WO2020084958A1 - エンドミルおよびその製造方法 - Google Patents

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end mill
cutting
embedded
main body
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誠 中市
宏太 仲井
藤井　誠
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日東電工株式会社
神谷機工株式会社
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    • B23B27/18—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing
    • B23B27/20—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing with diamond bits or cutting inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
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    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
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    • B23P15/34—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools milling cutters

Definitions

  • the present invention relates to an end mill and its manufacturing method.
  • the end mill is widely known as one of the cutting tools.
  • An end mill typically has a main body that rotates about a rotation axis and a cutting blade attached to the surface of the main body.
  • a normal end mill is formed by cutting an integrated metal into a blade, but it is difficult to cut a sintered diamond blade to form a blade, and it is necessary to separately attach it to the body of the end mill.
  • the end mill may be required to have a small diameter (for example, an outer diameter of less than 10 mm) depending on the application. In such a small-diameter end mill, the mounting surface for mounting the cutting blade cannot be sufficiently secured in the main body, and it is often difficult to mount the cutting blade in the main body.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and its main purpose is to provide a cutting blade well attached to the main body while having a small diameter, and an end mill excellent in strength and durability and its simple structure. To provide a simple manufacturing method.
  • the end mill of the present invention includes a main body that is provided with an embedded portion and that rotates about a rotation axis; and a cutting blade that is embedded and fixed in the embedded portion and that is configured as an outermost diameter.
  • the cutting blade includes sintered diamond, the cutting blade has a helix angle of 0 °, and an outer diameter of less than 10 mm.
  • the cutting blade has a base made of a superhard material and a sintered diamond layer provided on one surface of the base.
  • the embedded portion has a depth of 0.30 mm to 1.50 mm.
  • the cutting blade is a seamless one-piece body, and its length in the rotation axis direction is 15 mm or more.
  • the upstream side in the rotation direction of the embedded portion as viewed from the rotation axis direction is projected more than the downstream side in the rotation direction of the embedded portion.
  • the depth of the embedded portion on the upstream side in the rotational direction is 0.50 mm to 1.50 mm
  • the depth on the downstream side in the rotational direction is 0.30 mm to 1.25 mm.
  • the main body is provided with a plurality of the embedding portions, and has a plurality of the cutting blades corresponding to the number of the embedding portions. According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing the above end mill can be provided.
  • the cutting blade is embedded in the embedded portion of the main body; and, with the cutting blade embedded in the embedded portion, the cutting blade is embedded in the embedded portion by vacuum brazing or high frequency brazing.
  • the cutting blade includes a base made of a superhard material and a sintered diamond layer provided on one surface of the base, and the manufacturing method is Both of the sintered diamond layers are fixed to the embedded portion by vacuum brazing.
  • the cutting blade is made of sintered diamond, and the manufacturing method fixes the sintered diamond to the embedded portion by vacuum brazing.
  • the embedded blade in a small-diameter end mill, is provided in the main body and the cutting blade is embedded and fixed in the embedded portion, so that the cutting blade is well attached to the main body and is excellent in strength and durability. End mill can be realized.
  • FIG. 1 (a) is a schematic plan view from the axial direction for explaining the structure of the end mill according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a schematic view of the end mill of FIG. 1 (a).
  • FIG. 6 is a schematic plan view seen from the axial direction for explaining the structure of the end mill according to another embodiment of the present invention.
  • It is a schematic plan view which shows an example of the shape of the non-linearly processed optical film which can be obtained by the manufacturing method of the optical film which uses the end mill by embodiment of this invention.
  • It is a schematic perspective view for explaining the cutting process of the optical film using the end mill according to the embodiment of the present invention.
  • 5 (a) to 5 (e) are schematic plan views illustrating a series of non-linear cutting processes as an example of the cutting process of the optical film using the end mill according to the embodiment of the present invention. .
  • FIG. 1 (a) is a schematic plan view from the axial direction for explaining the structure of the end mill according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is the end mill of FIG. 1 (a).
  • the end mill 100 of the illustrated example has a main body 20 that rotates about a rotary shaft 22 that extends in the vertical direction (the stacking direction of the works, the work is a cutting target in which optical films are stacked, and details will be described later), and the main body 20.
  • a cutting edge 10 protruding from the outermost diameter.
  • the end mill is typically a straight end mill.
  • the main body 20 is provided with the embedded portion 24, and the cutting blade 10 is embedded in the embedded portion 24 and fixed to the main body 20.
  • the cutting blade can be satisfactorily attached to the main body even if the end mill has a small diameter and it is difficult to sufficiently secure the attachment surface of the cutting blade on the main body surface. Therefore, a small-diameter end mill having a practically acceptable cutting ability can be actually manufactured. Furthermore, an end mill excellent in strength and durability can be realized.
  • the number of cutting blades 10 can be set according to the number of embedded portions 24.
  • the embedding portions 24, 24 are provided at two places, but the embedding portions may be provided at one place, three places, or four or more places.
  • the embedded portions are preferably provided in one to three places. That is, the number of cutting edges of the end mill is preferably 1 to 3. With such a configuration, since the interval between the cutting blades is appropriately secured, cutting scraps can be satisfactorily discharged. More preferably, the number of blades is two. With such a configuration, the rigidity of the cutting blade is ensured and the pocket is secured, so that the cutting waste can be satisfactorily discharged.
  • the embedding portions are preferably provided at positions symmetrical with respect to the rotation axis 22. With such a configuration, good cutting can be realized and the strength and durability of the end mill can be further improved.
  • the depth d of the embedded portion 24 is preferably 0.30 mm to 1.50 mm, more preferably 0.30 mm to 1.00 mm, and further preferably 0.30 mm to 0.70 mm. is there.
  • the depth of the embedded portion is in such a range, both the strength of fixing the cutting blade to the main body and the strength of the main body itself can be secured.
  • the depth of the embedded portion is less than 0.30 mm, the strength of fixing the cutting blade to the main body may be insufficient.
  • the depth of the embedded portion exceeds 1.50 mm, the strength of the main body itself may be insufficient.
  • the helix angle of the cutting blade 10 is 0 °.
  • the cutting surface may have a taper shape when viewed from the lateral direction, but the helix angle is 0 °.
  • the irregular processing means processing the optical film into a shape other than a rectangle, for example. In particular, a remarkable effect can be obtained when fine non-linear processing (deformation) is performed on the optical film using a small-diameter end mill.
  • a helix angle of 0 ° means that the cutting blade 10 extends in a direction substantially parallel to the rotary shaft 22, that is, the blade is not twisted with respect to the rotary shaft.
  • 0 ° means substantially 0 °, and also includes a case where a slight angle twist is caused by a processing error or the like.
  • the outer diameter of the end mill is less than 10 mm, preferably 3 mm to 9 mm, and more preferably 4 mm to 7 mm. According to the embodiment of the present invention, it is possible to actually manufacture an end mill having such a small outer diameter and practically acceptable cutting ability. As a result, for example, in fine non-linear processing (deformation processing) using such a small-diameter end mill, cracks and yellow bands of the optical film can be satisfactorily suppressed, and when the optical film has an adhesive layer. In this case, it is possible to satisfactorily suppress the lack of glue.
  • the "outer diameter of the end mill” refers to a value obtained by doubling the distance from the rotary shaft 22 to the cutting edge 10a.
  • the cutting blade 10 typically includes a cutting edge 10a, a rake face 10b, and a relief face 10c.
  • a pocket 30 may be defined by the rake face 10b and the body 20.
  • the cutting edge 10a may be flat as in the illustrated example, or may be sharp (for example, it may have an apex with an acute angle in plan view).
  • the shape of the escape surface 10c in plan view may be linear as in the illustrated example, may be curved (may have two escape surfaces), and may be a smooth curved shape. Good.
  • the relief surface 10c is preferably roughened. Any appropriate treatment can be adopted as the surface-roughening treatment. A typical example is blasting.
  • blocking refers to a phenomenon in which the optical films in the work adhere to each other with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive when the optical film includes an adhesive layer, and a scraping of the adhesive or the pressure-sensitive adhesive attached to the end surface. The dust will contribute to the adhesion between the optical films.
  • the cutting blade 10 includes sintered diamond. With such a configuration, fine non-linear processing (deformed processing) using the above-described small-diameter end mill can be favorably performed. More specifically, the cutting blade 10 may be composed of sintered diamond (substantially, may be composed of sintered diamond), or may be composed of sintered diamond as in the illustrated example. Good. In the illustrated example, the cutting blade 10 includes a base 11 made of a superhard material, and a sintered diamond layer 12 provided on one surface of the base 11 (a surface on the downstream side in the rotation direction R of the end mill). Have. The surface of the sintered diamond layer 12 becomes the rake face 10b of the cutting blade.
  • the cutting blade can be easily processed and cut out. Further, in the illustrated example, the effect of providing the embedded portion becomes remarkable. Details are as follows.
  • the attachment is typically performed by brazing, but the heat shrinkability differs between the base side and the sintered diamond layer side due to the laminated structure. As a result, the blade is often warped during brazing, making it difficult to attach the blade to the main body.
  • the cutting blade since the cutting blade is fixed in the embedded portion of the main body in a state of being embedded, the cutting blade can be attached even when the cutting blade is warped.
  • the thickness of the base portion 11 can be, for example, 0.2 mm to 2.0 mm, and can be, for example, 0.2 mm to 1.3 mm.
  • a cemented carbide alloy is typically mentioned.
  • the cemented carbide is typically a composite material in which carbides of IVa, Va, and VIa group metals of the periodic table are sintered with an iron-based metal such as Fe, Co, or Ni.
  • Specific examples of the cemented carbide include WC-Co alloys, WC-TiC-Co alloys, WC-TaC-Co alloys, WC-TiC-TaC-Co alloys, WC-Ni alloys, WC-Ni alloys.
  • the thickness of the sintered diamond layer 12 can be, for example, 0.5 mm to 1.5 mm.
  • the sintered diamond constituting the sintered diamond layer 12 is typically a polycrystalline diamond obtained by baking small particles of diamond together with a binder (for example, metal powder or ceramic powder) at high temperature and high pressure.
  • the thickness of the base portion 11 is thicker than the thickness of the sintered diamond layer 12. The characteristics of the sintered diamond can be adjusted by changing the type and blending ratio of the binder.
  • the cutting blade 10 is preferably a seamless one-piece along the length direction (rotation axis direction) of the main body 20.
  • the length of the cutting blade in the rotation axis direction is preferably 15 mm or more, more preferably 20 mm or more.
  • the length of the cutting blade in the rotation axis direction is, for example, 120 mm or less, preferably 100 mm or less, more preferably 50 mm or less. With such a length, when cutting the optical film, it is possible to cut a work in which a desired number of optical films are laminated, and thus it is possible to improve the cutting efficiency.
  • FIG. 2 is a schematic plan view seen from the axial direction for explaining the structure of an end mill according to another embodiment of the present invention.
  • the upstream portion 20u of the embedded portion 24 in the rotation direction R as viewed from the rotation axis direction is projected more than the downstream portion 20d.
  • the depth d1 of the embedded portion on the upstream side in the rotation direction is preferably 0.50 mm to 1.50 mm, more preferably 0.50 mm to 1.00 mm.
  • the depth d2 of the embedded portion on the downstream side in the rotation direction is preferably 0.30 mm to 1.25 mm, more preferably 0.30 mm to 0.75 mm.
  • the ratio d1 / d2 of d1 and d2 is preferably 1.20 to 1.67, and more preferably 1.33 to 1.67. If the ratio d1 / d2 is in such a range, there is an advantage that the structure can be more easily endured by the cutting conditions for processing the stacked optical films.
  • End Mill Manufacturing Method The end mill manufacturing method according to the embodiment of the present invention embeds the cutting blade 10 in the embedded portion 24 of the main body 20; and, with the cutting blade 10 embedded in the embedded portion 24, vacuum brazing or high frequency welding. Fixing the cutting blade 10 to the embedded portion 24 by brazing. A brief description will be given below.
  • the main body can be produced, for example, by processing a sintered body obtained by a powder metallurgy method known in the art into a cylindrical shape by a method known in the art.
  • the embedded portion is formed in the main body.
  • the embedding part may be formed by any suitable method. Specific examples of the forming method include laser processing and cutting processing.
  • a cutting blade is produced. If the cutting blade has a base made of cemented carbide and a layer of sintered diamond provided on one side of the base, the cutting blade can be made by the following procedure: A cutting blade forming piece having a predetermined shape is cut out from a base material having a bonded diamond layer. The cutting is performed by, for example, electric discharge machining or laser machining. Next, a cutting blade can be obtained by cutting the base portion of the obtained cutting blade forming piece to reduce the thickness to a predetermined thickness. When the cutting blade is made of sintered diamond, the cutting blade can be obtained by cutting a base material of sintered diamond.
  • the cutting blade obtained as described above is embedded in the embedded portion formed as described above (typically, the cutting blade is inserted into the embedded portion).
  • the cutting blade is fixed to the embedded portion with the cutting blade embedded in the embedded portion.
  • the cutting blade can be fixed to the embedded portion by vacuum brazing or high frequency brazing.
  • the vacuum brazing can satisfactorily adhere to the main body (embedded portion) even with a cutting blade containing sintered diamond. This is because residual oxygen and moisture during brazing can be removed, and thus the oxide film on the body surface can be destroyed and the oxide film can be prevented from being regenerated, so that the wettability of the body surface can be increased.
  • both the base portion and the sintered diamond layer are fixed to the main body (embedded portion) by vacuum brazing or high frequency brazing;
  • the sintered diamond is fixed to the main body (embedded portion) by vacuum brazing.
  • the end mills described in the above-mentioned items A and B can typically be suitably used in a method for producing an optical film.
  • the manufacturing method preferably includes cutting the end surface of the optical film.
  • the optical film examples include a polarizer, a retardation film, a polarizing plate (typically, a laminate of a polarizer and a protective film), a conductive film for a touch panel, a surface-treated film, and for these purposes.
  • a laminate for example, a circularly polarizing plate for antireflection, a polarizing plate with a conductive layer for a touch panel
  • the optical film includes an adhesive layer (eg, an adhesive layer, a pressure-sensitive adhesive layer).
  • the manufacturing method when a polarizing plate with an adhesive layer is adopted as an example of an optical film Specifically, each step in the method of manufacturing a planar polarizing plate with an adhesive layer as shown in FIG. 3 will be described. It is obvious to those skilled in the art that the optical film is not limited to the polarizing plate with the pressure-sensitive adhesive layer, and that the planar shape of the polarizing plate with the pressure-sensitive adhesive layer is not limited to the planar shape of FIG. That is, the end mill according to the embodiment of the present invention can be applied to a method for manufacturing any optical film having any shape.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining the cutting process of the optical film, and the work piece 200 is shown in this figure.
  • a work 200 in which a plurality of optical films (polarizing plates with pressure-sensitive adhesive layers) are stacked is formed.
  • the pressure-sensitive adhesive layer-attached polarizing plate can be manufactured by a method well known and commonly used in the art, and thus a detailed description of the manufacturing method is omitted.
  • the polarizing plate with the pressure-sensitive adhesive layer is typically cut into any appropriate shape when forming a work.
  • the pressure-sensitive adhesive layer-attached polarizing plate may be cut into a rectangular shape, may be cut into a shape similar to the rectangular shape, or may be cut into an appropriate shape (for example, a circle) according to the purpose. It may have been done. Moreover, the polarizing plate with the pressure-sensitive adhesive layer may be cut so that the polarizing plate with the pressure-sensitive adhesive layer has an opening. In the illustrated example, the pressure-sensitive adhesive layer-attached polarizing plate is cut into a rectangular shape, and the work 200 has outer peripheral surfaces (cutting surfaces) 200a and 200b facing each other and outer peripheral surfaces (cutting surfaces) 200c and 200d orthogonal thereto.
  • the work 200 is preferably clamped from above and below by a clamp means (not shown).
  • the total thickness of the work is preferably 10 mm to 50 mm, more preferably 15 mm to 25 mm, and further preferably about 20 mm. With such a thickness, it is possible to prevent damage due to the pressing by the clamp means or the impact during cutting.
  • the polarizing plates with the pressure-sensitive adhesive layer are stacked so that the works have such a total thickness.
  • the number of pressure-sensitive adhesive layer-attached polarizing plates constituting the work may be, for example, 20 to 100.
  • the clamp means (eg, jig) may be made of a soft material or a hard material.
  • its hardness is preferably 60 ° to 80 °. If the hardness is too high, the pressing trace by the clamp means may remain. If the hardness is too low, the jig may be deformed to cause positional deviation, resulting in insufficient cutting accuracy.
  • a predetermined position on the outer peripheral surface of the work 200 is cut by the end mill 100.
  • the end mill 100 is typically held by a machine tool (not shown), is rotated at a high speed around the rotation axis of the end mill, and is fed in a direction intersecting with the rotation axis while the cutting blade is placed on the outer peripheral surface of the workpiece 200. Used by abutting and cutting. That is, the cutting is typically performed by bringing the cutting blade of the end mill into contact with the outer peripheral surface of the work 200 to make a cut.
  • chamfered portions 200E, 200F, 200G, and 200H are formed at four corners of the outer periphery of the work 200, and the chamfered portion 200E is formed.
  • a recess 200I is formed at the center of the outer peripheral surface connecting with 200H.
  • FIG. 5 (a) the portion where the chamfered portion 200E of FIG. 2 is formed is chamfered, and then, as shown in FIGS. 5 (b) to 5 (d), the chamfered portion 200F, The portions where 200G and 200H are formed are sequentially chamfered. Finally, as shown in FIG. 5E, the recess 200I is cut and formed.
  • the chamfered portions 200E, 200F, 200G and 200H, and the recess 200I are formed in this order, but they may be formed in any appropriate order.
  • the cutting conditions can be appropriately set according to the configuration of the polarizing plate with the pressure-sensitive adhesive layer, the desired shape, and the like.
  • the rotation speed (rotation speed) of the end mill is preferably less than 25000 rpm, more preferably 22000 rpm or less, and further preferably 20000 rpm or less.
  • the lower limit of the rotation speed of the end mill can be, for example, 10,000 rpm.
  • the feed speed of the end mill is preferably 500 mm / min to 10000 mm / min, more preferably 500 mm / min to 2500 mm / min, and further preferably 800 mm / min to 1500 mm / min.
  • the cut amount of the end mill is preferably 0.8 mm or less, more preferably 0.3 mm or less.
  • the number of cuts at the cutting location by the end mill may be one cut, two cuts, three cuts or more.
  • a polarizing plate with a pressure-sensitive adhesive layer that has been machined can be obtained using the end mill according to the embodiment of the present invention.
  • a polarizing plate with a pressure-sensitive adhesive layer including a non-linearly processed portion can be obtained.
  • the end mill of the present invention can be suitably used for cutting an optical film.
  • the optical film machined by the end mill of the present invention can be used for, for example, an instrument panel of a car or a deformed image display section represented by a smart watch.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

小径でありながら本体に切削刃が良好に取り付けられており、強度および耐久性に優れたエンドミルおよびその簡便な製造方法が提供される。本発明のエンドミルは、埋め込み部が設けられた、回転軸を中心として回転する本体と；埋め込み部に埋め込まれて固着された、最外径として構成される切削刃と；を有する。このエンドミルは、切削刃が焼結ダイヤモンドを含み、切削刃のねじれ角が０°であり、外径が１０ｍｍ未満である。本発明のエンドミルの製造方法は、切削刃を本体の埋め込み部に埋め込むこと；および、切削刃を埋め込み部に埋め込んだ状態で、真空ろう付けまたは高周波ろう付けにより切削刃を埋め込み部に固着すること；を含む。

Description

エンドミルおよびその製造方法
　本発明は、エンドミルおよびその製造方法に関する。
　切削工具の１つとしてエンドミルが広く知られている。エンドミルは、代表的には、回転軸を中心として回転する本体と当該本体表面に取り付けられた切削刃とを有する。
特開２０１６－１８２６５８号公報
　エンドミルの刃物材質は多数あるが、本発明者らは切削刃の摩耗対策として焼結ダイヤモンド刃を用いることを検討した。通常のエンドミルは一体の金属を削って刃物成形されるが、焼結ダイヤモンド刃は削って刃を形成することが難しく、エンドミルの本体に別途取り付けする必要がある。 エンドミルは用途によっては小径（例えば、外径が１０ｍｍ未満）を要求される場合がある。このような小径のエンドミルは、切削刃を取り付けるための取り付け面を本体に十分に確保することができず、切削刃を本体に取り付けることが困難である場合が多い。
　本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、小径でありながら本体に切削刃が良好に取り付けられており、強度および耐久性に優れたエンドミルおよびその簡便な製造方法を提供することにある。
　本発明のエンドミルは、埋め込み部が設けられた、回転軸を中心として回転する本体と；該埋め込み部に埋め込まれて固着された、最外径として構成される切削刃と；を有する。このエンドミルは、切削刃が焼結ダイヤモンドを含み、切削刃のねじれ角が０°であり、外径が１０ｍｍ未満である。
　１つの実施形態においては、上記切削刃は、超硬材料で構成された基部と、該基部の一方の面に設けられた焼結ダイヤモンド層と、を有する。
　１つの実施形態においては、上記埋め込み部の深さは０．３０ｍｍ～１．５０ｍｍである。
　１つの実施形態においては、上記切削刃は継ぎ目のない一体物であり、その上記回転軸方向の長さは１５ｍｍ以上である。
　１つの実施形態においては、上記本体は、上記回転軸方向から見た上記埋め込み部の回転方向上流側が、該埋め込み部の回転方向下流側よりも突出している。
　１つの実施形態においては、上記埋め込み部の回転方向上流側の深さは０．５０ｍｍ～１．５０ｍｍであり、回転方向下流側の深さは０．３０ｍｍ～１．２５ｍｍである。
　１つの実施形態においては、上記本体には上記埋め込み部が複数設けられ、該埋め込み部の数に対応して上記切削刃を複数有する。
　本発明の別の局面によれば、上記エンドミルの製造方法が提供され得る。この製造方法は、上記切削刃を上記本体の上記埋め込み部に埋め込むこと；および、該切削刃を該埋め込み部に埋め込んだ状態で、真空ろう付けまたは高周波ろう付けにより該切削刃を該埋め込み部に固着すること；を含む。
　１つの実施形態においては、上記切削刃は、超硬材料で構成された基部と、該基部の一方の面に設けられた焼結ダイヤモンド層と、を有し、上記製造方法は、該基部および該焼結ダイヤモンド層の両方を、上記埋め込み部に真空ろう付けにより固着する。
　別の実施形態においては、上記切削刃は焼結ダイヤモンドで構成され、上記製造方法は、該焼結ダイヤモンドを上記埋め込み部に真空ろう付けにより固着する。
　本発明によれば、小径のエンドミルにおいて、本体に埋め込み部を設けて当該埋め込み部に切削刃を埋め込んで固着することにより、本体に切削刃が良好に取り付けられており、強度および耐久性に優れたエンドミルを実現することができる。
図１（ａ）は、本発明の１つの実施形態によるエンドミルの構造を説明するための軸方向から見た概略平面図であり；図１（ｂ）は、図１（ａ）のエンドミルの概略斜視図である。 本発明の別の実施形態によるエンドミルの構造を説明するための軸方向から見た概略平面図である。 本発明の実施形態によるエンドミルを用いる光学フィルムの製造方法により得られ得る非直線加工された光学フィルムの形状の一例を示す概略平面図である。 本発明の実施形態によるエンドミルを用いた光学フィルムの切削加工を説明するための概略斜視図である。 図５（ａ）～図５（ｅ）は、本発明の実施形態によるエンドミルを用いた光学フィルムの切削加工の一例である非直線的な切削加工の一連の手順を説明する概略平面図である。
　以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、見やすくするために図面は模式的に表されており、さらに、図面における長さ、幅、厚み等の比率、ならびに角度等は、実際とは異なっている。
Ａ．エンドミル
　図１（ａ）は、本発明の１つの実施形態によるエンドミルの構造を説明するための軸方向から見た概略平面図であり；図１（ｂ）は、図１（ａ）のエンドミルの概略斜視図である。図示例のエンドミル１００は、鉛直方向（ワークの積層方向、ワークは光学フィルムを積層した切削対象物であり、詳細については後述する）に延びる回転軸２２を中心として回転する本体２０と、本体２０から突出し最外径として構成される切削刃１０と、を有する。エンドミルは、代表的にはストレートエンドミルである。本発明の実施形態においては、本体２０には埋め込み部２４が設けられ、切削刃１０は埋め込み部２４に埋め込まれて本体２０に固着されている。このような構成であれば、エンドミルが小径であり本体表面に切削刃の取り付け面を十分に確保することが困難であっても、本体に切削刃を良好に取り付けることができる。したがって、実用上許容可能な切削能力を有する小径のエンドミルを実際に作製することができる。さらに、強度および耐久性に優れたエンドミルを実現することができる。
　埋め込み部２４の数に対応して、切削刃１０の数が設定され得る。図示例では２か所に埋め込み部２４、２４が設けられているが、埋め込み部は１か所に設けられてもよく、３か所に設けられてもよく、４か所以上に設けられてもよい。埋め込み部は、好ましくは１か所～３か所に設けられる。すなわち、エンドミルの切削刃の数は、好ましくは１枚～３枚である。このような構成であれば、切削刃同士の間隔が適切に確保されるので、切削クズを良好に排出することができる。より好ましくは、刃数は２枚である。このような構成であれば、切削刃の剛性が確保され、かつ、ポケットが確保されて切削クズを良好に排出することができる。なお、埋め込み部が複数設けられる場合には、埋め込み部は、好ましくは回転軸２２に対して対称な位置に設けられる。このような構成であれば、良好な切削が実現されるとともに、エンドミルの強度および耐久性がさらに向上し得る。
　図示例においては、埋め込み部２４の深さｄは、好ましくは０．３０ｍｍ～１．５０ｍｍであり、より好ましくは０．３０ｍｍ～１．００ｍｍであり、さらに好ましくは０．３０ｍｍ～０．７０ｍｍである。埋め込み部の深さがこのような範囲であれば、切削刃の本体への固着強度および本体自体の強度の両方を確保することができる。埋め込み部の深さが０．３０ｍｍ未満である場合には、切削刃の本体への固着強度が不十分である場合がある。埋め込み部の深さが１．５０ｍｍを超える場合には、本体自体の強度が不十分である場合がある。
　本発明の実施形態においては、切削刃１０のねじれ角は０°である。このような構成であれば、後述する光学フィルムの切削を良好に行うことができる。より詳細には、ねじれ角を有する切削刃を用いて切削（例えば、異形加工または非直線加工）する場合、切削面が横方向からみてテーパー状となる場合があるところ、ねじれ角が０°の切削刃を用いることにより、切削面がテーパー状となることを抑制することができる。ここで、異形加工とは、例えば光学フィルムを矩形以外の形状に加工することを言う。特に、小径のエンドミルを用いて光学フィルムに微細な非直線加工（異形加工）を行う場合に顕著な効果が得られ得る。なお、本明細書において「ねじれ角が０°」とは、切削刃１０が回転軸２２と実質的に平行な方向に延びていること、言い換えれば、刃が回転軸に対してねじれていないことをいう。なお、「０°」は実質的に０°であるという意味であり、加工誤差等によりわずかな角度ねじれている場合も包含する。
　本発明の実施形態においては、エンドミルの外径は１０ｍｍ未満であり、好ましくは３ｍｍ～９ｍｍであり、より好ましくは４ｍｍ～７ｍｍである。本発明の実施形態によれば、このような小さな外径を有し、かつ、実用上許容可能な切削能力を有するエンドミルを実際に作製することができる。その結果、例えばこのような小径のエンドミルを用いた微細な非直線加工（異形加工）において、光学フィルムのクラックおよびイエローバンドを良好に抑制することができ、さらに、光学フィルムが接着層を有する場合には糊欠けを良好に抑制することができる。なお、本明細書において「エンドミルの外径」とは、回転軸２２から刃先１０ａまでの距離を２倍したものをいう。
　切削刃１０は、代表的には、刃先１０ａとすくい面１０ｂと逃がし面１０ｃとを含む。すくい面１０ｂと本体２０とによりポケット３０が規定され得る。刃先１０ａは、図示例のように平坦であってもよく、鋭利であってもよい（例えば、平面視で鋭角の頂点を有していてもよい）。逃がし面１０ｃの平面視形状は、図示例のように直線状であってもよく、屈曲状であってもよく（２つの逃がし面を有していてもよく）、滑らかな曲線状であってもよい。逃がし面１０ｃは、好ましくは、粗面化処理されている。粗面化処理としては、任意の適切な処理が採用され得る。代表例としては、ブラスト処理が挙げられる。逃がし面に粗面化処理を施すことにより、光学フィルムを切削加工する場合であって当該光学フィルムが接着層（例えば、接着剤層、粘着剤層）を含む場合に切削刃への接着剤または粘着剤の付着が抑制され、結果として、ブロッキングが抑制され得る。本明細書において「ブロッキング」とは、光学フィルムが接着層を含む場合にワークにおける光学フィルム同士が端面の接着剤または粘着剤で接着する現象をいい、端面に付着する接着剤または粘着剤の削りカスが光学フィルム同士の接着に寄与することとなる。
　本発明の実施形態においては、切削刃１０は、焼結ダイヤモンドを含む。このような構成であれば、上記のような小径のエンドミルを用いた微細な非直線加工（異形加工）を良好に行うことができる。より詳細には、切削刃１０は、焼結ダイヤモンドで構成されていてもよく（実質的に、焼結ダイヤモンドからなってもよく）、図示例のように焼結ダイヤモンドを含んで構成されていてもよい。図示例においては、切削刃１０は、超硬材料で構成された基部１１と、基部１１の一方の面（エンドミルの回転方向Ｒの下流側の面）に設けられた焼結ダイヤモンド層１２と、を有する。焼結ダイヤモンド層１２の表面が、切削刃のすくい面１０ｂとなる。図示例の構成であれば、切削刃の加工および切り出しが容易である。さらに、図示例においては、埋め込み部を設けることによる効果が顕著なものとなる。詳細は以下のとおりである。このような積層構造の切削刃を本体に取り付ける場合、取り付けは代表的にはろう付けで行われるところ、積層構造に起因して熱収縮性が基部側と焼結ダイヤモンド層側とで異なる。その結果、ろう付けによる取り付けの際に切削刃に反りが生じる場合が多く、切削刃の本体への取り付けが困難となる。本発明の実施形態によれば、本体の埋め込み部に切削刃を埋め込んだ状態で固着するので、切削刃に反りが生じた場合であっても取り付けが可能となる。
　図示例においては、基部１１の厚みは、例えば０．２ｍｍ～２．０ｍｍ、また例えば０．２ｍｍ～１．３ｍｍであり得る。基部１１を構成する超硬材料としては、代表的には、超硬合金が挙げられる。超硬合金は、代表的には、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属の炭化物をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの鉄系金属で焼結した複合材料をいう。超硬合金の具体例としては、ＷＣ－Ｃｏ系合金、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ系合金、 ＷＣ－ＴａＣ－Ｃｏ系合金、 ＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏ系合金、ＷＣ－Ｎｉ系合金、ＷＣ－Ｎｉ－Ｃｒ系合金が挙げられる。焼結ダイヤモンド層１２の厚みは、例えば０．５ｍｍ～１．５ｍｍであり得る。焼結ダイヤモンド層１２を構成する焼結ダイヤモンドは、代表的には、ダイヤモンドの小さな粒をバインダー（例えば、金属粉、セラミックス粉）と共に高温・高圧で焼き固めた多結晶ダイヤモンドである。本実施形態においては、基部１１の厚みは、焼結ダイヤモンド層１２の厚みより厚い。バインダーの種類および配合比率等を変化させることにより、焼結ダイヤモンドの特性を調整することができる。
　切削刃１０は、好ましくは、本体２０の長さ方向（回転軸方向）に沿って継ぎ目のない一体物である。切削刃が継ぎ目のない一体物であることにより、切削能力、強度および耐久性がさらに向上し得る。切削刃の回転軸方向の長さは、好ましくは１５ｍｍ以上であり、より好ましくは２０ｍｍ以上である。また、切削刃の回転軸方向の長さは、例えば １２０ｍｍ以下、好ましくは１００ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下である。このような長さであれば、光学フィルムを切削加工する場合に、光学フィルムを所望の枚数積層したワークを切削加工することができるので、切削加工の効率を向上させることができる。
　図２は、本発明の別の実施形態によるエンドミルの構造を説明するための軸方向から見た概略平面図である。本実施形態によれば、本体２０は、回転軸方向から見た埋め込み部２４の回転方向Ｒの上流側の部分２０ｕが、下流側の部分２０ｄよりも突出している。このような構成であれば、切削クズをさらに良好に排出することができる。埋め込み部の回転方向上流側の深さｄ１は、好ましくは０．５０ｍｍ～１．５０ｍｍであり、より好ましくは０．５０ｍｍ～１．００ｍｍである。埋め込み部の回転方向下流側の深さｄ２は、好ましくは０．３０ｍｍ～１．２５ｍｍであり、より好ましくは０．３０ｍｍ～０．７５ｍｍである。ｄ１およびｄ２がこのような範囲であれば、上記の優れた切削クズ排出性を実現しつつ、切削刃の本体への固着強度および本体自体の強度の両方を確保することができる。ｄ１とｄ２との比ｄ１／ｄ２は、好ましくは１．２０～１．６７であり、より好ましくは１．３３～１．６７である。比ｄ１／ｄ２がこのような範囲であれば、積載された光学フィルム加工の切削条件により耐えやすい構造となるという利点がある。
Ｂ．エンドミルの製造方法
　本発明の実施形態によるエンドミルの製造方法は、切削刃１０を本体２０の埋め込み部２４に埋め込むこと；および、切削刃１０を埋め込み部２４に埋め込んだ状態で、真空ろう付けまたは高周波ろう付けにより切削刃１０を埋め込み部２４に固着すること；を含む。以下、簡単に説明する。
　まず、本体を作製する。本体は、例えば、当業界で周知の粉末冶金法で得られた焼結体を業界で周知の方法で円柱形状に加工することにより作製され得る。次に、本体に埋め込み部を形成する。埋め込み部は、任意の適切な方法で形成され得る。形成方法の具体例としては、レーザー加工、切削加工が挙げられる。一方で、切削刃を作製する。切削刃が超硬材料で構成された基部と当該基部の一方の面に設けられた焼結ダイヤモンド層とを有する場合には、切削刃は以下の手順で作製され得る：最初に、基部と焼結ダイヤモンド層とを有する母材から所定形状の切削刃形成片を切り出す。切り出しは、例えば、放電加工またはレーザー加工により行われる。次に、得られた切削刃形成片の基部を切削して厚みを所定厚みまで小さくすることにより、切削刃が得られ得る。切削刃が焼結ダイヤモンドで構成される場合には、切削刃は、焼結ダイヤモンドの母材を切削加工することにより得られ得る。
　次に、上記のようにして形成された埋め込み部に、上記のようにして得られた切削刃を埋め込む（代表的には、切削刃を埋め込み部に挿入する）。最後に、切削刃を埋め込み部に埋め込んだ状態で、切削刃を埋め込み部に固着する。具体的には、切削刃は、真空ろう付けまたは高周波ろう付けにより埋め込み部に固着され得る。真空ろう付けは、焼結ダイヤモンドを含む切削刃であっても本体（埋め込み部）に良好に固着することができる。ろう付け時の残留酸素および水分を除去することができ、したがって本体表面の酸化被膜を破壊しかつ酸化被膜の再生を防止できるので、本体表面の濡れ性を増大させることができるからである。なお、切削刃が基部と焼結ダイヤモンド層とを有する場合には、基部および焼結ダイヤモンド層の両方が真空ろう付けまたは高周波ろう付けにより本体（埋め込み部）に固着され；切削刃が焼結ダイヤモンドで構成される場合には、焼結ダイヤモンドが真空ろう付けにより本体（埋め込み部）に固着される。
Ｃ．エンドミルの使用方法
　上記Ａ項およびＢ項に記載のエンドミルは、代表的には、光学フィルムの製造方法に好適に用いられ得る。当該製造方法は、好ましくは、光学フィルムの端面を切削加工することを含む。
　光学フィルムの具体例としては、偏光子、位相差フィルム、偏光板（代表的には、偏光子と保護フィルムとの積層体）、タッチパネル用導電性フィルム、表面処理フィルム、ならびに、これらを目的に応じて適切に積層した積層体（例えば、反射防止用円偏光板、タッチパネル用導電層付偏光板）が挙げられる。１つの実施形態においては、光学フィルムは、接着層（例えば、接着剤層、粘着剤層）を含む。本発明の実施形態によるエンドミルを用いることにより、接着層を含む光学フィルムであっても、切削加工における糊欠けを抑制することができる。
　以下、光学フィルムの一例として粘着剤層付偏光板を採用した場合の製造方法について説明する。具体的には、図３に示すような平面形状の粘着剤層付偏光板の製造方法における各工程を説明する。なお、光学フィルムが粘着剤層付偏光板に限定されないこと、および、粘着剤層付偏光板の平面形状が図３の平面形状に限定されないことは当業者に自明である。すなわち、本発明の実施形態によるエンドミルは、任意の形状の任意の光学フィルムの製造方法に適用され得る。
Ｃ－１．ワークの形成
　図４は、光学フィルムの切削加工を説明するための概略斜視図であり、本図にワーク２００が示されている。図４に示すように、光学フィルム（粘着剤層付偏光板）を複数枚重ねたワーク２００が形成される。粘着剤層付偏光板は、業界で周知慣用の方法により製造され得るので、当該製造方法の詳細な説明は省略する。粘着剤層付偏光板は、ワーク形成に際し、代表的には任意の適切な形状に切断されている。具体的には、粘着剤層付偏光板は矩形形状に切断されていてもよく、矩形形状に類似する形状に切断されていてもよく、目的に応じた適切な形状（例えば、円形）に切断されていてもよい。また、粘着剤層付偏光板に開口が設けられるように粘着剤層付偏光板が切断されていてもよい。図示例では、粘着剤層付偏光板は矩形形状に切断されており、ワーク２００は、互いに対向する外周面（切削面）２００ａ、２００ｂおよびそれらと直交する外周面（切削面）２００ｃ、２００ｄを有している。ワーク２００は、好ましくは、クランプ手段（図示せず）により上下からクランプされている。ワークの総厚みは、好ましくは１０ｍｍ～５０ｍｍであり、より好ましくは１５ｍｍ～２５ｍｍであり、さらに好ましくは約２０ｍｍである。このような厚みであれば、クランプ手段による押圧または切削加工時の衝撃による損傷を防止し得る。粘着剤層付偏光板は、ワークがこのような総厚みとなるように重ねられる。ワークを構成する粘着剤層付偏光板の枚数は、例えば２０枚～１００枚であり得る。クランプ手段（例えば、治具）は、軟質材料で構成されてもよく硬質材料で構成されてもよい。軟質材料で構成される場合、その硬度（ＪＩＳ  Ａ）は、好ましくは６０°～８０°である。硬度が高すぎると、クランプ手段による押し跡が残る場合がある。硬度が低すぎると、治具の変形により位置ずれが生じ、切削精度が不十分となる場合がある。
Ｃ－２．エンドミル加工
　次に、ワーク２００の外周面の所定の位置を、エンドミル１００により切削する。エンドミル１００は、代表的には、工作機械（図示せず）に保持され、エンドミルの回転軸まわりに高速回転されて、回転軸に交差する方向に送り出されながら切削刃をワーク２００の外周面に当接させ切り込ませて用いられる。すなわち、切削は、代表的には、エンドミルの切削刃をワーク２００の外周面に当接させ切り込ませることにより行われる。図３に示すような平面視形状の粘着剤層付偏光板を作製する場合には、ワーク２００の外周の４つの隅部に面取り部２００Ｅ、２００Ｆ、２００Ｇ、２００Ｈを形成し、面取り部２００Ｅと２００Ｈとを結ぶ外周面の中央部に凹部２００Ｉを形成する。なお、粘着剤層付偏光板に開口が設けられるように粘着剤層付偏光板が切断されている場合、開口の周囲をエンドミルにより切削してもよい。
　ワーク２００の切削加工について詳細に説明する。まず、図５（ａ）に示すように、図２の面取り部２００Ｅが形成される部分が面取り加工され、次いで、図５（ｂ）～図５（ｄ）に示すように、面取り部２００Ｆ、２００Ｇおよび２００Ｈが形成される部分が順次面取り加工される。最後に、図５（ｅ）に示すように、凹部２００Ｉが切削形成される。なお、図示例では面取り部２００Ｅ、２００Ｆ、２００Ｇおよび２００Ｈ、ならびに凹部２００Ｉをこの順に形成しているが、これらは任意の適切な順序で形成されればよい。
　切削加工の条件は、粘着剤層付偏光板の構成、所望の形状等に応じて適切に設定され得る。例えば、エンドミルの回転速度（回転数）は、好ましくは２５０００ｒｐｍ未満であり、より好ましくは２２０００ｒｐｍ以下であり、さらに好ましくは２００００ｒｐｍ以下である。エンドミルの回転速度の下限は、例えば１００００ｒｐｍであり得る。また例えば、エンドミルの送り速度は、好ましくは５００ｍｍ／分～１００００ｍｍ／分であり、より好ましくは５００ｍｍ／分～２５００ｍｍ／分であり、さらに好ましくは８００ｍｍ／分～１５００ｍｍ／分である。また例えば、エンドミルの切り込み量は、好ましくは０．８ｍｍ以下であり、より好ましくは０．３ｍｍ以下である。エンドミルによる切削箇所の切削回数は、１回削り、２回削り、３回削りまたはそれ以上であり得る。
　以上のようにして、本発明の実施形態によるエンドミルを用いて、切削加工された粘着剤層付偏光板が得られ得る。図示例においては、非直線加工された部分を含む粘着剤層付偏光板が得られ得る。
　本発明のエンドミルは、光学フィルムの切削加工に好適に用いられ得る。本発明のエンドミルにより切削加工された光学フィルムは、例えば、自動車のインストゥルメントパネルやスマートウォッチに代表される異形の画像表示部に用いられ得る。
　１０　　　切削刃
　１０ａ　　刃先
　１０ｂ　　すくい面
　１０ｃ　　逃がし面
　１１　　　基部
　１２　　　焼結ダイヤモンド層
　２０　　　本体
　２２　　　回転軸
　２４　　　埋め込み部
　３０　　　ポケット
１００　　　エンドミル
１０１　　　エンドミル
２００　　　ワーク
 

Claims (10)

  1. 　埋め込み部が設けられた、回転軸を中心として回転する本体と；該埋め込み部に埋め込まれて固着された、最外径として構成される切削刃と；を有し、
    　該切削刃が焼結ダイヤモンドを含み、
    　該切削刃のねじれ角が０°であり、
    　外径が１０ｍｍ未満である、
    　エンドミル。
  2. 　前記切削刃が、超硬材料で構成された基部と、該基部の一方の面に設けられた焼結ダイヤモンド層と、を有する、請求項１に記載のエンドミル。
  3. 　前記埋め込み部の深さが０．３０ｍｍ～１．５０ｍｍである、請求項１または２に記載のエンドミル。
  4. 　前記切削刃が継ぎ目のない一体物であり、その前記回転軸方向の長さが１５ｍｍ以上である、請求項１から３のいずれかに記載のエンドミル。
  5. 　前記本体は、前記回転軸方向から見た前記埋め込み部の回転方向上流側が、該埋め込み部の回転方向下流側よりも突出している、請求項１から４のいずれかに記載のエンドミル。
  6. 　前記埋め込み部の回転方向上流側の深さが０．５０ｍｍ～１．５０ｍｍであり、回転方向下流側の深さが０．３０ｍｍ～１．２５ｍｍである、請求項５に記載のエンドミル。
  7. 　前記本体に前記埋め込み部が複数設けられ、該埋め込み部の数に対応して前記切削刃を複数有する、請求項１から６のいずれかに記載のエンドミル。
  8. 　請求項１から７のいずれかに記載のエンドミルの製造方法であって、
    　前記切削刃を前記本体の前記埋め込み部に埋め込むこと、および
    　該切削刃を該埋め込み部に埋め込んだ状態で、真空ろう付けまたは高周波ろう付けにより該切削刃を該埋め込み部に固着すること、
    　を含む、製造方法。
  9. 　前記切削刃が、超硬材料で構成された基部と、該基部の一方の面に設けられた焼結ダイヤモンド層と、を有し、
    　該基部および該焼結ダイヤモンド層の両方を、前記埋め込み部に真空ろう付けにより固着する、請求項８に記載の製造方法。
  10. 　前記切削刃が焼結ダイヤモンドで構成され、
    　該焼結ダイヤモンドを前記埋め込み部に真空ろう付けにより固着する、請求項８に記載の製造方法。
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