2及第1曲率部3構成。第1曲率部3位於相對於第1傾斜部2與切刃10之相反側。複數個第1突起部1之各者於自基材20遠離之方向突出。於剖面，第1傾斜部2隨著自切刃10遠離，而與頂面22垂直之方向之高度變大。第1傾斜部2之高度亦可隨著自切刃10遠離而單調增加。使頂面22朝向上側，且使頂面22與側面21之脊線23朝向左側配置之情形時，第1傾斜部2自左下向右上延伸。
第1傾斜部2相對於頂面22傾斜。第1傾斜部2相對於頂面22之角度f1例如為10°以上40°以下。角度f1之上限並未特別限定，例如可為80°，亦可為30°。角度f1之下限並未特別限定，例如可為5°，亦可為1°。如圖3所示，自相對於頂面22垂直之方向觀察，將第1傾斜部2之法線D3(參照圖4)投影於頂面22之直線D2，與平行於頂面22之方向之切刃10之法線D1亦可大致平行。於複數個第1突起部1，將傾斜部2之法線D3投影於頂面22之直線D2之各者可互相平行，亦可交叉。
如圖4所示，於相對於頂面22垂直之方向，與頂面22接觸之金剛石層7之部分的厚度T2例如為10 μm。與頂面22接觸之金剛石層7之部分的厚度T2例如為5 μm以上20 μm以下。於相對於頂面22垂直之方向，複數個第1突起部1之各者之厚度T1例如為3 μm。複數個第1突起部1之各者之厚度T1例如為1 μm以上5 μm以下。
如圖3所示，自相對於頂面22垂直之方向觀察，第1曲率部3具有例如新月形狀。第1曲率部3具有與第1傾斜部2之邊界部3a，及與邊界部3a相反側之第1外周部3b。自相對於頂面22垂直之方向觀察，邊界部3a及第1外周部3b之各者以朝與切刃10相反側突出之方式彎曲。邊界部3a及第1外周部3b之各者亦可為圓弧狀。邊界部3a之曲率半徑亦可大於第1外周部3b之曲率半徑。
第1傾斜部2具有與邊界部3a相反側之第2外周部2a。自相對於頂面22垂直之方向觀察，第2外周部2a以向切刃10突出之方式彎曲。切刃10之延伸方向B之第1傾斜部2之寬度W4亦可較相對於切刃10之延伸方向B垂直且平行於頂面22之方向之第1傾斜部2之寬度W2更大。於相對於切刃10之延伸方向B垂直且平行於頂面22之方向，第1傾斜部2之寬度W2亦可大於第1曲率部3之寬度W3。於切刃10之延伸方向B，第1傾斜部2之寬度W4可與第1曲率部3之寬度大致相同。切刃10之延伸方向B之第1傾斜部2之寬度W4可與相對於切刃10之延伸方向B垂直且平行於頂面22之方向之第1突起部1之寬度W1大致相同。
如圖3所示，自相對於頂面22垂直之方向觀察，複數個第1突起部1各者亦可具有魚鱗狀。本說明書中，具有傾斜部與曲率部之多個突起部係使傾斜部之朝向大致一致之程度密集存在，藉此，於俯視之SEM(Scanning Electron Microscope：掃描電子顯微鏡)圖像中，於對應於曲率部之部分產生新月狀陰影，將看似如魚鱗般之狀態稱為鱗片狀。如圖3所示，自相對於頂面22垂直之方向觀察，複數個第1突起部1亦可遍及自切刃10起距離L以內之區域設置。距離L例如為2 mm。距離L並未特別限定，可為10 μm，亦可為500 μm。換言之，於介於由切刃10與自切刃10於相對於切刃10之延伸方向B垂直之方向離開距離L之位置之間的前刀面12之區域，形成有複數個第1突起部1。距離L例如亦可與切削深度為相同程度。另，切刃10非直線而為曲線之情形時，所謂相對於切刃10之延伸方向B垂直之方向，意指相對於切刃10之切線垂直之方向。
如圖4所示，切刃10亦可藉由前刀面12之第1傾斜部2及退刀面11之曲率部9之邊界構成。切刃10鋒利地尖銳形成。具體而言，於相對於切削刃10之延伸方向B垂直之剖面，切刃10之曲率半徑例如為0.01 μm以上50 μm以下。切刃10之曲率半徑之上限並未特別限定，例如可為30 μm，亦可為10 μm。切刃10之曲率半徑之下限並未特別限定，例如可為1 μm，亦可為0.1 μm。
如圖4所示，退刀面11亦可藉由複數個第2突起部4構成。於相對於切刃10之延伸方向B垂直之剖面，複數個第2突起部4各者亦可具有圓弧狀部分。複數個第2突起部4各者亦可為簇狀。與相對於側面21垂直之方向之側面21相接之金剛石層7之部分的厚度T4亦可較與相對於頂面22垂直之方向之頂面22相接之金剛石層7之部分的厚度T2更大。相對於側面21垂直之方向之第2突起部4之厚度T3亦可較相對於頂面22垂直之方向之複數個第1突起部1各者之厚度T1更大。
圖5係顯示第1實施形態之切削工具之第1突起部1之構成之立體模式圖。如圖5所示，複數個第1突起部1各者亦可具有例如藉由相對於半球交叉之平面將半球之一部分切除之切除後形狀。具體而言，複數個第1突起部1各者係藉由大致平面狀之第1傾斜部2，及大致球面狀之第1曲率部3構成。第1傾斜部2亦可凸狀彎曲。
接著，針對第1實施形態之切削工具之製造方法進行說明。 圖6係概略地顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之流程圖。第1實施形態之切削工具之製造方法主要包含：將金剛石層被覆於基材之步驟(S10：圖6)，及藉由離子束將金剛石層之一部分去除之步驟(S20：圖6)。
圖7係顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之第1步驟之剖面模式圖。如圖7所示，將金剛石層被覆於基材之步驟(S10：圖6)中，首先準備基材20。基材20之材料例如為包含WC(碳化鎢)等之粉末及Co(鈷)等之黏合劑之超硬合金。另，基材20不限於超硬合金，亦可為例如金屬陶瓷或陶瓷等。如圖7所示，基材20主要具有頂面22及側面21。頂面22為與成切削工具100之前刀面12之面對向之面。側面21為與成切削工具100之退刀面11之面對向之面。
圖8係顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之第2步驟之剖面模式圖。圖9係顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之第2步驟之俯視模式圖。如圖8及圖9所示，將金剛石層7被覆於基材20。具體而言，該金剛石層7之成膜係使用例如HFCVD(Hot Filament Chemical Vapor Deposition：熱絲化學氣相沉積)進行。金剛石層7之厚度例如為10 μm左右。如圖8所示，金剛石層7係以被覆頂面22及側面21之方式形成。被覆金剛石層7之步驟中，藉由複數個突起部8形成金剛石層7之表面。複數個突起部8之各者具有例如半球狀之形狀。具體而言，與頂面22對向之金剛石層7之部分的表面，及與側面21對向之金剛石層7之部分的表面係藉由複數個突起部8構成。
接著，實施藉由離子束，將金剛石層之一部分去除之步驟(S20：圖6)。具體而言，藉由使用離子蝕刻裝置，對成為前刀面12之面照射離子束，而將金剛石層7之一部分去除。作為離子束，係使用例如氧離子。藉由將氧離子照射於金剛石層7，使金剛石層7變換成一氧化碳或二氧化碳。藉此，金剛石變為氣體而被去除。
圖10係顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之第3步驟之剖面模式圖。離子束具有指向性。如圖10所示，使頂面22朝向上側，且使頂面22與側面21之脊線23朝向左側之情形時，自左上側對相對於頂面22傾斜之方向照射離子束。藉此，將複數個第1突起部1之各者之一部分去除。如圖10所示，以相對於脊線23之延伸方向B垂直之剖面觀察之情形時，離子束之照射方向I相對於頂面22之法線傾斜。自垂直於頂面22之方向觀察之情形時，離子束之照射方向I亦可相對於脊線23之延伸方向B大致垂直。
作為離子蝕刻裝置，可使用例如ELIONIX公司製之EIS200-ER。離子蝕刻之條件係離子束之照射時間為1小時，施加電壓為2500 V。一般而言，以離子束去除金剛石被膜之情形時，一面使基材20繞旋轉軸旋轉，一面將金剛石被膜自基材20去除。但，於本實施形態之切削工具之製造方法中，去除一部分金剛石層之步驟係不使基材20旋轉而進行。換言之，不使離子束相對於基材20之頂面22之照射方向變化地保持，同時將金剛石層7之一部分去除。藉此，形成包含複數個第1突起部1之前刀面12(參照圖4)。
接著，針對第1實施形態之切削工具之作用效果進行說明。 根據第1實施形態之切削工具100，複數個第1突起部1之各者具有第1傾斜部2，其隨著自切刃10遠離，而與頂面22垂直之方向之高度變大。因此，切屑可順暢地通過前刀面12之第1傾斜部2上。其結果，切屑之排出性提高。藉此，可減低切削工具之損傷，提高工具壽命。
又，根據第1實施形態之切削工具100，自相對於頂面22垂直之方向觀察，將第1傾斜部2之法線D3投影於頂面22之直線D2，與平行於頂面22之方向之切刃10之法線D1所成之角度θ為80°以下。藉此，可使切屑之排出方向與將第1傾斜部2之法線D3投影於頂面22之直線D2之方向大致平行。其結果，切屑之排出性進而提高。
再者，根據第1實施形態之切削工具100，自相對於頂面22垂直之方向觀察，複數個第1突起部1係遍及自切刃10起2 mm以內之區域設置。藉此，於切屑通過之區域之大部分，切屑易排出。
再者，根據第1實施形態之切削工具100，於剖面，切刃10之曲率半徑為0.01 μm以上50 μm以下。藉此，可改善鋒利度。
根據第1實施形態之切削工具100之製造方法，使頂面22朝向上側，且使頂面22與側面21之脊線朝向左側之情形時，藉由自左上側對相對於頂面22傾斜之方向照射離子束，而將複數個突起8之各者之一部分去除。藉此，可形成複數個第1突起部1。複數個第1突起部1之各者具有第1傾斜部2，其隨著自切刃10遠離，而與頂面22垂直之方向之高度變大。因此，切屑可順暢地通過前刀面12之第1傾斜部2上。其結果，切屑之排出性提高。藉此，減低切削工具之損傷，切削工具之壽命延長。
又，根據第1實施形態之切削工具100之製造方法，去除一部分金剛石層7之步驟係不使基材20旋轉而進行。藉此，可以簡易方法形成複數個第1突起部1。
(第2實施形態) 其次，針對第2實施形態之切削工具100之構成進行說明。以下，主要針對與第1實施形態之切削工具100不同之構成進行說明，對於相同說明不重複。
圖11係顯示第2實施形態之切削工具之前刀面12之構成之俯視模式圖。如圖11所示，自相對於頂面22垂直之方向觀察，將傾斜部2之法線投影於頂面22之直線D2，亦可相對於平行於頂面22之方向之切刃10之法線D1傾斜。自相對於頂面22垂直之方向觀察，將傾斜部2之法線投影於頂面22之直線D2，與平行於頂面22之方向之切刃10之法線D1所成之角度θ例如為80°以下。該角度θ例如可為60°以下，亦可為30°以下。自相對於頂面22垂直之方向觀察，將傾斜部2之法線投影於頂面22之直線D2，可相對於平行於頂面22之方向之切刃10之法線D1，於刀柄側傾斜，亦可於刀柄側之相反側(切削工具之前端側)傾斜。
另，第2實施形態之切削工具可藉由如下形成：於藉由離子束去除一部分金剛石層7之步驟(S20：圖6)中，自相對於頂面22垂直之方向觀察，使離子束之照射方向I相對於脊線23之延伸方向B之法線D1傾斜之狀態下，照射離子束。第2實施形態之切削工具中，亦可獲得與第1實施形態之切削工具同等之效果。
(第3實施形態) 其次，針對第3實施形態之切削工具100之構成進行說明。以下，主要針對與第1實施形態之切削工具100不同之構成進行說明，對於相同說明不重複。
圖12係顯示第3實施形態之切削工具之構成之剖面模式圖。自相對於側面21垂直之方向觀察，退刀面11亦可包含複數個第2突起部4。複數個第2突起部4亦可沿相對於切刃10之延伸方向B垂直之方向排列。同樣地，複數個第2突起部4亦可沿切刃10之延伸方向B排列。複數個第2突起部4亦可互相接觸。複數個第2突起部4之各者亦可具有鱗片狀。第2突起部4之數量亦可為多個。
如圖12所示，於相對於切刃10之延伸方向B垂直之剖面，複數個第2突起部4之各者具有第2傾斜部5，及第2曲率部6。第2曲率部6與第2傾斜部5相連。複數個第2突起部4之各者係藉由第2傾斜部5，及第2曲率部6構成。第2曲率部6位於相對於第2傾斜部5與切刃10之相反側。複數個第2突起部4之各者於自基材20遠離之方向突出。於剖面，第2傾斜部5隨著自切刃10遠離，而與頂面21垂直之方向之高度變大。第2傾斜部5之高度亦可隨著自切刃10遠離而單調增加。使側面21朝向上側，且使頂面22與側面21之脊線23朝向左側配置之情形時，第2傾斜部5亦可自左下向右上延伸。
第2傾斜部5相對於側面21傾斜。第2傾斜部5相對於側面21之角度f2可與第1傾斜面2相對於頂面22之角度f1相同，亦可不同。相對於側面21垂直之方向上，與側面21接觸之金剛石層7之部分的厚度T4可與相對於頂面22垂直之方向上，與頂面22接觸之金剛石層7之部分的厚度T2大致相同，亦可不同。相對於側面21垂直之方向之第2突出部之厚度T3，可與相對於頂面22垂直之方向之複數個第1突起部1之各者之厚度T1大致相同，亦可不同。如圖12所示，切刃10亦可藉由前刀面12之第1傾斜部2，及退刀面11之第2傾斜部5之邊界構成。藉此，切刃10可進而銳利地形成。
另，第3實施形態之切削工具可藉由如下形成：於藉由離子束去除一部分金剛石層7之步驟(S20：圖6)中，使離子束相對於基材20之照射方向變化。具體而言，使頂面22朝向上側，且使頂面22與側面21之脊線23朝向左側之情形時，自左上側對相對於頂面22傾斜之方向照射離子束。藉此，將複數個第1突起部1之各者之一部分去除。同樣地，使側面21朝向上側，且使頂面22與側面21之脊線23朝向左側之情形時，自左上側對相對於側面21傾斜之方向照射離子束。藉此，將複數個第2突起部4之各者之一部分去除。根據第3實施形態之切削工具，可抑制退刀面磨耗。
另，於第1～第3實施形態中，已針對切削工具100為球徑立銑刀之情形進行說明，但切削工具100並不限定於球徑立銑刀。切削工具100亦可為例如球頭立銑刀或鑽孔器等旋轉切削工具。 [實施例1]
以下，針對使用樣本1A～1C之切削工具之切削試驗之結果進行說明。首先，準備樣本1A～1C之切削工具。樣本1A係徑為12 mm之第1實施形態之切削工具(參照圖4)。
圖13係顯示樣本1B之切削工具之構成之剖面模式圖。如圖13所示，樣本1B之切削工具所具有之金剛石層7之前刀面12包含複數個第3突起部31。於相對於切刃10之延伸方向B垂直之剖面，複數個第3突起部31各者具有第3傾斜部32及第3曲率部33。第3曲率部33與第3傾斜部32相連。複數個第3突起部31各者係由第3傾斜部32及第3曲率部33構成。第3曲率部33相對於第3傾斜部32位於與切刃10為相反側。複數個第3突起部31之各者於自基材20遠離之方向突出。
於剖面，第3傾斜部32隨著自切刃10遠離，其與頂面22垂直之方向之高度變小。第3傾斜部32之高度亦可隨著自切刃10遠離而單調減少。將頂面22朝向上側、且將頂面22與側面21之脊線23朝向左側配置之情形時，第3傾斜部32自左上向右下延伸。樣本1B之切削工具之其他構成與樣本1A之切削工具相同。
圖14係顯示樣本1C之切削工具之構成之剖面模式圖。如圖14所示，樣本1C之切削工具所具有之金剛石層7之前刀面12包含複數個第4突起部41。於相對於切刃10之延伸方向B垂直之剖面，複數個第4突起部41之各者具有平坦部42、第4曲率部43，及第5曲率部44。第4曲率部43與平坦部42之一端相連。第5曲率部44與平坦部42之另一端相連。
複數個第4突起部41之各者係由平坦部42、第4曲率部43及第5曲率部44構成。第4曲率部43相對於平坦部42位於與切刃10為相反側。第5曲率部44相對於平坦部42位於與切刃10相同側。平坦部42位於第4曲率部43與第5曲率部44之間。複數個第4突起部41之各者於自基材20遠離之方向突出。
於剖面，平坦部42與頂面22大致平行。第4曲率部43之高度隨著自切刃10遠離而減少。第5曲率部44之高度隨著自切刃10遠離而增加。樣本1C之切削工具之其他構成與樣本1A之切削工具同樣。
接著，針對切削試驗條件進行說明。使用該等樣本，進行板厚10 mm之Ⅲ之餘緣切斷。切削條件設為切削速度V=150 m/min，進給量f=0.48 mm/rev，總切削長度為70 m。作為評估方法，確認切削70 m後之工具之切刃10與前刀面12之磨耗之大小。將其結果示於表1。
[表1]
如表1所示，樣本1A～1C之切削工具之前刀面磨耗量分別為30 μm、200 μm及60 μm。樣本1B之切削工具中，金剛石層剝離。樣本1A之切削工具之前刀面磨耗量最少。根據以上結果，確認於剖面，以隨著自切刃遠離而垂直於頂面之方向之高度變大之方式設置傾斜部，可減低前刀面磨耗量。 [實施例2]
以下，針對使用樣本2A～2C之切削工具之切削試驗之結果進行說明。首先，準備樣本2A～2C之切削工具。樣本2A～2C為第2實施形態之切削工具(參照圖11)，以將該等之角度θ設為表2所示之角度之方式製作。
接著，針對切削試驗條件進行說明。對該等樣本使用與實施例1同樣之切削試驗條件進行評估。將其結果示於表2。
[表2]
如表2所示，樣本2A～2C之切削工具之前刀面磨耗量分別為24 μm、32 μm及40 μm。前刀面磨耗量隨著角度θ變小而變少。確認若角度θ為80°以下，則前刀面磨耗量在可容許範圍內。 [實施例3]
以下，針對使用樣本3A～3C之切削工具之切削試驗之結果進行說明。首先，準備樣本3A～3C之切削工具。樣本3A～3C為第1實施形態之切削工具(參照圖4)，製作為與該等切刃之距離L如表3所示者。
接著，針對切削試驗條件進行說明。對該等樣本使用與實施例1同樣之切削試驗條件進行評估。將其結果示於表3。
[表3]
如表3所示，樣本3A～3C之切削工具之前刀面磨耗量分別為29 μm、32 μm及35 μm。前刀面磨耗量隨著與切刃之距離L變大而變少。可確認若突起部遍及自切刃起10 μm以內之區域設置，則前刀面磨耗量在可容許範圍內。 [實施例4]
以下，針對使用樣本4A～4E之切削工具之切削試驗之結果進行說明。首先，準備樣本4A～4E之切削工具。樣本4A～4E為第1實施形態之切削工具(參照圖4)，製作為該等切刃之曲率半徑如表4所示者。
接著，針對切削試驗條件進行說明。對該等樣本使用與實施例1同樣之切削試驗條件進行評估。將其結果示於表4。
[表4]
如表4所示，樣本4A～4E之切削工具之前刀面磨耗量分別為40 μm、24 μm、22 μm、35 μm及45 μm。樣本4A～4E之切削工具之退刀面磨耗量分別為40 μm、27 μm、26 μm、35 μm及45 μm。根據以上結果，確認切刃之曲率半徑在0.01 μm以上50 μm以下之範圍內，前刀面磨耗量及退刀面磨耗量變少。
應理解為，本次所揭示之實施形態及實施例之所有方面皆為例示而並非限制於其者。本發明之範圍非由上述說明表示而係由申請專利範圍表示，且涵蓋與申請專利範圍均等之意思及範圍內之所有變更。
本申請案係基於2017年8月22日申請之日本專利申請即申請案2017-159279號主張優先權。該日本專利申請所記載之全部記載內容藉由參照而援用於本說明書中。
1‧‧‧突起部(第1突起部)
2‧‧‧傾斜部(第1傾斜部)
2a‧‧‧第2外周部
3‧‧‧曲率部(第1曲率部)
3a‧‧‧邊界部
3b‧‧‧第1外周部
4‧‧‧第2突起部
5‧‧‧第2傾斜部
6‧‧‧第2曲率部
7‧‧‧金剛石層
9‧‧‧曲率部
10‧‧‧切刃
10a‧‧‧底刃
10b‧‧‧外周刃
11‧‧‧退刀面
11a‧‧‧第1退刀面部
11b‧‧‧第2退刀面部
12‧‧‧前刀面
12a‧‧‧第1前刀面部
12b‧‧‧第2前刀面部
14‧‧‧後跟面
15‧‧‧第1槽面
17‧‧‧第2槽面
19‧‧‧刀柄
20‧‧‧基材
21‧‧‧側面
22‧‧‧頂面
23‧‧‧脊線
31‧‧‧第3突起部
32‧‧‧第3傾斜部
33‧‧‧第3曲率部
41‧‧‧第4突起部
42‧‧‧平坦部
43‧‧‧第4曲率部
44‧‧‧第5曲率部
100‧‧‧切削工具
A‧‧‧中心軸
B‧‧‧延伸方向
D1‧‧‧切刃之法線
D2‧‧‧直線
D3‧‧‧傾斜部之法線
I‧‧‧照射方向
L‧‧‧距離
T1、T2、T3、T4‧‧‧厚度
W1、W2、W3、W4‧‧‧寬度
圖1係顯示第1實施形態之切削工具之構成之立體模式圖。 圖2係顯示第1實施形態之切削工具之構成之前視模式圖。 圖3係圖2之III區域之放大模式圖。 圖4係沿圖3之IV-IV線之剖面模式圖。 圖5係顯示第1實施形態之切削工具之第1突起部1之構成之立體模式圖。 圖6係概略地顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之流程圖。 圖7係顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之第1步驟之剖面模式圖。 圖8係顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之第2步驟之剖面模式圖。 圖9係顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之第2步驟之俯視模式圖。 圖10係顯示第1實施形態之切削工具之製造方法之第3步驟之剖面模式圖。 圖11係顯示第2實施形態之切削工具之前刀面12之構成之俯視模式圖。 圖12係顯示第3實施形態之切削工具之構成之剖面模式圖。 圖13係顯示樣本1B之切削工具之構成之剖面模式圖。 圖14係顯示樣本1C之切削工具之構成之剖面模式圖。

Claims (6)

  1. 一種切削工具，其係具備基材及被覆上述基材之金剛石層者， 上述金剛石層包含前刀面及與上述前刀面相連之退刀面， 上述前刀面與上述退刀面之脊線構成切刃， 上述基材包含與上述前刀面對向之頂面， 自相對於上述頂面垂直之方向觀察，上述前刀面包含複數個突起部， 於相對於上述切刃之延伸方向垂直之剖面，上述複數個突起部各者具有傾斜部及與上述傾斜部相連之曲率部， 於上述剖面，上述傾斜部隨著自上述切刃遠離，其與上述頂面垂直之方向之高度變大。
  2. 如請求項1之切削工具，其中自相對於上述頂面垂直之方向觀察，將上述傾斜部之法線投影於上述頂面之直線，與平行於上述頂面之方向之上述切刃之法線所成之角度為80°以下。
  3. 如請求項1或2之切削工具，其中自相對於上述頂面垂直之方向觀察，上述複數個突起部係遍及自上述切刃起2 mm以內之區域設置。
  4. 如請求項1或2之切削工具，其中於上述剖面，上述切刃之曲率半徑為0.01 μm以上50 μm以下。
  5. 一種切削工具之製造方法，其具備將金剛石層被覆於基材之步驟，及 藉由離子束將上述金剛石層之一部分去除之步驟， 上述切削工具具有前刀面及與上述前刀面相連之退刀面， 上述基材包含與上述前刀面對向之頂面及與上述退刀面對向之側面， 於被覆上述金剛石層之步驟中，藉由複數個突起部形成上述金剛石層之表面， 於去除上述金剛石層之一部分之步驟中，將上述頂面朝向上側，且將上述頂面與上述側面之脊線朝向左側之情形時，藉由自左上側對相對於上述頂面傾斜之方向照射上述離子束，而將上述複數個突起部各者之一部分去除。
  6. 如請求項5之切削工具之製造方法，其中於去除上述金剛石層之一部分之步驟中，以不使上述基材旋轉地進行。
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