JP7067828B2 - Cutting tools - Google Patents

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Description

本発明は、切削工具に関する。 The present invention relates to a cutting tool.

特開平４－４８０７７号公報には、超硬合金など基材の表面にダイヤモンド層が被覆された切削工具が開示されている。ダイヤモンド層は、例えば化学気相成長法を用いて基材の表面に形成される。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-48077 discloses a cutting tool in which the surface of a base material such as cemented carbide is coated with a diamond layer. The diamond layer is formed on the surface of the substrate by using, for example, a chemical vapor deposition method.

特開平４－４８０７７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-48077

しかしながら、基材をダイヤモンド層で被覆すると、切れ刃となる稜線付近が丸くなり、切削抵抗が高くなるとともに切れ味が低下する。切削加工においては、切れ刃が被削材に切り込み、切れ子を出して加工が進む。切れ刃となる稜線が丸くなった切削工具は切れ味が悪いため、特にセラッミクス仮焼体などを加工すると被削材の加工端部においてコバ欠け（被削材の細かい欠け）が発生しやすい。 However, when the base material is coated with the diamond layer, the vicinity of the ridge line that becomes the cutting edge becomes round, the cutting resistance increases, and the sharpness decreases. In the cutting process, the cutting edge cuts into the work material and cuts out, and the process proceeds. Since a cutting tool with a rounded ridge line that becomes a cutting edge has poor sharpness, edge chipping (fine chipping of the work material) is likely to occur at the machined end of the work material, especially when processing a seramics calcined body or the like.

本発明の一態様は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被削材におけるコバ欠けの発生を抑制可能な切削工具を提供することである。 One aspect of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a cutting tool capable of suppressing the occurrence of edge chipping in a work material.

本発明の一態様に係る切削工具は、基材と、ダイヤモンド層とを備えている。ダイヤモンド層は、基材を被覆している。切削工具は、すくい面と、すくい面と連なる逃げ面とを有する。すくい面には、すくい面を構成する複数の突起部が設けられている。複数の突起部の各々は、少なくともダイヤモンド層により構成されている。 The cutting tool according to one aspect of the present invention includes a base material and a diamond layer. The diamond layer covers the substrate. The cutting tool has a rake face and a flank surface connected to the rake face. The rake face is provided with a plurality of protrusions constituting the rake face. Each of the plurality of protrusions is composed of at least a diamond layer.

本発明の一態様によれば、被削材におけるコバ欠けの発生を抑制可能な切削工具を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a cutting tool capable of suppressing the occurrence of edge chipping in a work material.

第１の実施形態に係る切削工具の構成を示す平面模式図である。It is a plane schematic diagram which shows the structure of the cutting tool which concerns on 1st Embodiment. 図１の領域ＩＩにおける拡大平面模式図である。It is a schematic enlarged plan view in the region II of FIG. 図２の領域ＩＩＩにおける拡大斜視模式図である。It is an enlarged perspective schematic diagram in the region III of FIG. 図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った矢視断面模式図である。It is a schematic cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 第２の実施形態に係る切削工具の構成を示す矢視断面模式図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cutting tool which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る切削工具の構成を示す矢視断面模式図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cutting tool which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係る切削工具の構成を示す矢視断面模式図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cutting tool which concerns on 4th Embodiment. 第５の実施形態に係る切削工具の構成を示す矢視断面模式図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cutting tool which concerns on 5th Embodiment. 第６の実施形態に係る切削工具の構成を示す平面模式図である。It is a plane schematic diagram which shows the structure of the cutting tool which concerns on 6th Embodiment. 図９の領域Ｘの拡大斜視模式図である。It is an enlarged perspective schematic diagram of the region X of FIG. 逃げ面側から見た図９の領域ＸＩの拡大側面模式図である。It is an enlarged side surface schematic diagram of the region XI of FIG. 9 seen from the flank side. 切削工具を用いて被削材を加工している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the work material is machined using a cutting tool. 第１の実施形態に係る切削工具の構成を示す画像である。It is an image which shows the structure of the cutting tool which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態の変形例に係る切削工具の構成を示す画像である。It is an image which shows the structure of the cutting tool which concerns on the modification of 1st Embodiment.

［本発明の実施形態の概要］
まず、本発明の実施形態の概要について説明する。 [Outline of Embodiment of the present invention]
First, the outline of the embodiment of the present invention will be described.

（１）本発明の一実施形態に係る切削工具１００は、基材３０と、ダイヤモンド層１０とを備えている。ダイヤモンド層１０は、基材３０を被覆している。切削工具１００は、すくい面１１と、すくい面１１と連なる逃げ面１２とを有する。すくい面１１には、すくい面１１を構成する複数の突起部１が設けられている。複数の突起部１の各々は、少なくともダイヤモンド層１０により構成されている。 (1) The cutting tool 100 according to the embodiment of the present invention includes a base material 30 and a diamond layer 10. The diamond layer 10 covers the base material 30. The cutting tool 100 has a rake face 11 and a flank surface 12 connected to the rake face 11. The rake face 11 is provided with a plurality of protrusions 1 constituting the rake face 11. Each of the plurality of protrusions 1 is composed of at least a diamond layer 10.

上記（１）に係る切削工具１００によれば、すくい面１１には、複数の突起部１が設けられており、複数の突起部１の各々は、少なくともダイヤモンド層１０により構成されている。複数の突起部１の各々は、すくい面１１と逃げ面１２との稜線１３とともに、切れ刃として機能し得る。そのため、切れ刃全体にかかる負担が複数の突起部１と稜線１３とに分散され、一枚の切れ刃にかかる負担が低減する。結果として、切れ味の劣化が抑制される。これにより、被削材におけるコバ欠けの発生を抑制することができると考えられる。具体的には、長期間コバ欠けの発生を防止することができる。 According to the cutting tool 100 according to the above (1), a plurality of protrusions 1 are provided on the rake face 11, and each of the plurality of protrusions 1 is composed of at least a diamond layer 10. Each of the plurality of protrusions 1 can function as a cutting edge together with the ridge line 13 of the rake face 11 and the flank surface 12. Therefore, the load applied to the entire cutting edge is distributed to the plurality of protrusions 1 and the ridge line 13, and the load applied to one cutting edge is reduced. As a result, deterioration of sharpness is suppressed. As a result, it is considered that the occurrence of edge chipping in the work material can be suppressed. Specifically, it is possible to prevent the occurrence of edge chipping for a long period of time.

（２）上記（１）に係る切削工具１００において、複数の突起部１の各々は、すくい面１１と逃げ面１２との稜線１３上の２点を通る直線Ｂに沿って設けられていてもよい。これにより、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 (2) In the cutting tool 100 according to (1) above, even if each of the plurality of protrusions 1 is provided along a straight line B passing through two points on the ridge line 13 of the rake face 11 and the flank surface 12. good. This makes it possible to further suppress edge chipping of the work material.

（３）上記（２）に係る切削工具１００において、基材３０は、すくい面１１と対向する頂面３１を含んでいてもよい。直線Ｂに対して垂直な断面において、複数の突起部１の各々の幅は、すくい面１１から頂面３１に向かうにつれて広がっていてもよい。これにより、複数の突起部１の各々の先端を鋭利にすることができる。結果として、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 (3) In the cutting tool 100 according to (2) above, the base material 30 may include a top surface 31 facing the rake surface 11. In the cross section perpendicular to the straight line B, the width of each of the plurality of protrusions 1 may increase from the rake surface 11 toward the top surface 31. As a result, the tips of the plurality of protrusions 1 can be sharpened. As a result, it is possible to further suppress edge chipping of the work material.

（４）上記（３）に係る切削工具１００において、直線Ｂに対して垂直な断面において、複数の突起部１の各々は、第１側部１ａと、第１側部１ａと連なりかつ第１側部１ａに対して稜線１３とは反対側にある第２側部１ｂとを有していてもよい。第１側部１ａと頂面３１とがなす角度θ１は、第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度θ２よりも小さくてもよい。これにより、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 (4) In the cutting tool 100 according to (3) above, in a cross section perpendicular to the straight line B, each of the plurality of protrusions 1 is connected to the first side portion 1a and the first side portion 1a, and is the first. It may have a second side portion 1b on the side opposite to the ridge line 13 with respect to the side portion 1a. The angle θ1 formed by the first side portion 1a and the top surface 31 may be smaller than the angle θ2 formed by the second side portion 1b and the top surface 31. This makes it possible to further suppress edge chipping of the work material.

（５）上記（２）～（４）のいずれかに係る切削工具１００において、直線Ｂに対して垂直な断面において、複数の突起部１の各々の高さを、複数の突起部１の各々の底部の幅で除した値は、０．８以上であってもよい。これにより、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 (5) In the cutting tool 100 according to any one of (2) to (4) above, the height of each of the plurality of protrusions 1 is set to the height of each of the plurality of protrusions 1 in the cross section perpendicular to the straight line B, respectively. The value divided by the width of the bottom of the may be 0.8 or more. This makes it possible to further suppress edge chipping of the work material.

（６）上記（１）～（５）のいずれかに係る切削工具１００において、ダイヤモンド層１０の厚みの最大値は、４μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。これにより、切れ刃の耐久性を向上させることができる。 (6) In the cutting tool 100 according to any one of (1) to (5) above, the maximum thickness of the diamond layer 10 may be 4 μm or more and 30 μm or less. This makes it possible to improve the durability of the cutting edge.

（７）上記（１）～（６）のいずれかに係る切削工具１００において、複数の突起部１の各々の高さＨ１は、ダイヤモンド層１０の厚みの０．５倍以上１倍以下であってもよい。 (7) In the cutting tool 100 according to any one of (1) to (6) above, the height H1 of each of the plurality of protrusions 1 is 0.5 times or more and 1 times or less the thickness of the diamond layer 10. You may.

（８）上記（１）、（６）および（７）のいずれかに係る切削工具１００において、基材は、すくい面と対向する頂面を含んでいてもよい。頂面と平行な面における複数の突起部の各々の長手方向は、すくい面と逃げ面との稜線の延在方向に対して実質的に直交していてもよい。複数の突起部の内、隣り合う２つの突起部の間の谷部は、稜線の一部を構成していてもよい。 (8) In the cutting tool 100 according to any one of (1), (6) and (7) above, the base material may include a top surface facing the rake surface. The longitudinal direction of each of the plurality of protrusions in the plane parallel to the apex surface may be substantially orthogonal to the extending direction of the ridgeline between the rake face and the flank face. Of the plurality of protrusions, the valley portion between two adjacent protrusions may form a part of the ridgeline.

［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の詳細について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。 [Details of Embodiments of the present invention]
Hereinafter, the details of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts will be given the same reference number, and the explanation will not be repeated. In addition, at least a part of the embodiments described below may be arbitrarily combined.

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る切削工具１００の構成について説明する。 (First Embodiment)
First, the configuration of the cutting tool 100 according to the first embodiment will be described.

図１に示されるように、本実施形態に係る切削工具１００は、例えば超硬合金の金型の加工に用いられるボールエンドミルである。切削工具１００は先端部７と、ボディ部５と、シャンク部６とを有している。先端部７の半径は、例えば０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度である。ボディ部５の長さは、例えば０．３ｍｍ以上２５ｍｍ以下程度である。シャンク部６の直径は、ボディ部５の直径よりも大きい。切削工具１００は、中心軸Ａを中心として回転するとともに、先端部７が被削材に付勢されることにより、被削材の切削加工が行われる。 As shown in FIG. 1, the cutting tool 100 according to the present embodiment is, for example, a ball end mill used for machining a mold of cemented carbide. The cutting tool 100 has a tip portion 7, a body portion 5, and a shank portion 6. The radius of the tip portion 7 is, for example, about 0.1 mm or more and 3 mm or less. The length of the body portion 5 is, for example, about 0.3 mm or more and 25 mm or less. The diameter of the shank portion 6 is larger than the diameter of the body portion 5. The cutting tool 100 rotates about the central axis A, and the tip portion 7 is urged by the work material to cut the work material.

図２に示されるように、切削工具１００の先端部７は、すくい面１１と、逃げ面１２（図３参照）と、第１傾斜面１４と、第２傾斜面１５と、壁面１６と、第１曲面１７と、第２曲面１８とを主に有している。すくい面１１は、壁面１６と連なる。壁面１６は、すくい面１１に対してほぼ垂直な方向に延在している。すくい面１１に対して垂直な方向から見て（つまり図２の視野において）、壁面１６は、切削工具１００の中心軸Ａに対して傾斜する方向に延在している。壁面１６は、第１曲面１７と、第２曲面１８と、第１傾斜面１４と、第２傾斜面１５とに連なる。 As shown in FIG. 2, the tip portion 7 of the cutting tool 100 includes a rake surface 11, a flank surface 12 (see FIG. 3), a first inclined surface 14, a second inclined surface 15, and a wall surface 16. It mainly has a first curved surface 17 and a second curved surface 18. The rake face 11 is connected to the wall surface 16. The wall surface 16 extends in a direction substantially perpendicular to the rake surface 11. When viewed from a direction perpendicular to the rake face 11 (that is, in the field of view of FIG. 2), the wall surface 16 extends in a direction inclined with respect to the central axis A of the cutting tool 100. The wall surface 16 is connected to a first curved surface 17, a second curved surface 18, a first inclined surface 14, and a second inclined surface 15.

第１曲面１７および第２曲面１８は、中心軸Ａに対してすくい面１１とは反対側に位置する。第１曲面１７は、すくい面１１とは異なる他のすくい面（図示せず）に連なる。つまり、第１曲面１７は、逃げ面である。第２曲面１８は、第１曲面１７と連なる。第２曲面１８は、第１曲面１７に対してシャンク部６側に位置する。第２傾斜面１５は、中心軸Ａに対して傾斜している。第２傾斜面１５は、第２曲面１８および第１傾斜面１４の双方と連なる。 The first curved surface 17 and the second curved surface 18 are located on the side opposite to the rake face 11 with respect to the central axis A. The first curved surface 17 is connected to another rake face (not shown) different from the rake face 11. That is, the first curved surface 17 is a flank. The second curved surface 18 is continuous with the first curved surface 17. The second curved surface 18 is located on the shank portion 6 side with respect to the first curved surface 17. The second inclined surface 15 is inclined with respect to the central axis A. The second inclined surface 15 is connected to both the second curved surface 18 and the first inclined surface 14.

図３に示されるように、すくい面１１には、複数の突起部１が設けられている。複数の突起部１の各々は、すくい面１１を構成する。逃げ面１２は、すくい面１１と連なる。すくい面１１と逃げ面１２との稜線１３は、切れ刃として機能する。複数の突起部１の各々も、切れ刃として機能し得る。逃げ面１２は、例えば曲面である。逃げ面１２は、球面の一部であってもよい。図２に示されるように、稜線１３は、円弧状部１３ａと、円弧状部１３ａに連なる直線部１３ｂとを有する。 As shown in FIG. 3, the rake face 11 is provided with a plurality of protrusions 1. Each of the plurality of protrusions 1 constitutes a rake face 11. The flank surface 12 is connected to the rake surface 11. The ridge line 13 between the rake surface 11 and the flank surface 12 functions as a cutting edge. Each of the plurality of protrusions 1 can also function as a cutting edge. The flank 12 is, for example, a curved surface. The flank 12 may be part of a spherical surface. As shown in FIG. 2, the ridge line 13 has an arcuate portion 13a and a straight line portion 13b connected to the arcuate portion 13a.

複数の突起部１の各々は、例えば稜線１３の円弧状部１３ａ上の２点を通る直線Ｂに沿って設けられている。具体的には、直線Ｂは、円弧状部１３ａ上のある第１位置１３ａ１と、円弧状部１３ａ上にありかつ第１位置１３ａ１から離れた第２位置１３ａ２とを通る直線である。言い換えれば、直線Ｂは、円弧状部１３ａを含む円の弦である。複数の突起部１の各々は、円弧状部１３ａ上のある位置と直線部１３ｂ上のある位置とを通る直線に沿って設けられていてもよい。 Each of the plurality of protrusions 1 is provided along a straight line B passing through two points on the arcuate portion 13a of the ridge line 13, for example. Specifically, the straight line B is a straight line passing through a first position 13a1 on the arcuate portion 13a and a second position 13a2 on the arcuate portion 13a and away from the first position 13a1. In other words, the straight line B is a circular chord including the arcuate portion 13a. Each of the plurality of protrusions 1 may be provided along a straight line passing through a certain position on the arcuate portion 13a and a certain position on the straight line portion 13b.

図１３に示されるように、複数の突起部１の各々の形状は、例えば山脈状である。具体的には、複数の突起部１の各々は、例えば直線Ｂ（図２参照）と平行な方向に沿って延在している。複数の突起部１の各々は、細長い形状を有している。つまり、すくい面１１に対して垂直な方向から見て、複数の突起部１の各々は、長軸方向と短軸方向とを有する。複数の突起部１の長軸方向（つまり直線Ｂに平行な方向）は、中心軸Ａに対して傾斜していてもよいし、中心軸Ａに垂直な方向（切削工具の径方向）に対して傾斜していてもよい。複数の突起部１の各々は、突起部１の短軸方向に沿って、互いに間隔を設けて配置されている。 As shown in FIG. 13, the shape of each of the plurality of protrusions 1 is, for example, a mountain range. Specifically, each of the plurality of protrusions 1 extends along a direction parallel to, for example, a straight line B (see FIG. 2). Each of the plurality of protrusions 1 has an elongated shape. That is, each of the plurality of protrusions 1 has a major axis direction and a minor axis direction when viewed from a direction perpendicular to the rake face 11. The major axis direction (that is, the direction parallel to the straight line B) of the plurality of protrusions 1 may be inclined with respect to the central axis A, or with respect to the direction perpendicular to the central axis A (diameter direction of the cutting tool). May be tilted. Each of the plurality of protrusions 1 is arranged at a distance from each other along the minor axis direction of the protrusions 1.

図１４の領域Ｒ１に示されるように、複数の突起部１の各々の形状は、例えば山状であってもよい。具体的には、複数の突起部１の各々は、互いに間隔を隔てて、アイランド状に設けられていている。複数の突起部１の各々は、例えば直線Ｂに平行な方向に沿って間隔を隔てて設けられ、かつ直線Ｂに垂直な方向に沿って間隔を隔てて設けられていてもよい。言い換えれば、複数の突起部１の各々の周りは溝に囲まれていてもよい。図１４に示されるように、すくい面１１には、山状の突起部１が設けられている領域Ｒ１と、山脈状の突起部１が設けられている領域Ｒ２とがあってもよい。 As shown in the region R1 of FIG. 14, the shape of each of the plurality of protrusions 1 may be, for example, a mountain shape. Specifically, each of the plurality of protrusions 1 is provided in an island shape at intervals from each other. Each of the plurality of protrusions 1 may be provided at intervals along a direction parallel to, for example, a straight line B, and may be provided at intervals along a direction perpendicular to the straight line B. In other words, each of the plurality of protrusions 1 may be surrounded by a groove. As shown in FIG. 14, the rake face 11 may have a region R1 provided with a mountain-shaped protrusion 1 and a region R2 provided with a mountain-shaped protrusion 1.

図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った矢視断面模式図である。図４に示されるように、切削工具１００の先端部７は、基材３０と、基材３０を被覆しているダイヤモンド層１０とを有する。基材３０の材料は、例えば、ＷＣ（炭化タングステン）等の粉末と、Ｃｏ（コバルト）等の結合剤とを含む焼結体である超硬合金である。ダイヤモンド層１０は、例えば、ダイヤモンド結晶を含有する層である。ダイヤモンド層１０は、例えば、ダイヤモンド多結晶膜である。ダイヤモンド層１０は、非ダイヤモンド成分（例えば非晶質成分）等を含有していてもよい。ダイヤモンド層１０は、ダイヤモンド結晶を含有していなくてもよい。例えば、ダイヤモンド層１０は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）の層であってもよい。基材３０は、頂面３１と、側面３２とを有している。頂面３１は、すくい面１１と対向する。側面３２は、頂面３１と連なる。側面３２は、逃げ面１２と対向する。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. As shown in FIG. 4, the tip portion 7 of the cutting tool 100 has a base material 30 and a diamond layer 10 covering the base material 30. The material of the base material 30 is, for example, a cemented carbide which is a sintered body containing a powder such as WC (tungsten carbide) and a binder such as Co (cobalt). The diamond layer 10 is, for example, a layer containing diamond crystals. The diamond layer 10 is, for example, a diamond polycrystalline film. The diamond layer 10 may contain a non-diamond component (for example, an amorphous component) or the like. The diamond layer 10 does not have to contain diamond crystals. For example, the diamond layer 10 may be a layer of DLC (Diamond Like Carbon). The base material 30 has a top surface 31 and a side surface 32. The top surface 31 faces the rake surface 11. The side surface 32 is connected to the top surface 31. The side surface 32 faces the flank surface 12.

図４に示されるように、直線Ｂに対して垂直な断面（以降、断面視とも称する）において、複数の突起部１の各々の幅は、すくい面１１から頂面３１に向かうにつれて広がっている。言い換えれば、複数の突起部１の各々の幅は、頂面３１から離れるにつれて狭くなっている。断面視において、複数の突起部１の各々の高さＨ１は、例えばダイヤモンド層１０の厚みの０．５倍以上１倍以下である。複数の突起部１の各々の高さＨ１は、すくい面側被覆層２の厚みＨ２とほぼ同じであってもよい。 As shown in FIG. 4, in a cross section perpendicular to the straight line B (hereinafter, also referred to as a cross-sectional view), the width of each of the plurality of protrusions 1 increases from the rake surface 11 toward the top surface 31. .. In other words, the width of each of the plurality of protrusions 1 becomes narrower as the distance from the top surface 31 increases. In a cross-sectional view, the height H1 of each of the plurality of protrusions 1 is, for example, 0.5 times or more and 1 time or less the thickness of the diamond layer 10. The height H1 of each of the plurality of protrusions 1 may be substantially the same as the thickness H2 of the rake face side covering layer 2.

断面視において、複数の突起部１の各々の高さＨ１を、複数の突起部１の各々の底部の幅Ｗ１で除した値（以降、アスペクト比と称する）は、たとえば０．８以上７．５以下である。突起部１の高さＨ１は、頂面３１と垂直な方向における突起部１の寸法である。突起部１の幅Ｗ１は、頂面３１と平行な方向における突起部１の寸法である。 In a cross-sectional view, the value obtained by dividing the height H1 of each of the plurality of protrusions 1 by the width W1 of the bottom of each of the plurality of protrusions 1 (hereinafter referred to as an aspect ratio) is, for example, 0.8 or more. It is 5 or less. The height H1 of the protrusion 1 is the dimension of the protrusion 1 in the direction perpendicular to the top surface 31. The width W1 of the protrusion 1 is the dimension of the protrusion 1 in the direction parallel to the top surface 31.

図４に示されるように、断面視において、複数の突起部１の各々は、第１側部１ａと、第２側部１ｂと、頂部１ｃとを有している。第２側部１ｂは、頂部１ｃにおいて第１側部１ａと連なりかつ第１側部１ａに対して稜線１３とは反対側にある。言い換えれば、第１位置１３ａ１と第２位置１３ａ２とを通る直線Ｂを垂直に２等分する断面において、第１側部１ａは、稜線１３と第２側部１ｂとの間にある。図３に示されるように、第１側部１ａおよび第２側部１ｂは、稜線１３に連なっていてもよい。代替的に、第１側部１ａおよび第２側部１ｂは、稜線１３から離間していてもよい。 As shown in FIG. 4, in a cross-sectional view, each of the plurality of protrusions 1 has a first side portion 1a, a second side portion 1b, and a top portion 1c. The second side portion 1b is connected to the first side portion 1a at the top portion 1c and is on the opposite side of the ridge line 13 with respect to the first side portion 1a. In other words, in the cross section that vertically divides the straight line B passing through the first position 13a1 and the second position 13a2 into two equal parts, the first side portion 1a is located between the ridge line 13 and the second side portion 1b. As shown in FIG. 3, the first side portion 1a and the second side portion 1b may be connected to the ridge line 13. Alternatively, the first side portion 1a and the second side portion 1b may be separated from the ridge line 13.

ダイヤモンド層１０は、すくい面側被覆層２と、逃げ面側被覆層３とを有する。ダイヤモンド層１０の厚みの最大値は、例えば４μｍ以上３０μｍ以下である。すくい面側被覆層２の厚みＨ２は、逃げ面側被覆層３の厚みＨ３とほぼ同じである。複数の突起部１の各々とすくい面側被覆層２は、すくい面１１を構成する。 The diamond layer 10 has a rake face side covering layer 2 and a flank side covering layer 3. The maximum thickness of the diamond layer 10 is, for example, 4 μm or more and 30 μm or less. The thickness H2 of the rake face side covering layer 2 is substantially the same as the thickness H3 of the flank surface side covering layer 3. Each of the plurality of protrusions 1 and the rake face side covering layer 2 constitute the rake face 11.

逃げ面１２は、すくい面１１に対して垂直な方向Ｃに対して正の角度θ３を有するように傾斜している。言い換えれば、逃げ面１２は、すくい面１１に対して垂直な方向Ｃに対してすくい面１１側に傾斜している。角度θ３は、例えば０°より大きく４５°以下である。同様に、側面３２は、頂面３１に対して垂直な方向Ｃに対して正の角度を有するように傾斜している。頂面３１と側面３２とがなす角度は、鋭角であることが望ましい。 The flank surface 12 is inclined so as to have a positive angle θ3 with respect to the direction C perpendicular to the rake face 11. In other words, the flank 12 is inclined toward the rake face 11 with respect to the direction C perpendicular to the rake face 11. The angle θ3 is, for example, greater than 0 ° and less than or equal to 45 °. Similarly, the side surface 32 is tilted so as to have a positive angle with respect to the direction C perpendicular to the top surface 31. The angle formed by the top surface 31 and the side surface 32 is preferably an acute angle.

図４に示されるように、断面視において、第１側部１ａと頂面３１とがなす角度θ１は、第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度θ２よりも小さくてもよい。第１側部１ａと頂面３１とがなす角度θ１は、例えば鋭角である。第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度θ２は、垂直であってもよいし、鈍角であってもよいし、鋭角であってもよい。第１側部１ａは、頂面３１に接していてもよい。同様に、第２側部１ｂは、頂面３１に接していてもよい。言い換えれば、頂面３１の一部は、ダイヤモンド層１０から露出していてもよい。複数の突起部１の各々は、少なくともダイヤモンド層１０により構成されている。言い換えれば、複数の突起部１の各々は、ダイヤモンド層１０のみにより構成されていてもよいし、ダイヤモンド層１０および基材３０により構成されていてもよい。 As shown in FIG. 4, in the cross-sectional view, the angle θ1 formed by the first side portion 1a and the top surface 31 may be smaller than the angle θ2 formed by the second side portion 1b and the top surface 31. The angle θ1 formed by the first side portion 1a and the top surface 31 is, for example, an acute angle. The angle θ2 formed by the second side portion 1b and the top surface 31 may be vertical, obtuse, or acute. The first side portion 1a may be in contact with the top surface 31. Similarly, the second side portion 1b may be in contact with the top surface 31. In other words, a part of the top surface 31 may be exposed from the diamond layer 10. Each of the plurality of protrusions 1 is composed of at least a diamond layer 10. In other words, each of the plurality of protrusions 1 may be composed of only the diamond layer 10 or may be composed of the diamond layer 10 and the base material 30.

断面視において、複数の突起部１のピッチは、突起部１の底部の幅Ｗ１と同じであってもよい。複数の突起部１が設けられている領域は、頂面３１に平行な方向において、稜線１３から距離Ｌ以内の領域である。距離Ｌは、例えば刃径（つまり先端部７の直径）の１／４倍である。距離Ｌは、切込量よりも大きいことが望ましい。 In a cross-sectional view, the pitch of the plurality of protrusions 1 may be the same as the width W1 of the bottom of the protrusions 1. The region provided with the plurality of protrusions 1 is a region within a distance L from the ridge line 13 in a direction parallel to the top surface 31. The distance L is, for example, 1/4 times the blade diameter (that is, the diameter of the tip portion 7). It is desirable that the distance L is larger than the cutting amount.

なお、上記第１の実施形態においては、切削工具１００がボールエンドミルの場合について説明したが、切削工具１００はボールエンドミルに限定されない。切削工具は、例えばラジアスエンドミルなどの回転切削工具であってもよい。また第１の実施形態に係る切削工具１００は、例えば、超硬合金、セラミックおよびガラスなどの硬脆材料の切削加工に適している。 Although the case where the cutting tool 100 is a ball end mill has been described in the first embodiment, the cutting tool 100 is not limited to the ball end mill. The cutting tool may be a rotary cutting tool such as a radius end mill. Further, the cutting tool 100 according to the first embodiment is suitable for cutting hard and brittle materials such as cemented carbide, ceramics and glass.

次に、突起部１の形成方法について説明する。
まず、基材３０の頂面３１および側面３２を覆うようにダイヤモンド層１０が成膜される。ダイヤモンド層１０の成膜は、例えばＨＦＣＶＤ（Ｈｏｔ Ｆｉｌａｍｅｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により行われる。ダイヤモンド層１０の厚みは、例えば１５μｍである。次に、頂面３１上に設けられたダイヤモンド層１０の部分に対してレーザーを照射することで、ダイヤモンド層１０の一部が除去される。レーザーは、例えばすくい面に対して傾斜する方向に照射される。レーザーのスポット径は、例えば２０μｍである。レーザーは、例えば上記直線Ｂ（図２参照）と平行な方向に沿って走査される。レーザーとしては、例えばＹＶＯ４レーザーの２倍高調波が用いられる。頂面３１上のダイヤモンド層１０においてレーザーによって除去されずに残った部分が突起部１となる。頂面３１の一部がダイヤモンド層１０から露出するように、ダイヤモンド層１０の一部がレーザーにより除去されてもよいし、ダイヤモンド層１０とともに基材３０の一部が除去されるように、ダイヤモンド層１０と基材３０とが一緒に除去されてもよい。 Next, a method of forming the protrusion 1 will be described.
First, the diamond layer 10 is formed so as to cover the top surface 31 and the side surface 32 of the base material 30. The formation of the diamond layer 10 is carried out by, for example, HFCVD (Hot Chemical Vapor Deposition) or the like. The thickness of the diamond layer 10 is, for example, 15 μm. Next, a part of the diamond layer 10 is removed by irradiating the portion of the diamond layer 10 provided on the top surface 31 with a laser. The laser is, for example, irradiated in a direction inclined with respect to the rake face. The spot diameter of the laser is, for example, 20 μm. The laser is scanned, for example, along a direction parallel to the straight line B (see FIG. 2). As the laser, for example, a double harmonic of a YVO4 laser is used. The portion of the diamond layer 10 on the top surface 31 that remains without being removed by the laser becomes the protrusion 1. A part of the diamond layer 10 may be removed by a laser so that a part of the top surface 31 is exposed from the diamond layer 10, or a part of the base material 30 is removed together with the diamond layer 10. The layer 10 and the substrate 30 may be removed together.

次に、第１の実施形態に係る切削工具の作用効果について説明する。
第１の実施形態に係る切削工具１００によれば、すくい面１１には、すくい面１１を構成する複数の突起部１が設けられており、複数の突起部１の各々は、少なくともダイヤモンド層１０により構成されている。複数の突起部１の各々は、すくい面１１と逃げ面１２との稜線１３とともに、切れ刃として機能し得る。そのため、切れ刃全体にかかる負担が複数の突起部１と稜線１３とに分散され、一枚の切れ刃にかかる負担が低減する。結果として、切れ味の劣化が抑制される。これにより、被削材におけるコバ欠けの発生を抑制することができると考えられる。 Next, the operation and effect of the cutting tool according to the first embodiment will be described.
According to the cutting tool 100 according to the first embodiment, the rake face 11 is provided with a plurality of protrusions 1 constituting the rake face 11, and each of the plurality of protrusions 1 is at least a diamond layer 10. It is composed of. Each of the plurality of protrusions 1 can function as a cutting edge together with the ridge line 13 of the rake face 11 and the flank surface 12. Therefore, the load applied to the entire cutting edge is distributed to the plurality of protrusions 1 and the ridge line 13, and the load applied to one cutting edge is reduced. As a result, deterioration of sharpness is suppressed. As a result, it is considered that the occurrence of edge chipping in the work material can be suppressed.

また第１の実施形態に係る切削工具１００によれば、複数の突起部１の各々は、すくい面１１と逃げ面１２との稜線１３上の２点を通る直線Ｂに沿って設けられている。これにより、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 Further, according to the cutting tool 100 according to the first embodiment, each of the plurality of protrusions 1 is provided along a straight line B passing through two points on the ridge line 13 of the rake face 11 and the flank surface 12. .. This makes it possible to further suppress edge chipping of the work material.

さらに第１の実施形態に係る切削工具１００によれば、基材３０は、すくい面１１と対向する頂面３１を含んでいる。直線Ｂに対して垂直な断面において、複数の突起部１の各々の幅は、すくい面１１から頂面３１に向かうにつれて広がっている。これにより、複数の突起部１の各々の先端を鋭利にすることができる。結果として、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 Further, according to the cutting tool 100 according to the first embodiment, the base material 30 includes a top surface 31 facing the rake surface 11. In the cross section perpendicular to the straight line B, the width of each of the plurality of protrusions 1 increases from the rake surface 11 toward the top surface 31. As a result, the tips of the plurality of protrusions 1 can be sharpened. As a result, it is possible to further suppress edge chipping of the work material.

さらに第１の実施形態に係る切削工具１００によれば、直線Ｂに対して垂直な断面において、複数の突起部１の各々は、第１側部１ａと、第１側部１ａと連なりかつ第１側部１ａに対して稜線１３とは反対側にある第２側部１ｂとを有している。第１側部１ａと頂面３１とがなす角度θ１は、第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度θ２よりも小さい。これにより、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 Further, according to the cutting tool 100 according to the first embodiment, in the cross section perpendicular to the straight line B, each of the plurality of protrusions 1 is connected to the first side portion 1a and the first side portion 1a. It has a second side portion 1b on the opposite side of the ridge line 13 with respect to the first side portion 1a. The angle θ1 formed by the first side portion 1a and the top surface 31 is smaller than the angle θ2 formed by the second side portion 1b and the top surface 31. This makes it possible to further suppress edge chipping of the work material.

さらに第１の実施形態に係る切削工具１００によれば、直線Ｂに対して垂直な断面において、複数の突起部の各々の高さを、複数の突起部の各々の底部の幅で除した値は、０．８以上である。これにより、被削材のコバ欠けをさらに抑制することができる。 Further, according to the cutting tool 100 according to the first embodiment, a value obtained by dividing the height of each of the plurality of protrusions by the width of the bottom of each of the plurality of protrusions in a cross section perpendicular to the straight line B. Is 0.8 or more. This makes it possible to further suppress edge chipping of the work material.

さらに第１の実施形態に係る切削工具１００によれば、ダイヤモンド層１０の厚みの最大値は、４μｍ以上３０μｍ以下である。これにより、切れ刃の耐久性を向上させることができる。 Further, according to the cutting tool 100 according to the first embodiment, the maximum value of the thickness of the diamond layer 10 is 4 μm or more and 30 μm or less. This makes it possible to improve the durability of the cutting edge.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。なお、以下においては、第１の実施形態に係る切削工具と異なる点について主に説明し、同様の説明は繰り返さない。 (Second embodiment)
Next, the configuration of the cutting tool according to the second embodiment will be described. In the following, the points different from the cutting tool according to the first embodiment will be mainly described, and the same description will not be repeated.

図５に示されるように、複数の突起部１は、ダイヤモンド層１０の表層のみに設けられていてもよい。具体的には、第１側部１ａは、頂面３１に達しておらず、頂面３１から離間している。同様に、第２側部１ｂは、頂面３１に達しておらず、頂面３１から離間している。言い換えれば、頂面３１の全面は、ダイヤモンド層１０に覆われていてもよい。複数の突起部１の各々は、ダイヤモンド層１０のみにより構成されている。複数の突起部１の各々の高さＨ１は、すくい面側被覆層２の厚みＨ２の半分以上であってもよい。頂面３１に対して垂直な方向において、突起部１の頂部１ｃから頂面３１までの寸法は、すくい面側被覆層２の厚みＨ２よりも小さくてもよい。突起部１の裾野のダイヤモンド層（言い換えれば、突起部１と頂面３１との間の部分）の厚みＨ４は、例えば２μｍ以上７．５μｍ以下である。例えば、レーザーによって除去されたダイヤモンド層の部分の厚みが、最初に形成されたダイヤモンド層の厚みよりも小さい場合には、図５に示すような構造の切削工具１００が得られる。第２の実施形態に係る切削工具においても、第１の実施形態に係る切削工具と同等の効果が得られる。 As shown in FIG. 5, the plurality of protrusions 1 may be provided only on the surface layer of the diamond layer 10. Specifically, the first side portion 1a does not reach the top surface 31 and is separated from the top surface 31. Similarly, the second side portion 1b does not reach the top surface 31 and is separated from the top surface 31. In other words, the entire surface of the top surface 31 may be covered with the diamond layer 10. Each of the plurality of protrusions 1 is composed of only the diamond layer 10. The height H1 of each of the plurality of protrusions 1 may be at least half the thickness H2 of the rake face side covering layer 2. In the direction perpendicular to the top surface 31, the dimension from the top portion 1c of the protrusion 1 to the top surface 31 may be smaller than the thickness H2 of the rake face side covering layer 2. The thickness H4 of the diamond layer at the base of the protrusion 1 (in other words, the portion between the protrusion 1 and the top surface 31) is, for example, 2 μm or more and 7.5 μm or less. For example, when the thickness of the portion of the diamond layer removed by the laser is smaller than the thickness of the initially formed diamond layer, a cutting tool 100 having a structure as shown in FIG. 5 can be obtained. The cutting tool according to the second embodiment also has the same effect as the cutting tool according to the first embodiment.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。なお、以下においては、第１の実施形態に係る切削工具と異なる点について主に説明し、同様の説明は繰り返さない。 (Third embodiment)
Next, the configuration of the cutting tool according to the third embodiment will be described. In the following, the points different from the cutting tool according to the first embodiment will be mainly described, and the same description will not be repeated.

図６に示されるように、基材３０の頂面３１に溝３３が設けられていてもよい。溝３３は、第１壁面３３ａと、第２壁面３３ｂとにより構成されている。第１壁面３３ａは、頂面３１に連なる。第２壁面３３ｂは、第１壁面３３ａと頂面３１とに連なる。第１壁面３３ａと、第２壁面３３ｂとがなす角度は、例えば鋭角である。溝３３は、隣り合う２つの突起部１の間に配置されている。 As shown in FIG. 6, a groove 33 may be provided on the top surface 31 of the base material 30. The groove 33 is composed of a first wall surface 33a and a second wall surface 33b. The first wall surface 33a is connected to the top surface 31. The second wall surface 33b is connected to the first wall surface 33a and the top surface 31. The angle formed by the first wall surface 33a and the second wall surface 33b is, for example, an acute angle. The groove 33 is arranged between two adjacent protrusions 1.

第１壁面３３ａは、突起部１の第２側部１ｂに沿った方向に延在している。同様に、第２壁面３３ｂは、突起部１の第１側部１ａに沿った方向に延在している。溝３３は、ダイヤモンド層１０から露出している。複数の突起部１の各々は、ダイヤモンド層１０および基材３０により構成されている。複数の突起部１の各々の高さＨ１は、すくい面側被覆層２の厚みＨ２と溝３３の深さとの合計である。例えば、レーザーによってダイヤモンド層とともに基材の一部が除去された場合には、図６に示すような構造の切削工具１００が得られる。第３の実施形態に係る切削工具においても、第１の実施形態に係る切削工具と同等の効果が得られる。 The first wall surface 33a extends in a direction along the second side portion 1b of the protrusion 1. Similarly, the second wall surface 33b extends in the direction along the first side portion 1a of the protrusion 1. The groove 33 is exposed from the diamond layer 10. Each of the plurality of protrusions 1 is composed of a diamond layer 10 and a base material 30. The height H1 of each of the plurality of protrusions 1 is the sum of the thickness H2 of the rake face side covering layer 2 and the depth of the groove 33. For example, when a part of the base material is removed together with the diamond layer by a laser, a cutting tool 100 having a structure as shown in FIG. 6 can be obtained. The cutting tool according to the third embodiment also has the same effect as the cutting tool according to the first embodiment.

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。なお、以下においては、第１の実施形態に係る切削工具と異なる点について主に説明し、同様の説明は繰り返さない。 (Fourth Embodiment)
Next, the configuration of the cutting tool according to the fourth embodiment will be described. In the following, the points different from the cutting tool according to the first embodiment will be mainly described, and the same description will not be repeated.

図７に示されるように、断面視において、第１側部１ａと頂面３１とがなす角度θ１は、第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度θ２よりも大きくてもよい。第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度θ２は、例えば鋭角である。第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度θ１は、垂直であってもよいし、鈍角であってもよいし、鋭角であってもよい。第１側部１ａは、頂面３１に接していてもよい。同様に、第２側部１ｂは、頂面３１に接していてもよい。言い換えれば、頂面３１の一部は、ダイヤモンド層１０から露出していてもよい。第４の実施形態に係る切削工具においても、第１の実施形態に係る切削工具と同等の効果が得られる。 As shown in FIG. 7, in the cross-sectional view, the angle θ1 formed by the first side portion 1a and the top surface 31 may be larger than the angle θ2 formed by the second side portion 1b and the top surface 31. The angle θ2 formed by the second side portion 1b and the top surface 31 is, for example, an acute angle. The angle θ1 formed by the second side portion 1b and the top surface 31 may be vertical, obtuse, or acute. The first side portion 1a may be in contact with the top surface 31. Similarly, the second side portion 1b may be in contact with the top surface 31. In other words, a part of the top surface 31 may be exposed from the diamond layer 10. The cutting tool according to the fourth embodiment also has the same effect as the cutting tool according to the first embodiment.

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。なお、以下においては、第２の実施形態に係る切削工具と異なる点について主に説明し、同様の説明は繰り返さない。 (Fifth Embodiment)
Next, the configuration of the cutting tool according to the fifth embodiment will be described. In the following, the points different from the cutting tool according to the second embodiment will be mainly described, and the same description will not be repeated.

図８に示されるように、断面視において、第１側部１ａと頂面３１とがなす角度は、第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度とほぼ同じであってもよい。言い換えれば、複数の突起部１の各々は、頂面３１に対して垂直な方向に向かって突出している。第１側部１ａと頂面３１とがなす角度および第２側部１ｂと頂面３１とがなす角度は、例えば鋭角である。 As shown in FIG. 8, in the cross-sectional view, the angle formed by the first side portion 1a and the top surface 31 may be substantially the same as the angle formed by the second side portion 1b and the top surface 31. In other words, each of the plurality of protrusions 1 projects in a direction perpendicular to the top surface 31. The angle formed by the first side portion 1a and the top surface 31 and the angle formed by the second side portion 1b and the top surface 31 are, for example, acute angles.

図８においては、第１側部１ａは、頂面３１に達しておらず、頂面３１から離間している。同様に、第２側部１ｂは、頂面３１に達しておらず、頂面３１から離間している。代替的に、第１側部１ａは、頂面３１に接していてもよい。同様に、第２側部１ｂは、頂面３１に接していてもよい。言い換えれば、頂面３１の一部は、ダイヤモンド層１０から露出していてもよい。第５の実施形態に係る切削工具においても、第２の実施形態に係る切削工具と同等の効果が得られる。 In FIG. 8, the first side portion 1a does not reach the top surface 31 and is separated from the top surface 31. Similarly, the second side portion 1b does not reach the top surface 31 and is separated from the top surface 31. Alternatively, the first side portion 1a may be in contact with the top surface 31. Similarly, the second side portion 1b may be in contact with the top surface 31. In other words, a part of the top surface 31 may be exposed from the diamond layer 10. The cutting tool according to the fifth embodiment also has the same effect as the cutting tool according to the second embodiment.

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。なお、以下においては、第１の実施形態に係る切削工具と異なる点について主に説明し、同様の説明は繰り返さない。 (Sixth Embodiment)
Next, the configuration of the cutting tool according to the sixth embodiment will be described. In the following, the points different from the cutting tool according to the first embodiment will be mainly described, and the same description will not be repeated.

図９に示されるように、基材３０の頂面３１（図４参照）に対して垂直な方向から見て、複数の突起部１の各々の長手方向は、すくい面１１と逃げ面１２との稜線１３の延在方向に対して実質的に直交している。突起部１の長手方向とは、頂面と平行な面における長手方向である。稜線１３は、円弧状部１３ａと、直線部１３ｂとを有する。稜線１３が円弧状部１３ａの場合、稜線１３の延在方向とは、円弧状部１３ａの接線Ｄに平行な方向である。稜線１３が直線部１３ｂの場合、稜線１３の延在方向とは、直線部１３ｂに平行な方向である。複数の突起部１の各々の長手方向が、稜線１３の延在方向に実質的に直交しているとは、複数の突起部１の各々の長手方向と稜線１３の延在方向とがなす角度が、９０°±５°以内であることを意味する。 As shown in FIG. 9, when viewed from a direction perpendicular to the top surface 31 (see FIG. 4) of the base material 30, the longitudinal direction of each of the plurality of protrusions 1 is the rake surface 11 and the flank surface 12. It is substantially orthogonal to the extending direction of the ridge line 13. The longitudinal direction of the protrusion 1 is the longitudinal direction in a plane parallel to the top surface. The ridge line 13 has an arcuate portion 13a and a straight line portion 13b. When the ridge line 13 is the arcuate portion 13a, the extending direction of the ridgeline 13 is a direction parallel to the tangent line D of the arcuate portion 13a. When the ridge line 13 is the straight line portion 13b, the extending direction of the ridge line 13 is a direction parallel to the straight line portion 13b. The fact that the longitudinal direction of each of the plurality of protrusions 1 is substantially orthogonal to the extending direction of the ridge line 13 means that the angle formed by the longitudinal direction of each of the plurality of protrusions 1 and the extending direction of the ridge line 13 is formed. Means that it is within 90 ° ± 5 °.

突起部１ｄは、円弧状部１３ａ上のある位置１３ａ３と、壁面１６とすくい面１１との境界線上のある位置１６ａとを通る直線に沿って延在している。言い換えれば、突起部１ｄは、円弧状部１３ａと、壁面１６とすくい面１１との境界線との双方に交差する直線に沿って延在している。複数の突起部１ｄの各々は、円弧状部１３ａに沿って形成される仮想の円の中心から放射状に延在していてもよい。突起部１ｅは、直線部１３ｂ上のある位置１３ｂ１と、壁面１６とすくい面１１との境界線上のある位置１６ｂとを通る直線に沿って延在している。言い換えれば、突起部１ｅは、直線部１３ｂと、壁面１６とすくい面１１との境界線との双方に交差する直線に沿って延在している。以上のように、複数の突起部１の各々は、稜線１３の一端側から他端側までほぼ等間隔で配置されている。 The protrusion 1d extends along a straight line passing through a certain position 13a3 on the arcuate portion 13a and a certain position 16a on the boundary line between the wall surface 16 and the rake face 11. In other words, the protrusion 1d extends along a straight line intersecting both the arcuate portion 13a and the boundary line between the wall surface 16 and the rake face 11. Each of the plurality of protrusions 1d may extend radially from the center of a virtual circle formed along the arcuate portion 13a. The protrusion 1e extends along a straight line passing through a certain position 13b1 on the straight line portion 13b and a certain position 16b on the boundary line between the wall surface 16 and the rake face 11. In other words, the protrusion 1e extends along a straight line intersecting both the straight line portion 13b and the boundary line between the wall surface 16 and the rake face 11. As described above, each of the plurality of protrusions 1 is arranged at substantially equal intervals from one end side to the other end side of the ridge line 13.

図１０および図１１に示されるように、複数の突起部１の内、隣り合う２つの突起部１の間の谷部８は、稜線１３の一部を構成していてもよい。言い換えれば、２つの突起部１の間の谷部８は、すくい面１１上において稜線１３に達するように延在している。複数の突起部１の各々は、逃げ面１２と連続的に設けられていてもよい。図１１に示されるように、溝の深さ（言い換えれば、突起部１の高さＨ２）は、たとえば１８μｍである。突起部１は、頂面３１（図４参照）に対してほぼ垂直な方向に突出している。突起部１の先端は、ラウンド状であってもよいし、尖っていてもよい。突起部１の先端は、切れ刃として作用し得る。 As shown in FIGS. 10 and 11, the valley portion 8 between the two adjacent protrusions 1 among the plurality of protrusions 1 may form a part of the ridge line 13. In other words, the valley portion 8 between the two protrusions 1 extends on the rake face 11 so as to reach the ridgeline 13. Each of the plurality of protrusions 1 may be provided continuously with the flank 12. As shown in FIG. 11, the depth of the groove (in other words, the height H2 of the protrusion 1) is, for example, 18 μm. The protrusion 1 projects in a direction substantially perpendicular to the top surface 31 (see FIG. 4). The tip of the protrusion 1 may be round or sharp. The tip of the protrusion 1 can act as a cutting edge.

突起部１の形状および高さなどの構成は、第２～第５の実施形態に記載の突起部１と同様であってもよい。具体的には、突起部１は、ダイヤモンド層のみにより構成されていてもよいし（図４、図５、図７および図８参照）、ダイヤモンド層と基材３０とにより構成されていてもよい（図６参照）。谷部８は、ダイヤモンド層に位置していてもよいし、基材３０に位置していてもよい。言い換えれば、突起部１の第１側部１ａおよび第２側部１ｂは、頂面３１（図４参照）に達していてもよいし、頂面３１から離間していてもよい。第６の実施形態に係る切削工具においても、第１～第５の実施形態に係る切削工具と同等の効果が得られる。 The configuration such as the shape and height of the protrusion 1 may be the same as that of the protrusion 1 described in the second to fifth embodiments. Specifically, the protrusion 1 may be composed of only a diamond layer (see FIGS. 4, 5, 7 and 8), or may be composed of a diamond layer and a base material 30. (See FIG. 6). The valley portion 8 may be located in the diamond layer or may be located in the base material 30. In other words, the first side portion 1a and the second side portion 1b of the protrusion 1 may reach the top surface 31 (see FIG. 4) or may be separated from the top surface 31. The cutting tool according to the sixth embodiment also has the same effect as the cutting tool according to the first to fifth embodiments.

次に、突起部１の形成方法について説明する。
まず、基材３０の頂面３１および側面３２を覆うようにダイヤモンド層１０が成膜される。ダイヤモンド層１０の成膜は、例えばＨＦＣＶＤ等により行われる。ダイヤモンド層１０の厚みは、例えば１５μｍである。次に、頂面３１上に設けられたダイヤモンド層１０の部分に対してレーザーを照射することで、ダイヤモンド層１０の一部が除去される。レーザーのスポット径は、例えば２０μｍである。レーザーの走査ピッチは、例えば２０μｍである。レーザーは、例えば稜線１３の延在方向に対してほぼ垂直な方向に沿って走査される（図９参照）。レーザーとしては、例えばＹＶＯ４レーザーの２倍高調波が用いられる。頂面３１上のダイヤモンド層１０においてレーザーによって除去されずに残った部分が突起部１となる。頂面３１の一部がダイヤモンド層１０から露出するように、ダイヤモンド層１０の一部がレーザーにより除去されてもよいし、ダイヤモンド層１０とともに基材３０の一部が除去されるように、ダイヤモンド層１０と基材３０とが一緒に除去されてもよい。 Next, a method of forming the protrusion 1 will be described.
First, the diamond layer 10 is formed so as to cover the top surface 31 and the side surface 32 of the base material 30. The film formation of the diamond layer 10 is performed by, for example, HFCVD or the like. The thickness of the diamond layer 10 is, for example, 15 μm. Next, a part of the diamond layer 10 is removed by irradiating the portion of the diamond layer 10 provided on the top surface 31 with a laser. The spot diameter of the laser is, for example, 20 μm. The scanning pitch of the laser is, for example, 20 μm. The laser is scanned, for example, along a direction substantially perpendicular to the extending direction of the ridge line 13 (see FIG. 9). As the laser, for example, a double harmonic of a YVO4 laser is used. The portion of the diamond layer 10 on the top surface 31 that remains without being removed by the laser becomes the protrusion 1. A part of the diamond layer 10 may be removed by a laser so that a part of the top surface 31 is exposed from the diamond layer 10, or a part of the base material 30 is removed together with the diamond layer 10. The layer 10 and the substrate 30 may be removed together.

（切削試験結果）
以下に、第１の実施形態に係る切削工具、第２の実施形態に係る切削工具、第５の実施形態に係る切削工具および比較例に係る切削工具を用いた切削試験の結果について説明する。 (Cutting test result)
Hereinafter, the results of a cutting test using the cutting tool according to the first embodiment, the cutting tool according to the second embodiment, the cutting tool according to the fifth embodiment, and the cutting tool according to the comparative example will be described.

まずサンプル１～８の切削工具を準備した。サンプル１は、比較例に係る切削工具である。サンプル２～８は、実施例に係る切削工具である。サンプル１の切削工具のすくい面には突起部が設けられていない。サンプル２～８の切削工具のすくい面には突起部が設けられている。サンプル２～４、７および８は、第５の実施形態に係る切削工具である。サンプル２～４、７および８の切削工具においては、突起部は頂面に対して垂直な方向に向いている。サンプル５は、第２の実施形態に係る切削工具である。サンプル６は、第１の実施形態に係る切削工具である。サンプル５および６の切削工具においては、突起部は頂面に対してななめ方向に向いている。突起部の傾斜方向は、切削工具の中心軸Ａ方向である。サンプル５の切削工具においては、ダイヤモンド層から超硬基材が露出していない。サンプル６の切削工具においては、ダイヤモンド層から超硬基材が露出している。 First, the cutting tools of Samples 1 to 8 were prepared. Sample 1 is a cutting tool according to a comparative example. Samples 2 to 8 are cutting tools according to the embodiment. No protrusion is provided on the rake face of the cutting tool of sample 1. A protrusion is provided on the rake face of the cutting tool of the samples 2 to 8. Samples 2 to 4, 7 and 8 are cutting tools according to the fifth embodiment. In the cutting tools of Samples 2 to 4, 7 and 8, the protrusions are oriented perpendicular to the top surface. Sample 5 is a cutting tool according to the second embodiment. Sample 6 is a cutting tool according to the first embodiment. In the cutting tools of Samples 5 and 6, the protrusions are oriented in the licking direction with respect to the top surface. The inclination direction of the protrusion is the direction A of the central axis of the cutting tool. In the cutting tool of sample 5, the carbide base material is not exposed from the diamond layer. In the cutting tool of sample 6, the carbide base material is exposed from the diamond layer.

サンプル１～８の切削工具１００を用いて、１０ｍｍの直径を有する半球の加工を行った。図１２に示されるように、切削工具１００を中心軸Ａの周りに回転させながら先端部７を被削材に押し当てることで被削材に半球状の穴を形成した。この切削試験においては、軸方向への切込みを０．１ｍｍとし、径方向への切込みを０．３ｍｍとした。この切削試験においては、工具回転数を２００００回転／分、送り量を２００ｍ／分とした。この切削試験においては、被削材として住友電工ハードメタル株式会社製の超硬板材ＡＦ１を用いた。この切削加工中には、切削箇所近傍にエアブローが行われた。 Hemispheres having a diameter of 10 mm were machined using the cutting tools 100 of Samples 1-8. As shown in FIG. 12, a hemispherical hole was formed in the work material by pressing the tip portion 7 against the work material while rotating the cutting tool 100 around the central axis A. In this cutting test, the notch in the axial direction was 0.1 mm, and the notch in the radial direction was 0.3 mm. In this cutting test, the tool rotation speed was 20000 rpm and the feed rate was 200 m / min. In this cutting test, a cemented carbide plate material AF1 manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Corp. was used as a work material. During this cutting process, an air blow was performed in the vicinity of the cutting location.

表１に、サンプル１～８の切削工具の製作条件並びにこの切削試験の結果を示す。 Table 1 shows the manufacturing conditions of the cutting tools of Samples 1 to 8 and the results of this cutting test.

Figure 0007067828000001
Figure 0007067828000001

表１に示すように、サンプル１の切削工具において、１穴あたりの平均コバ欠け数が３０個であった。他方、サンプル２～８の切削工具において、１穴あたりの平均コバ欠け数が１０個以下であった。この結果から、すくい面１１に突起部を設けることで、コバ欠けの発生を抑制可能であることが明らかとなった。 As shown in Table 1, in the cutting tool of sample 1, the average number of edge chips per hole was 30. On the other hand, in the cutting tools of Samples 2 to 8, the average number of edge chips per hole was 10 or less. From this result, it was clarified that the occurrence of edge chipping can be suppressed by providing the protrusion on the rake face 11.

アスペクト比が０．５であるサンプル２の切削工具において、１穴あたりの平均コバ欠け数が１０個以下であった。他方、アスペクト比が０．８であるサンプル３の切削工具において、１穴あたりの平均コバ欠け数が５個であった。この結果から、突起部のアスペクト比を０．８以上とすることで、コバ欠けの発生をさらに抑制可能であることが明らかとなった。 In the cutting tool of sample 2 having an aspect ratio of 0.5, the average number of edge chips per hole was 10 or less. On the other hand, in the cutting tool of sample 3 having an aspect ratio of 0.8, the average number of edge chips per hole was 5. From this result, it was clarified that the occurrence of edge chipping can be further suppressed by setting the aspect ratio of the protrusion to 0.8 or more.

アスペクト比が０．８であるサンプル３の切削工具において、１穴あたりの平均コバ欠け数が５個であった。他方、アスペクト比が７．５であるサンプル４の切削工具において、１穴あたりの平均コバ欠け数が０個であった。この結果から、突起部のアスペクト比を７．５以上とすることで、コバ欠けの発生をさらに抑制可能であることが明らかとなった。 In the cutting tool of sample 3 having an aspect ratio of 0.8, the average number of edge chips per hole was 5. On the other hand, in the cutting tool of sample 4 having an aspect ratio of 7.5, the average number of edge chips per hole was 0. From this result, it was clarified that the occurrence of edge chipping can be further suppressed by setting the aspect ratio of the protrusion to 7.5 or more.

突起部の方向が垂直であるサンプル４の切削工具および突起部の方向がななめであるサンプル５の切削工具の双方において、１穴あたりの平均コバ欠け数が０個であった。この結果から、突起部の方向がななめの場合においても、突起部の方向が垂直の場合と同等の効果を奏することが明らかとなった。 In both the cutting tool of sample 4 in which the direction of the protrusion is vertical and the cutting tool of sample 5 in which the direction of the protrusion is slanted, the average number of edge chips per hole was 0. From this result, it was clarified that even when the direction of the protrusion is licked, the same effect as when the direction of the protrusion is vertical is obtained.

超硬基材が露出しているサンプル６の切削工具および超硬基材が露出していないサンプル５の切削工具の双方において、１穴あたりの平均コバ欠け数が０個であった。この結果から、超硬基材が露出している場合においても、超硬基材が露出していない場合と同等の効果を奏することが明らかとなった。 In both the cutting tool of sample 6 in which the cemented carbide substrate was exposed and the cutting tool of sample 5 in which the cemented carbide substrate was not exposed, the average number of edge chips per hole was 0. From this result, it was clarified that even when the cemented carbide substrate is exposed, the same effect as when the cemented carbide substrate is not exposed is exhibited.

ダイヤモンド層の膜厚Ｈ２が１５μｍであるサンプル４の切削工具において、１穴あたりの平均コバ欠け数が０個であった。他方、ダイヤモンド層の膜厚Ｈ２が３μｍであるサンプル７の切削工具およびダイヤモンド層の膜厚Ｈ２が３５μｍであるサンプル８の切削工具の双方において、１穴あたりの平均コバ欠け数が５個であった。この結果から、ダイヤモンド層の膜厚Ｈ２を３μｍより大きく３５μｍ未満にすることで、コバ欠けの発生をさらに抑制可能であることが明らかとなった。 In the cutting tool of sample 4 in which the film thickness H2 of the diamond layer was 15 μm, the average number of edge chips per hole was 0. On the other hand, in both the cutting tool of sample 7 having a diamond layer thickness H2 of 3 μm and the cutting tool of sample 8 having a diamond layer thickness H2 of 35 μm, the average number of edge chips per hole was 5. rice field. From this result, it was clarified that the occurrence of edge chipping can be further suppressed by setting the film thickness H2 of the diamond layer to be larger than 3 μm and less than 35 μm.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments and examples disclosed this time should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include the meaning equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope.

１、１ｄ、１ｅ 突起部
１ａ 第１側部
１ｂ 第２側部
１ｃ 頂部
２ すくい面側被覆層
３ 逃げ面側被覆層
５ ボディ部
６ シャンク部
７ 先端部
１０ ダイヤモンド層
１１ すくい面
１２ 逃げ面
１３ 稜線
１３ａ 円弧状部
１３ａ１ 第１位置
１３ａ２ 第２位置
１３ａ３ 位置
１３ｂ 直線部
１３ｂ１ 位置
１４ 第１傾斜面
１５ 第２傾斜面
１６ 壁面
１６ａ、１６ｂ 位置
１７ 第１曲面
１８ 第２曲面
３０ 基材
３１ 頂面
３２ 側面
３３ 溝
３３ａ 第１壁面
３３ｂ 第２壁面
１００ 切削工具
Ａ 中心軸
Ｂ 直線
Ｃ 方向 1, 1d, 1e Projection 1a 1st side 1b 2nd side 1c Top 2 rake face side covering layer 3 flank side covering layer 5 body part 6 shank part 7 tip part 10 diamond layer 11 rake surface 12 flank surface 13 Ridge line 13a Arc-shaped part 13a1 First position 13a2 Second position 13a3 Position 13b Straight part 13b1 Position 14 First inclined surface 15 Second inclined surface 16 Wall surface 16a, 16b Position 17 First curved surface 18 Second curved surface 30 Base material 31 Top surface 32 Side surface 33 Groove 33a First wall surface 33b Second wall surface 100 Cutting tool A Central axis B Straight line C direction

Claims (7)

基材と、前記基材を被覆しているダイヤモンド層とを備えた回転切削工具であって、
前記回転切削工具は、すくい面と、前記すくい面と連なる逃げ面とを有し、
前記すくい面には、前記すくい面を構成する複数の突起部が設けられており、
前記複数の突起部の各々は、前記ダイヤモンド層および前記基材により構成されており、
前記複数の突起部の各々は、前記すくい面と前記逃げ面との稜線上の２点を通る直線に沿って設けられており、
前記複数の突起部の内、隣り合う２つの突起部の間の谷部は、前記稜線の一部を構成しており、
前記基材は、前記すくい面と対向する頂面を含んでおり、
前記直線に対して垂直な断面において、前記複数の突起部の各々は、第１側部と、前記第１側部と連なっている第２側部とを有し、
前記頂面において、溝が設けられており、
前記溝は、前記ダイヤモンド層から露出しており、
前記溝は、前記第２側部に沿った方向と平行な方向に延在している第１壁面と、前記第１側部に沿った方向に延在している第２壁面とによって構成されており、
前記第１壁面と前記第２壁面とがなす角度は、鋭角である、回転切削工具。 A rotary cutting tool comprising a substrate and a diamond layer covering the substrate.
The rotary cutting tool has a rake face and a flank surface connected to the rake face.
The rake surface is provided with a plurality of protrusions constituting the rake surface.
Each of the plurality of protrusions is composed of the diamond layer and the base material.
Each of the plurality of protrusions is provided along a straight line passing through two points on the ridgeline of the rake face and the flank surface.
Of the plurality of protrusions, the valley portion between the two adjacent protrusions constitutes a part of the ridgeline.
The substrate includes an apex surface facing the rake surface .
In a cross section perpendicular to the straight line, each of the plurality of protrusions has a first side portion and a second side portion connected to the first side portion.
A groove is provided on the top surface.
The groove is exposed from the diamond layer and
The groove is composed of a first wall surface extending in a direction parallel to the direction along the second side portion and a second wall surface extending in a direction along the first side portion. And
A rotary cutting tool in which the angle formed by the first wall surface and the second wall surface is an acute angle . 前記直線に対して垂直な断面において、前記複数の突起部の各々の幅は、前記すくい面から前記頂面に向かうにつれて広がっている、請求項１に記載の回転切削工具。 The rotary cutting tool according to claim 1, wherein in a cross section perpendicular to the straight line, the width of each of the plurality of protrusions increases from the rake face to the top surface. 前記第１側部と前記頂面とがなす角度は、前記第２側部と前記頂面とがなす角度よりも小さい、請求項２に記載の回転切削工具。 The rotary cutting tool according to claim 2, wherein the angle formed by the first side portion and the top surface is smaller than the angle formed by the second side portion and the top surface. 前記直線に対して垂直な断面において、前記複数の突起部の各々の高さを、前記複数の突起部の各々の底部の幅で除した値は、０．８以上である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転切削工具。 From claim 1, the value obtained by dividing the height of each of the plurality of protrusions by the width of the bottom of each of the plurality of protrusions in the cross section perpendicular to the straight line is 0.8 or more. The rotary cutting tool according to any one of claims 3. 前記ダイヤモンド層の厚みの最大値は、４μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転切削工具。 The rotary cutting tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the maximum value of the thickness of the diamond layer is 4 μm or more and 30 μm or less. 基材と、前記基材を被覆しているダイヤモンド層とを備えた回転切削工具であって、
前記回転切削工具は、すくい面と、前記すくい面と連なる逃げ面とを有し、
前記すくい面には、前記すくい面を構成する複数の突起部が設けられており、
前記複数の突起部の各々は、前記ダイヤモンド層および前記基材により構成されており、
前記基材は、前記すくい面と対向する頂面を含み、
前記頂面と平行な面における前記複数の突起部の各々の長手方向は、前記すくい面と前記逃げ面との稜線の延在方向に対して実質的に直交しており、
前記複数の突起部の内、隣り合う２つの突起部の間の谷部は、前記稜線の一部を構成しており、
前記長手方向に対して垂直な断面において、前記複数の突起部の各々は、第１側部と、前記第１側部と連なっている第２側部とを有し、
前記頂面において、溝が設けられており、
前記溝は、前記ダイヤモンド層から露出しており、
前記溝は、前記第２側部に沿った方向と平行な方向に延在している第１壁面と、前記第１側部に沿った方向に延在している第２壁面とによって構成されており、
前記第１壁面と前記第２壁面とがなす角度は、鋭角である、回転切削工具。 A rotary cutting tool comprising a substrate and a diamond layer covering the substrate.
The rotary cutting tool has a rake face and a flank surface connected to the rake face.
The rake surface is provided with a plurality of protrusions constituting the rake surface.
Each of the plurality of protrusions is composed of the diamond layer and the base material.
The substrate comprises an apical surface facing the rake surface.
The longitudinal direction of each of the plurality of protrusions on the surface parallel to the top surface is substantially orthogonal to the extending direction of the ridgeline between the rake surface and the flank surface.
Of the plurality of protrusions, the valley portion between the two adjacent protrusions constitutes a part of the ridgeline .
In a cross section perpendicular to the longitudinal direction, each of the plurality of protrusions has a first side portion and a second side portion connected to the first side portion.
A groove is provided on the top surface.
The groove is exposed from the diamond layer and
The groove is composed of a first wall surface extending in a direction parallel to the direction along the second side portion and a second wall surface extending in a direction along the first side portion. And
A rotary cutting tool in which the angle formed by the first wall surface and the second wall surface is an acute angle . 前記頂面に対して垂直な方向において、前記稜線は、前記複数の突起部の各々の頂部よりも前記頂面側に位置している、請求項１または請求項６に記載の回転切削工具。 The rotary cutting tool according to claim 1 or 6, wherein the ridgeline is located on the top surface side of the top surface of each of the plurality of protrusions in a direction perpendicular to the top surface.
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