WO2006003788A1 - 超精密加工用単結晶ダイヤモンド切削工具 - Google Patents

超精密加工用単結晶ダイヤモンド切削工具 Download PDF

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Miki Yoshinaga
Kazushi Obata
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Definitions

  • the present invention is applicable to crystalline materials such as Si, Ge, and CaF, cemented carbide, glass, and mold base materials.
  • the present invention relates to a single crystal diamond cutting tool for ultra-precise cutting of hard and brittle materials to be used.
  • Crystal materials such as 2 and hard brittle materials such as cemented carbide molds and glass are used, and ultra-precision diamond cutting tools are used to process these materials with high precision.
  • this cutting tool there is a diamond cutting tool with a single crystal diamond tip on the cutting edge.
  • a rake face is used to achieve good shape accuracy and surface roughness by curved turning of brittle materials.
  • a diamond tip having a conical shape see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-237803 (Patent Document 1)).
  • the bite nose is curved with a rounded shape, and a rake face is formed so as to have a negative rake angle.
  • Some are formed so as to form a part of a conical surface of a right cone (for example, see Japanese Patent Publication No. 64-64702 (Patent Document 2)).
  • the rake face of the blade portion formed of single crystal diamond as shown in FIGS. 5A to 5C has a rake angle.
  • Ultra-precise cutting method of crystal material such as diamond tool (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-347807 (Patent Document 3)) and ZnSe lens fixed to the tool body so as to have a negative angle of 25 to 60 °
  • the rake angle is -20 to 20 degrees
  • the clearance angle is 5 to 10 degrees
  • the cutting edge edge edge is 0.5 to 2 ⁇ m wide to prevent chipping.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 63-237803
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-64702
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 11-347807
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 10-43903
  • Fig. 4 shows the outline of cutting a workpiece into a spherical surface using a diamond tool with the most frequently used 2-axis control lathe.
  • the workpiece 11 rotates about the rotation axis 12 and is cut by sending the diamond tool 1 in the X-axis and Z-axis directions.
  • the height of the cutting edge varies depending on the position where the R-shaped cutting edge acts, so that stable cleaning cannot be performed, which may cause a shape error. This is because the position in the Y-axis direction changes, that is, the core height changes depending on the position where the cutting edge 5 acts as described above. Especially when processing aspherical surfaces, large shape errors are likely to occur.
  • the diamond cutting tool of the present invention can perform high-precision processing without causing a shape error of the material to be processed when performing ultra-fine cutting of a crystal material or a hard and brittle material. Long-life single crystal diamond with less cutting edge wear and micro-chipping A cutting tool is provided.
  • the first feature of the single crystal diamond cutting tool for ultra-precision machining of the present invention is a diamond cutting tool provided with a single crystal diamond tip having an R-shaped cutting edge at the tip,
  • At least the portion that acts as the cutting edge is formed with a constant R by the intersection of the first conical surface serving as the rake face and the second conical surface serving as the flank.
  • the radius of the edge is less than lOOnm, and the width of the first conical surface is 1-5 / ⁇ ⁇ .
  • a chip relief surface in a direction substantially perpendicular to the cutting direction is provided on a portion of the first conical surface opposite to the cutting edge ridge line.
  • the second feature is that an intersection of the first conical surface and the chip relief surface is an R surface having an R of a predetermined dimension.
  • a third feature is that the radius of the R plane is set to 0.1 to 1.0 ⁇ m.
  • the fourth feature is that the rake angle of the first conical surface is a negative angle, and the angle is 15 to 50 °.
  • the fifth feature is that there is no lattice defect in the diamond crystal within 100 m from the tip of the cutting edge.
  • the single-crystal diamond cutting tool of the present invention has good chip evacuation and can reduce cutting resistance when performing ultra-precise cutting processing of crystalline materials and hard and brittle materials. Accuracy is improved. In addition, the shape error of the work material does not occur and high-precision machining can be performed, and the life can be improved due to wear of the cutting edge and micro-chipping.
  • FIG. 1A is a plan view showing a single crystal diamond tool of the present invention.
  • FIG. 1B is a front view showing a single crystal diamond tool of the present invention.
  • FIG. 1C is a partially enlarged front view around the cutting edge of the single crystal diamond tool of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of a diamond tip of a single crystal diamond tool of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a diamond tip of a conventional single crystal diamond tool.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a machining state by a two-axis control lathe.
  • FIG. 5A is a plan view showing another example of a conventional single crystal diamond tool.
  • FIG. 5B is a front view showing another example of a conventional single crystal diamond tool.
  • FIG. 5C is a partially enlarged front view around the cutting edge in another example of a conventional single crystal diamond tool.
  • FIG. 6A is a plan view showing still another example of a conventional single crystal diamond tool.
  • FIG. 6B is a front view showing still another example of a conventional single crystal diamond tool.
  • FIG. 7A is a plan view showing another example of a diamond tip of a conventional single crystal diamond tool.
  • FIG. 7B is a front view showing another example of a diamond tip of a conventional single crystal diamond tool.
  • FIGS. 1A to 1C a single crystal diamond cutting tool is shown in FIGS. 1A to 1C, and an enlarged perspective view of the tip is shown in FIG.
  • a tip 2 made of single crystal diamond is fixed to the tip of a tool body 8 such as a cemented carbide by brazing.
  • the tip 2 has an R-shaped cutting edge 5 at the tip, and the cutting edge 5 is formed by the intersection of the surface 3 and the flank 4. That is, at least a portion of the surface 3 that acts as a cutting edge is formed by a first conical surface, and its width Is 1-5 ⁇ m, the rake angle is negative and the angle is 15-50 °.
  • flank 4 that acts as a cutting edge is formed by a second conical surface, and each surface has a flat surface connected to the conical surface on the rear end side.
  • a straight ridge line is formed at the intersection of the planes, which does not act as a cutting edge.
  • the effective rake angle does not change even when the working position of the R-shaped cutting edge changes, the machined surface becomes stable, and a highly accurate machined surface is obtained.
  • the control of the position of the cutting blade becomes easy. Also, by making the rake face a conical surface, a constant R cutting edge can be obtained.
  • the width of rake face 3 in this application is from point X where rake face 3 and flank face 4 intersect to point Y where rake face 3 and chip evacuation face 6 intersect as shown in Fig. 1C. Let's say the distance.
  • the roundness of the edge of the cutting edge 5 is a sharp cutting edge with a radius of less than lOOnm. By doing so, it becomes a sharp cutting edge and enables ultra-precise cutting.
  • a chip relief surface 6 is formed on the rear end side (the side opposite to the side where the cutting edge 5 is formed) of the conical portion of the rake face 3, and the chip relief surface 6 is approximately the cutting direction.
  • R plane 7 is formed at the intersection of rake face 3 and chip relief face 6.
  • single crystal diamond is set so that there is no lattice defect in the diamond crystal within a range of 100 m from the tip, and there is a lattice defect around the cutting edge 5. do not do. As a result, even if the cutting edge 5 is sharp as described above, the tool life is less prone to wear and micro-chipping.
  • a single crystal diamond tool of the present invention a diamond tool shown in FIGS. 1A to 1C (hereinafter referred to as an example of the present invention) was manufactured, and as a comparative example, a conventional single crystal diamond tool shown in FIG. And a single crystal diamond tool having a cutting edge shown in FIGS. 7A to 7B (hereinafter referred to as Comparative Example 2), and cutting the single crystal silicon.
  • the performance was compared.
  • the rake face width L is 1.2 m
  • the rake angle ⁇ is 15 ° of the negative angle
  • the radius r of the round edge of the cutting edge ridge is 60 nm
  • the radius P of the R face 7 is 0.3 ⁇ m. It was.
  • the rake face width L is 100 m
  • the rake angle ⁇ is 25 ° of the negative angle
  • the intersection of the rake face 3 and the chip relief face 6 is a pin angle
  • the radius r of the round edge of the cutting edge ridge is lOOnm.
  • the rake angle was 0 °
  • the radius r of the roundness of the cutting edge ridge was lOOnm.
  • the radius R of the cutting edge is 1.2 mm.
  • these diamond tools were mounted on a 2-axis control lathe, and a single crystal silicon spherical shape was processed by the CNC 2-axis control method.
  • the cutting conditions were wet machining with a spindle speed of the workpiece of 2000 rpm, a tool feed rate of 0.00175 mm / rev, and a machining allowance of 0.0015 mm.
  • a vibration acceleration sensor was attached to the rear end of the diamond tool to measure vibration acceleration.
  • the surface roughness Ra in the initial stage of the example of the present invention is 0.60067 m, and the surface roughness is gradually increased every time machining is repeated. It was a bad force. 60 sheets with acceptable surface roughness were covered.
  • the PV value was 0.042 m, the rms was 0.009 m, and the ij resistance (vibration calorie speed) during the calorific work was 0.05 G.
  • the surface roughness Ra at the initial stage of processing is 0.0138 ⁇ m, which is about twice the roughness of the present invention example, and chipping occurred when processing continued. It was. Also, the PV value was 0.008: m, rms «0.018 m, and the cutting resistance (vibration acceleration) during machining was 0.2 G, which was very high compared to the present invention example.
  • the single crystal diamond tool of the present invention has good chip evacuation and improves the accuracy of the work surface.
  • there is no shape error in the work material high-precision machining is possible, and the life of the workpiece is improved due to wear of the cutting edge and micro-chipping. To do it.
  • the single crystal diamond tool of the present invention can be used as a cutting tool for performing ultra-precise cutting such as a crystal material, a hard and brittle material, or a difficult-to-cut material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

　結晶材料や硬脆材料の超精密切削加工を行う場合に、切屑の排出性が良く切削抵抗の低減が図れて被加工面の精度が向上し、切れ刃の損耗やマイクロチッピングが起こりにくくて寿命の長い単結晶ダイヤモンド切削工具を提供する。先端にＲ形状の切れ刃稜を有するチップ（２）を設け、切れ刃稜のうち、少なくとも切れ刃（５）として作用する部分はすくい面（３）となる第１の円錐状の面と逃げ面（４）となる第２の円錐状の面が交差することにより一定のＲで形成され、切れ刃稜の丸みは半径１００ｎｍ未満で、第１の円錐状の面の幅は１～５μｍであり、第１の円錐状の面の切れ刃稜線と反対側の部分には切削方向と略垂直方向の切屑逃がし面（６）が設けられる。第１の円錐状の面と切り屑逃がし面との交差部はＲ面とし、その半径は、０．１～１．０μｍとする。第１の円錐状の面のすくい角は、ネガ角であり、その角度は１５～５０°とする。

Description

明 細 書
超精密加ェ用単結晶ダイヤモンド切削工具
技術分野
[0001] 本発明は、 Si、 Ge、 CaFなどの結晶材料や、超硬合金、ガラス、金型母材などに
2
用いる硬脆材料の超精密切削加工を行うための単結晶ダイヤモンド切削工具に関 する。
背景技術
[0002] 近年、デジタル家電などへのオプトエレクトロニクス技術の急速な普及と高精度、高 機能化した製品ニーズへ対応するために、 Si、 Ge、 CaF
2などの結晶材料や超硬合 金の金型、ガラスなどの硬脆材料が使われ、これらの材料を高精度に加工するため に超精密ダイヤモンド切削工具が使われている。この切削工具として、切れ刃に単結 晶ダイヤモンドチップを使ったダイヤモンドバイトがあり、そのダイヤモンドチップの具 体例として、脆性材料の曲面旋削で形状精度や表面粗さを良好に仕上げるために、 すくい面が円錐形状を有するダイヤモンドチップがある（例えば、特開昭 63— 2378 03号公報 (特許文献 1)参照)。
[0003] また、このダイヤモンドチップと同様の形状のものとして、バイトノーズ部にアールを つけて曲線状にし、負のすくい角となるようにすくい面を形成した単結晶バイトで、す くい面が直円錐の円錐面の一部をなすように形成されているものがある（例えば、特 開昭 64 - 64702号公報 (特許文献 2)参照)。
[0004] さらに、ハイシリコンアルミニウムや二レジスト铸鉄などの延性難削材を切削加工す るために図 5Aから 5Cに示すような単結晶ダイヤモンドで形成された刃部のすくい面 がすくい角を 25〜一 60° のネガ角になるよう工具本体に固定されたダイヤモンド バイト（例えば、特開平 11— 347807号公報 (特許文献 3)参照）や、 ZnSeレンズな ど結晶材料の超精密切削加工方法として、図 6Aおよび図 6Bに示すようなすくい角 が— 20〜20度、逃げ角が 5〜10度で、刃先の欠損を防止するために切れ刃エッジ が 0. 5〜2 μ mの幅で面取りされている単結晶ダイヤモンドバイトを用いて 1本のバイ トで 卩ェカも仕上げカ卩ェまでを行う方法がある（例えば、特開平 10— 43903号公 報 (特許文献 4)参照)。
特許文献 1：特開昭 63 - 237803号公報
特許文献 2：特開昭 64 - 64702号公報
特許文献 3：特開平 11― 347807号公報
特許文献 4:特開平 10— 43903号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上記の特許文献 3や 4のように単結晶ダイヤモンドバイトを用いて難削材、結晶材 料や硬脆材料の超精密切削加工を行う場合、切削加工面の精度や刃先のチッピン グを防止するために、すくい角をネガ角にすることが行われる。し力しながら、すくい 角をネガ角にする場合、一般的には図 3に示すように、すくい面を傾斜の付いた面に することになり、切れ刃の形状が R形状となったノイトでこのようなすくい面形状にす ると、以下のような問題が生じる。
[0006] 第 1に、すくい角をネガ角としても、実効のすくい角が切れ刃の作用位置によって異 なり先端部の切れ刃より後端側の切れ刃の方がすくい角の負の値が著しく小さくなる 。これは以下のような理由による。図 4はダイヤモンドバイトを使い、最も多用される 2 軸制御旋盤により被加工物を球面に切削加工する場合の概略を示したものである。 被カ卩ェ物 11は回転軸 12を中心に回転しており、ダイヤモンドバイト 1を X軸及び Z軸 方向に送ることで切削される。この場合、ダイヤモンドバイト 1が回転軸上にある時に は切れ刃 5のうち先端部の Aの部分が作用するので、この時はすくい面の傾斜してい る角度がすくい角になる。しかし、このダイヤモンドバイト 1が X軸及び Z軸方向に送ら れて切れ刃 5の Bの部分が作用するようになった時にはすく!、角が小さくなつてしまう 。このため、実効すくい角が変化し、被加工面粗さにバラツキを生じる。し力も、切れ 刃 5の作用する部分は Y軸方向（図 4に記載していないが、図の面に垂直な方向が Y 軸方向である）にも移動してしまうことになり、ダイヤモンドバイト 1を Y軸方向にも移動 させる必要が生じてくる。これは 3軸制御旋盤であれば Y軸方向にも移動可能である 1S 2軸制御旋盤だと移動不可能であり、超精密加工において 2軸制御旋盤が多用 される現状では、加工精度を悪くする原因となってしまう。 [0007] 第 2に、切れ刃が一定の Rにはならず、楕円形状の切れ刃になることによる問題が 生じる。このような切れ刃で球面や非球面形状の加工を行う場合には、一度切削加 ェを行い、その加工形状力 補正量を算出してカ卩ェプログラムを組み、そのプロダラ ムにより本来の加工を行う必要が生じる。これは、上記のように切れ刃 5が作用する位 置によって、 Y軸方向の位置が変わってしまうためであり、補正を行う必要があるため に非常に手間が力かってしまうという問題が生じる。
[0008] 第 3に、 R形状の切れ刃の作用する位置により、切れ刃の高さも異なるため安定し たカ卩ェができず、形状誤差の生じる原因にもなる。これは、上記のように切れ刃 5が 作用する位置によって、 Y軸方向の位置が変わってしまうすなわち芯高が変化してし まうためである。特に、非球面の加工を行う場合には、大きな形状誤差を生じやすい
[0009] 上記の 3つの問題については、特許文献 1や 2に記載の形状の切れ刃を有するェ 具とすれば、ある程度の解決は可能である。しカゝしながら、特許文献 3や 4に記載のも のと同様に切れ刃に沿ったすくい面の大きな部分がネガ角であるためにすく 、面と 被加工面との間に切屑が溜まりやすくなり、この切屑が被加工面の精度を悪ィ匕させる ことになる。これは、切れ刃の作用部分で発生した切屑が切れ刃の先端側から後端 側に流れて 、く時にすく 、面上を流れるため、すく 、面と被加工面との間に切屑が 溜まりやすくなつて、切屑の排出性にバラツキが生じ、加工面品位が安定せず被カロ 工面の精度を悪ィ匕させるものである。
[0010] また、各特許文献に記載の形状の切れ刃にするためにはダイヤモンドの加工量が 大きくなり製作費のアップに繋がる。これは、すくい面を形成する時に、ダイヤモンド の加工量が大きくなり、手間と時間がかかるためである。
[0011] さらには、上記のような材料の加工を行う場合、各特許文献に記載のようなダイヤモ ンドチップおよびダイヤモンドバイトを用いても切れ刃の損耗やマイクロチッビングが 起こり、工具寿命が短くなる恐れがある。
[0012] 以上のことから、本発明のダイヤモンド切削工具は、結晶材料や硬脆材料の超精 密切削加工を行う場合に、被加工材料の形状誤差が生じず高精度な加工ができ、し 力も切れ刃の損耗やマイクロチッビングが起こりにくくて寿命の長い単結晶ダイヤモン ド切削工具を提供するものである。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明の超精密加工用単結晶ダイヤモンド切削工具の第 1の特徴は、先端に R形 状の切れ刃稜を有する単結晶ダイヤモンドチップを設けたダイヤモンド切削工具で あって、
切れ刃稜のうち、少なくとも切れ刃として作用する部分はすくい面となる第 1の円錐 状の面と逃げ面となる第 2の円錐状の面が交差することにより一定の Rで形成され、 切れ刃稜の丸みは半径 lOOnm未満で、第 1の円錐状の面の幅は 1〜5 /ζ πιとする。 そして、第 1の円錐状の面の切れ刃稜線と反対側の部分には切削方向と略垂直方 向の切屑逃がし面が設けられたことである。
[0014] 第 2の特徴は、第 1の円錐状の面と切り屑逃がし面との交差部を所定寸法の Rを有 する R面としたことである。
[0015] 第 3の特徴は、 R面の半径は、 0. 1〜1. 0 μ mとしたことである。
第 4の特徴は、第 1の円錐状の面のすくい角は、ネガ角とし、その角度は 15〜50° としたことである。
[0016] 第 5の特徴は、切れ刃の先端から 100 m以内には、ダイヤモンド結晶中の格子欠 陥が存在しな 、ことである。
発明の効果
[0017] 本発明の単結晶ダイヤモンド切削工具は、結晶材料や硬脆材料の超精密切削加 ェを行う場合に、切屑の排出性が良く切削抵抗を低減させることができるので、被カロ 工面の精度が向上する。また、被加工材料の形状誤差が生じず高精度な加工がで き、切れ刃の損耗やマイクロチッビングが起こりに《て寿命を向上させることができる 図面の簡単な説明
[0018] [図 1A]本発明の単結晶ダイヤモンド工具を示す平面図である。
[図 1B]本発明の単結晶ダイヤモンド工具を示す正面図である。
[図 1C]本発明の単結晶ダイヤモンド工具の切れ刃周辺の部分拡大正面図である。
[図 2]本発明の単結晶ダイヤモンド工具のダイヤモンドチップの例を示す斜視図。 [図 3]従来の単結晶ダイヤモンド工具のダイヤモンドチップの例を示す斜視図。
[図 4]2軸制御旋盤による加工の状態を説明する図。
[図 5A]従来の単結晶ダイヤモンド工具の別の例を示す平面図である。
[図 5B]従来の単結晶ダイヤモンド工具の別の例を示す正面図である。
[図 5C]従来の単結晶ダイヤモンド工具の別の例における切れ刃周辺の部分拡大正 面図である。
[図 6A]従来の単結晶ダイヤモンド工具のさらに別の例を示す平面図である。
[図 6B]従来の単結晶ダイヤモンド工具のさらに別の例を示す正面図である。
[図 7A]従来の単結晶ダイヤモンド工具のダイヤモンドチップの別の例を示す平面図 である。
[図 7B]従来の単結晶ダイヤモンド工具のダイヤモンドチップの別の例を示す正面図 である。
符号の説明
[0019] 1 ダイヤモンドバイト
2 チップ
3 すくい面
4 逃げ面
5 切れ刃
6 切屑逃がし面
7 R面
8 工具本体
発明を実施するための最良の形態
[0020] 本発明の単結晶ダイヤモンド切削工具の例として、単結晶ダイヤモンドバイトを図 1 Aから図 1Cに、そのチップの拡大斜視図を図 2に示す。ダイヤモンドバイト 1は超硬 合金など力もなる工具本体 8の先端部に単結晶ダイヤモンドからなるチップ 2がろう付 けなどにより固定されている。チップ 2は先端に R形状の切れ刃 5を有しており、切れ 刃 5はすく 、面 3と逃げ面 4とが交差することにより形成されて 、る。すく 、面 3のうち、 少なくとも切れ刃として作用する部分は第 1の円錐状の面で形成されており、その幅 は 1〜5 μ m、すくい角はネガ角でその角度は 15〜50° になっている。また、逃げ面 4のうち、少なくとも切れ刃として作用する部分は第 2の円錐状の面で形成されており 、いずれの面も後端側には円錐状の面に連なる平面を有し、これらの平面の交差部 に切れ刃としては作用しな 、直線の稜線が形成されて 、る。
[0021] このような形状にすることで、 R形状の切れ刃の作用位置が変わっても実効すくい 角が変わらず、安定した加工面粗さになり、高精度な加工面が得られるとともに、切 れ刃の位置の制御が容易になる。また、すくい面を円錐状の面とすることで、一定の Rの切れ刃にすることができる。
[0022] なお、本願ですくい面 3の幅は、図 1Cに示すように、すくい面 3と逃げ面 4とが交差 する点 Xからすくい面 3と切屑逃がし面 6とが交差する点 Yまでの距離しとする。
[0023] 切れ刃 5の稜線の丸みは半径が lOOnm未満の鋭利な切れ刃になっている。このよ うにすることで、鋭利な刃先となり超精密切削加工が可能になる。
[0024] すくい面 3の円錐状の部分の後端側 (切れ刃 5が形成されている側と反対側）には 切屑逃がし面 6が形成されており、切屑逃がし面 6は切削方向と略垂直な面になって おり、すくい面 3と切屑逃がし面 6との交差部は R面 7が形成されている。これにより、 微小な幅の円錐状のすくい面との相乗効果により、切屑の排出性が向上し被加工面 の精度を低下させるなどの悪い影響を与えることがない。なお、切屑の排出性を向上 させ切削抵抗を低減させるために、 R面 7の Rの大きさ Pは 0. 1〜1. O /z mとするのが 好ましい。
[0025] 切れ刃 5を形成する時には、先端から 100 m以内の範囲にはダイヤモンド結晶中 の格子欠陥が存在しないように単結晶ダイヤモンドが設定されており、切れ刃 5周辺 には格子欠陥が存在しない。これにより、上記のように切れ刃 5を鋭利なものとしても 損耗やマイクロチッビングが起こりにくぐ工具寿命が長くなる。
実施例 1
[0026] 本発明の単結晶ダイヤモンド工具として、図 1Aから 1Cに示すダイヤモンドバイト（ 以下、本発明例とする）を製作し、比較例として図 5A力 5Cに示す従来の単結晶ダ ィャモンドバイト（以下、比較例 1とする）および図 7Aから 7Bに示す切れ刃を有する 単結晶ダイヤモンドバイト（以下、比較例 2とする）を製作し、単結晶シリコンを切削加 ェして性能の比較を行った。本発明例は、すくい面の幅 Lは 1. 2 m、すくい角 αは ネガ角の 15° 、切れ刃稜線の丸みの半径 rは 60nm、 R面 7の半径 Pは 0. 3 μ mとし た。比較例 1は、すくい面の幅 Lは 100 m、すくい角 αはネガ角の 25° 、すくい面 3 と切屑逃がし面 6との交差部はピン角とし、切れ刃稜線の丸みの半径 rは lOOnmとし た。比較例 2は、すくい角は 0° とし、切れ刃稜線の丸みの半径 rは lOOnmとした。な お、いずれのダイヤモンドバイトも、切れ刃稜の半径 Rは 1. 2mmである。
[0027] 切削加工は、これらのダイヤモンドバイトを 2軸制御旋盤に取り付け、 CNC2軸制御 方式により単結晶シリコンの球面形状の加工を行った。切削条件は、被加工物の主 軸回転数を 2000rpm、工具送り速度は 0. 00175mm/rev,取り代は 0. 0015mm とし、湿式加工とした。なお、加工中の切削抵抗を測定するため、ダイヤモンドバイト の後端側に振動加速度センサーを取り付けて振動加速度を測定した。
[0028] 以上のような工具および条件により切削加工を行った結果、本発明例のものは、加 ェ初期の表面粗さ Raは 0. 0067 mであり、加工を繰り返すごとに徐々に表面粗さ は悪ィ匕していった力 許容される表面粗さのものは 60枚カ卩ェできた。また、 PV値は 0 . 042 m、rmsは 0. 009 m、カロ工中の切肖 ij抵抗（振動カロ速度）は 0. 05Gであつ た。
[0029] これに対し、比較例 1は、加工初期の表面粗さ Raは 0. 0085 μ mであり、加工を繰 り返すごとに徐々に表面粗さは悪ィ匕していき、許容される表面粗さのものは 25枚であ つたので、本発明例に比べ半分以下の寿命となった。また、 PV値は 0. 047 m、 r msは 0. OlO ^ m,加工中の切削抵抗 (振動加速度）は 0. 08Gで本発明例より高く なった。
[0030] 比較例 2は、加工初期の表面粗さ Raは 0. 0138 μ mで本発明例の 2倍ほどの粗さ となり、加工を続けたらチッビングが発生したため 2枚し力加工できな力 た。また、 P V値は 0. 08: m、rms«0. 018 m、加工中の切削抵抗（振動加速度）は 0. 2G で、本発明例に比べて非常に高いものとなった。
[0031] 以上、説明したように本発明の単結晶ダイヤモンド工具は、切屑の排出性が良ぐ 被加工面の精度が向上することが分かる。また、被加工材料の形状誤差が生じず高 精度な加工ができ、切れ刃の損耗やマイクロチッビングが起こりに《て寿命が向上 することが分力つた。
産業上の利用可能性
本発明の単結晶ダイヤモンド工具は、結晶材料や硬脆材料、難削材などの超精密 切削加工を行うための切削工具に用いることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 先端に R形状の切れ刃稜を有する単結晶ダイヤモンドチップ（2)を設けたダイヤモ ンド切削工具であって、
前記切れ刃稜のうち、少なくとも切れ刃（5)として作用する部分はすくい面（3)とな る第 1の円錐状の面と逃げ面 (4)となる第 2の円錐状の面が交差することにより一定 の Rで形成され、前記切れ刃稜の丸みは半径 lOOnm未満で、前記第 1の円錐状の 面の幅は l〜5 /z mであり、前記第 1の円錐状の面の前記切れ刃稜線と反対側の部 分には切削方向と略垂直方向の切屑逃がし面（6)が設けられた、単結晶ダイヤモン ドエ具。
[2] 前記第 1の円錐状の面と前記切り屑逃がし面 (6)との交差部を R面とした、請求項 1 に記載の単結晶ダイヤモンド工具。
[3] 前記 R面の半径は、 0. 1~ 1. Ο μ mである、請求項 2に記載の単結晶ダイヤモンド 工具。
[4] 前記第 1の円錐状の面のすくい角は、ネガ角であり、その角度は 15〜50° である、 請求項 1に記載の単結晶ダイヤモンド切削工具。
[5] 前記切れ刃（5)の先端から 100 m以内には、ダイヤモンド結晶中の格子欠陥が 存在しな!、、請求項 1に記載の単結晶ダイヤモンド切削工具。
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