WO2018061408A1 - 切削工具 - Google Patents

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cutting tool
top surface
face
cutting edge
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Inventor
小林　豊
克夫 風早
Original Assignee
住友電工ハードメタル株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cutting tool.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-191640, which is a Japanese patent application filed on September 29, 2016. All the descriptions described in the Japanese patent application are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 a cutting tool described in JP-A-2015-85462
  • Patent Document 1 a cutting tool in which a base material is coated with a diamond layer.
  • the tool main body of the cutting tool described in Patent Document 1 has a flank, a rake face, and a cutting edge formed on the ridge line of the flank and the rake face.
  • the tool body is covered with a hard coating.
  • the cutting tool includes a rake face, a flank face connected to the rake face, and a cutting edge constituted by a ridge line between the rake face and the flank face.
  • the cutting tool includes a base material having a first surface that is a rake face side and a second face that is a flank face side, and a diamond layer covering the first face and the second face.
  • the first surface includes a first top surface that is continuous with the second surface, and a second top surface that is continuous with the first top surface and is disposed so as to sandwich the first top surface with the second surface. .
  • the angle formed by the first top surface and the second top surface is a negative angle.
  • FIG. 1 is a top view of the cutting tool according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged top view of region II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of cutting using the cutting tool according to the first embodiment.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a region V in FIG.
  • FIG. 6 is a process diagram of the manufacturing method of the cutting tool according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the first embodiment after the diamond layer forming step S1 and before the diamond layer removing step S2.
  • FIG. 1 is a top view of the cutting tool according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged top view of region II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of cutting using the cutting tool according to the first embodiment.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a region V
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the first embodiment at the stage after the end of the rake face treatment step S21 and before the flank face treatment step S22.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the second embodiment in a cross section perpendicular to the cutting edge 13.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a region X in FIG.
  • One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a cutting tool capable of improving the durability of a cutting edge.
  • a cutting tool capable of improving the durability of a cutting edge can be provided.
  • the cutting tool which concerns on 1 aspect of this invention is provided with the rake face 11, the flank 12 which continues to the rake face 11, and the cutting edge 13 comprised by the ridgeline of the rake face 11 and the flank 12. Yes.
  • the cutting tool covers the base 4 having the first surface 41 that is the surface on the rake face side and the second surface 42 that is the surface on the flank side, and the first surface 41 and the second surface 42. And a diamond layer 5.
  • the first surface 41 is arranged so as to sandwich the first top surface 41 a between the first top surface 41 a continuous with the second surface 42 and the first top surface 41 a and between the second surface 42. 2 top surfaces 41b. In the cross section perpendicular to the cutting edge, the angle ⁇ 1 formed by the first top surface 41a and the second top surface 41b is a negative angle.
  • the main component force applied in the flank direction during cutting can be supported by the first top surface (negative land surface). Therefore, it can suppress that a diamond layer peels from the flank side. As a result, the durability of the cutting edge can be improved. Furthermore, when it has a 1st top surface compared with the case where it does not have a 1st top surface, the contact area of a base material and a diamond layer increases. Therefore, according to the cutting tool of (1) above, the adhesion of the diamond layer to the substrate can be improved.
  • the angle ⁇ 1 formed by the first top surface 41a and the second top surface 41b may be ⁇ 20 ° or more and less than 0 °. Thereby, the durability of the cutting edge can be further improved.
  • the radius of curvature R1 of the tip of the cutting edge 13 may be not less than 0.01 ⁇ m and not more than 10 ⁇ m. Thereby, the sharpness of the cutting tool can be improved while maintaining high durability of the cutting edge.
  • the rake face 11 is connected to the first rake face part 21 connected to the flank face 12, the first rake face part 21, and the flank face 12.
  • pinched may be included.
  • the angle ⁇ 2 formed by the first rake face portion 21 and the second rake face portion 22 may be a negative angle.
  • the angle ⁇ 2 formed by the first rake face portion 21 and the second rake face portion 22 may be not less than ⁇ 20 ° and less than 0 °.
  • the curvature radius R2 of the tip of the cutting edge 13 is obtained by multiplying the thickness of the diamond layer 5 covering the second surface 42 by 0.1. It may be below the value. Thereby, the sharpness of the cutting tool can be improved while suppressing minute chipping of the cutting edge in the initial stage of processing.
  • FIG. 1 is a top view of the cutting tool according to the first embodiment.
  • the cutting tool according to the first embodiment has a tip portion 1, a body portion 2, and a shank portion 3.
  • the cutting tool according to the embodiment is a ball end mill.
  • the cutting tool according to the first embodiment is not limited to the ball end mill.
  • the cutting tool according to the first embodiment may be a radius end mill or the like.
  • FIG. 2 is an enlarged top view of region II in FIG.
  • the cutting tool according to the first embodiment has a rake face 11 and a flank 12 (see FIG. 4) at the distal end portion 1.
  • the rake face 11 is continuous with the flank face 12.
  • a ridge line between the rake face 11 and the flank face 12 forms a cutting edge 13.
  • the flank 12 is a regular angle with respect to the rake face 11. In other words, the flank 12 is inclined toward the rake face 11 with respect to a plane that passes through the ridge line and is perpendicular to the rake face 11.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of cutting using the cutting tool according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, in the cutting tool according to the first embodiment, the cutting edge 13 is urged against the work material while rotating about the central axis A. As a result, the work material is cut.
  • the cutting tool according to the first embodiment includes a base material 4 and a diamond layer 5.
  • a base material 4 for example, a cemented carbide that is a sintered body including a powder such as WC (tungsten carbide) and a binder such as Co (cobalt) is used.
  • the base material 4 may be, for example, cermet or ceramics (SiC, Si 3 N 4 ). In addition, the material used for the base material 4 is not restricted to these.
  • the diamond layer 5 is, for example, a layer containing diamond crystals.
  • the diamond layer 5 is, for example, a diamond polycrystalline film.
  • the diamond layer 5 may contain a non-diamond component (for example, an amorphous component).
  • the diamond layer 5 may not contain diamond crystals.
  • the diamond layer 5 may be a layer of DLC (Diamond Like Carbon).
  • the base material 4 has a first surface 41 and a second surface 42.
  • the first surface 41 is the surface of the base material 4 on the rake surface 11 side. In other words, the first surface 41 faces the rake surface 11.
  • the second surface 42 is a surface of the base material 4 on the flank 12 side. In other words, the second surface 42 faces the flank 12.
  • the diamond layer 5 covers the first surface 41 and the second surface 42.
  • the first surface 41 has a first top surface 41a and a second top surface 41b.
  • the first top surface 41 a is continuous with the second surface 42.
  • the second top surface 41b is connected to the first top surface 41a and is disposed so as to sandwich the first top surface 41a with the second surface 42.
  • the first top surface 41a is located between the second surface 42 and the second top surface 41b, and connects the second surface 42 and the second top surface 41b.
  • the diamond layer 5 is in contact with the second surface 42, the first top surface 41a, and the second top surface 41b.
  • the first top surface 41a is inclined with respect to the second top surface 41b.
  • the angle ⁇ 1 formed by the first top surface 41a and the second top surface 41b is a negative angle.
  • the angle ⁇ 1 is a negative angle when the cutting tool is disposed with the second top surface 41b facing upward and the cutting edge 13 facing left.
  • the second top surface 41b is rotated counterclockwise about the boundary line between the first top surface 41a and the second top surface 41b.
  • the angle ⁇ 1 is a negative angle when the cutting tool is arranged with the second top surface 41b facing upward and the cutting edge 13 facing left. This refers to the case where the surface 41a is inclined leftward with respect to the second top surface 41b.
  • the angle ⁇ 1 formed by the first top surface 41a and the second top surface 41b may be, for example, not less than ⁇ 20 ° and less than 0 °.
  • An angle ⁇ 1 formed by the first top surface 41a and the second top surface 41b is an inclination angle of the first top surface 41a with respect to a surface parallel to the second top surface 41b.
  • the upper limit of the angle ⁇ 1 may be ⁇ 0.1 ° or ⁇ 3 °.
  • the lower limit of the angle ⁇ 1 may be ⁇ 20 ° or ⁇ 10 °.
  • the diamond layer 5 covering the second top surface 41b has a thickness h2.
  • the thickness h2 is a distance between the second top surface 41b and the rake surface 11 in a direction perpendicular to the second top surface 41b.
  • the thickness of the diamond layer 5 covering the first top surface 41a is a thickness h1.
  • the thickness h1 is the distance between the rake line 11 and the ridgelines of the first top surface 41a and the second surface 42 in the direction perpendicular to the second top surface 41b.
  • the thickness h1 is larger than the thickness h2. Thereby, the durability of the cutting edge 13 can be improved.
  • the distance between the ridgeline between the first top surface 41 a and the second top surface 41 b and the cutting edge 13 is a distance L.
  • the distance L is a distance in a direction parallel to the rake face 11 in a cross section perpendicular to the cutting edge 13.
  • the distance L is preferably 0.001 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • FIG. 5 is an enlarged view of region V in FIG.
  • the tip of the cutting edge 13 may be rounded.
  • the curvature radius R1 of the tip of the cutting edge 13 is, for example, not less than 0.01 ⁇ m and not more than 10 ⁇ m.
  • the upper limit of the radius of curvature R1 may be 10 ⁇ m or 5 ⁇ m.
  • the lower limit of the radius of curvature R1 may be 0.01 ⁇ m or 0.1 ⁇ m.
  • FIG. 6 is a process diagram of the manufacturing method of the cutting tool according to the first embodiment.
  • the cutting tool manufacturing method according to the first embodiment includes a diamond layer forming step S1 and a diamond layer removing step S2.
  • the diamond layer removal step S2 may include a rake face treatment step S21 and a flank face treatment step S22.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the first embodiment after the diamond layer forming step S1 is completed and before the diamond layer removing step S2 is performed.
  • the diamond layer 5 is formed on the substrate 4 in the diamond layer forming step S ⁇ b> 1. Specifically, the first surface 41 and the second surface 42 of the substrate 4 are covered with the diamond layer 5.
  • the diamond layer 5 is formed by using, for example, HFCVD (Hot Filament Chemical Vapor Deposition).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the first embodiment at the stage after the end of the rake face treatment step S21 and before the flank face treatment step S22.
  • the diamond layer 5 covering the first surface 41 of the base material 4 is partially removed.
  • the roundness on the rake face 11 side at the tip of the cutting tool is flattened.
  • the removal of the diamond layer 5 is performed by irradiating a laser on the rake face 11 side.
  • the laser used for removing the diamond layer 5 is, for example, a second harmonic of a YVO 4 laser or a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser.
  • the diamond layer 5 covering the second surface 42 of the substrate 4 is partially removed.
  • the partial removal of the diamond layer 5 covering the second surface 42 of the substrate 4 is performed so that the substrate 4 is not exposed from the flank 12.
  • Removal of the diamond layer 5 covering the second surface 42 of the substrate 4 is performed by irradiating a laser on the flank 12 side.
  • the laser used for removing the diamond layer 5 is, for example, a second harmonic of a YVO 4 laser or a YAG laser.
  • the main component force applied in the flank direction during cutting can be supported by the first top surface 41a. Therefore, it can suppress that a diamond layer peels from the flank side. As a result, the durability of the cutting edge 13 can be improved. Furthermore, when it has the 1st top surface 41a compared with the case where it does not have the 1st top surface 41a, the contact area of the base material 4 and the diamond layer 5 increases. Therefore, the cutting tool according to the first embodiment can improve the adhesion of the diamond layer 5 to the base material 4.
  • the angle ⁇ 1 formed by the first top surface 41a and the second top surface 41b is not less than ⁇ 20 ° and less than 0 °. Thereby, the durability of the cutting edge can be further improved.
  • the curvature radius R1 of the tip of the cutting edge 13 is not less than 0.01 ⁇ m and not more than 10 ⁇ m. Therefore, the sharpness of the cutting tool can be improved while maintaining high durability of the cutting edge.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the cutting tool according to the second embodiment in a cross section perpendicular to the cutting edge 13.
  • the cutting tool according to the second embodiment has a rake face 11, a flank face 12, and a cutting edge 13.
  • the cutting tool according to the second embodiment has a base material 4 and a diamond layer 5.
  • the rake face 11 has a first rake face portion 21 and a second rake face portion 22.
  • the first rake face portion 21 continues to the flank face 12.
  • the second rake face portion 22 is connected to the first rake face portion 21 and is disposed so as to sandwich the first rake face portion 21 with the flank 12.
  • the first rake face 21 is located between the flank 12 and the second rake face 22 and connects the flank 12 and the second rake face 22.
  • the first rake face portion 21 is inclined with respect to the second rake face portion 22.
  • the angle ⁇ 2 (see FIG. 9) formed by the first rake face portion 21 and the second rake face portion 22 is a negative angle.
  • the angle ⁇ 2 is a negative angle when the cutting tool is arranged with the second rake face portion 22 facing upward and the cutting edge 13 facing leftward. This refers to the case where the second rake face portion 22 rotates counterclockwise around the boundary line between the first rake face portion 21 and the second rake face portion 22.
  • the angle ⁇ 2 is a negative angle when the cutting tool is disposed with the second rake face portion 22 facing upward and the cutting edge 13 facing left. The case where the surface part 21 inclines to the left downward with respect to the 2nd scoop surface part 22 is said.
  • an angle ⁇ 2 formed by the first rake face portion 21 and the second rake face portion 22 is, for example, not less than ⁇ 20 ° and less than 0 °.
  • An angle ⁇ ⁇ b> 2 formed between the first rake face portion 21 and the second rake face portion 22 is an inclination angle of the first rake face portion 21 with respect to a plane parallel to the second rake face portion 22.
  • the upper limit of the angle ⁇ 2 may be ⁇ 0.1 ° or ⁇ 3 °.
  • the lower limit of the angle ⁇ 1 may be ⁇ 20 ° or ⁇ 10 °.
  • FIG. 10 is an enlarged view of region X in FIG.
  • the tip of the cutting edge 13 may be rounded.
  • the radius of curvature R2 of the tip of the cutting edge 13 is, for example, not more than a value obtained by multiplying the thickness of the diamond layer 5 covering the second surface 42 by 0.1.
  • the thickness of the diamond layer 5 covering the second surface 42 is the thickness of the diamond layer 5 in the direction perpendicular to the second surface 42.
  • the radius of curvature R2 may be equal to or less than a value obtained by multiplying the thickness of the diamond layer 5 covering the second surface 42 by 0.001 or may be equal to or less than a value obtained by multiplying 0.01.
  • the manufacturing method of the cutting tool which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated.
  • the diamond layer 5 near the cutting edge 13 is further removed.
  • the diamond layer 5 is removed by irradiating the diamond layer 5 facing the first top surface 41a with a laser. Thereby, the 1st rake face part 21 is formed.
  • the laser used for removing the diamond layer 5 is, for example, a second harmonic of a YVO 4 laser.
  • the rake face 11 is connected to the first rake face part 21 connected to the flank face 12 and the first rake face part 21 and the first rake face part 21 between the rake face 12. 2nd rake face part 22 arranged so that it may pinch.
  • the angle ⁇ 2 formed by the first rake face portion 21 and the second rake face portion 22 is a negative angle.
  • the angle ⁇ 2 formed by the first rake face portion 21 and the second rake face portion 22 is ⁇ 20 ° or more and less than 0 °.
  • the radius of curvature R2 of the tip of the cutting edge 13 is not more than a value obtained by multiplying the thickness of the diamond layer 5 covering the second surface 42 by 0.1. Therefore, the sharpness of the cutting tool can be improved while suppressing minute chipping of the cutting edge in the initial stage of processing.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

切削工具は、すくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面と逃げ面との稜線により構成される切れ刃とを備えている。切削工具は、すくい面側の面である第１面と、逃げ面側の面である第２面とを有する基材と、第１面及び第２面を被覆しているダイヤモンド層とを備えている。第１面は、第２面に連なる第１頂面と、第１頂面に連なり、かつ第２面との間で第１頂面を挟み込むように配置されている第２頂面とを含む。切れ刃に垂直な断面において、第１頂面と第２頂面とのなす角度は、負角となっている。

Description

切削工具
　本発明は、切削工具に関する。本出願は、２０１６年９月２９日に出願した日本特許出願である特願２０１６－１９１６４０号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
　従来から、基材をダイヤモンド層で被覆した切削工具として、特開２０１５－８５４６２号公報（特許文献１）に記載された切削工具が知られている。特許文献１に記載された切削工具の工具本体は、逃げ面と、すくい面と、逃げ面及びすくい面の交差稜線に形成された切れ刃とを有している。工具本体は、硬質皮膜に被覆されている。
　特許文献１に記載の切削工具においては、切削工具の切れ味を改善するため、工具本体のすくい面側を被覆している硬質皮膜が、レーザ等により除去されている。
特開２０１５－８５４６２号公報
　本発明の一態様に係る切削工具は、すくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面と逃げ面との稜線により構成される切れ刃とを備えている。切削工具は、すくい面側の面である第１面と、逃げ面側の面である第２面とを有する基材と、第１面及び第２面を被覆しているダイヤモンド層とを備えている。第１面は、第２面に連なる第１頂面と、第１頂面に連なり、かつ第２面との間で第１頂面を挟み込むように配置されている第２頂面とを含む。切れ刃に垂直な断面において、第１頂面と第２頂面とのなす角度は、負角となっている。
図１は、第１の実施形態に係る切削工具の上面図である。 図２は、図１の領域ＩＩにおける拡大上面図である。 図３は、第１の実施形態に係る切削工具を用いた切削加工の模式図である。 図４は、図２のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。 図５は、図４の領域Ｖの拡大図である。 図６は、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法の工程図である。 図７は、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１が終了した後であってダイヤモンド層除去工程Ｓ２が行われる前の段階における第１の実施形態に係る切削工具の断面図である。 図８は、すくい面処理工程Ｓ２１の終了後であって逃げ面処理工程Ｓ２２が行われる前の段階における第１の実施形態に係る切削工具の断面図である。 図９は、切れ刃１３に垂直な断面における第２の実施形態に係る切削工具の断面図である。 図１０は、図９の領域Ｘの拡大図である。
　[本開示が解決しようとする課題]
　しかしながら、特許文献１に記載の切削工具においては、切削加工時に切削工具が被削材から受ける主分力により、硬質皮膜が工具本体の逃げ面側から剥離しやすい。そのため、特許文献１に記載の切削工具の切れ刃の耐久性は十分ではない。
　本発明の一態様は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、切れ刃の耐久性を向上することができる切削工具を提供することである。
　[本開示の効果]
　本発明の一態様によれば、切れ刃の耐久性を向上することができる切削工具を提供することができる。
　［本発明の実施形態の説明］
　最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
　（１）本発明の一態様に係る切削工具は、すくい面１１と、すくい面１１に連なる逃げ面１２と、すくい面１１と逃げ面１２との稜線により構成される切れ刃１３とを備えている。切削工具は、すくい面側の面である第１面４１と、逃げ面側の面である第２面４２とを有する基材４と、第１面４１及び第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５とを備えている。第１面４１は、第２面４２に連なる第１頂面４１ａと、第１頂面４１ａに連なり、かつ第２面４２との間で第１頂面４１ａを挟み込むように配置されている第２頂面４１ｂとを含む。切れ刃に垂直な断面において、第１頂面４１ａと第２頂面４１ｂとのなす角度θ１は、負角となっている。
　上記（１）の切削工具によれば、切削時に逃げ面方向に加えられる主分力を第１頂面（ネガランド面）によって下支えすることができる。そのため、ダイヤモンド層が逃げ面側から剥離することを抑制することができる。結果として、切れ刃の耐久性を向上することができる。さらに第１頂面を有しない場合と比較して、第１頂面を有する場合は、基材とダイヤモンド層との接触面積が増加する。そのため、上記（１）の切削工具によれば、基材に対するダイヤモンド層の密着性を向上することができる。
　（２）上記（１）に係る切削工具において、第１頂面４１ａと第２頂面４１ｂとのなす角度θ１は、－２０°以上０°未満であってもよい。これにより、切れ刃の耐久性をさらに向上することができる。
　（３）上記（１）または（２）に係る切削工具において、切れ刃１３の先端の曲率半径Ｒ１は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。これにより、切れ刃の高い耐久性を維持しつつ、切削工具の切れ味を向上することができる。
　（４）上記（１）または（２）に係る切削工具において、すくい面１１は、逃げ面１２に連なる第１すくい面部２１と、第１すくい面部２１に連なり、かつ逃げ面１２との間で第１すくい面部２１を挟み込むように配置されている第２すくい面部２２とを含んでいてもよい。切れ刃１３に垂直な断面において、第１すくい面部２１と第２すくい面部２２とのなす角度θ２は、負角となっていてもよい。これにより、加工初期における切れ刃の微小チッピングを抑制することができる。
　（５）上記（４）に係る切削工具において、第１すくい面部２１と第２すくい面部２２とのなす角度θ２は、－２０°以上０°未満であってもよい。これにより、加工初期における切れ刃の微小チッピングを抑制しつつ、切削工具の切れ味を向上することができる。
　（６）上記（４）または（６）に係る切削工具において、切れ刃１３の先端の曲率半径Ｒ２は、第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の厚さに０．１を乗じた値以下であってもよい。これにより、加工初期における切れ刃の微小チッピングを抑制しつつ、切削工具の切れ味を向上することができる。
　［本発明の実施形態の詳細］
　以下に、本発明の実施形態の詳細について図を参照して説明する。なお、各図において、同一または相当部分には同一符号を付している。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。
　（第１の実施形態）
　以下に、第１の実施形態に係る切削工具の構成について説明する。
　図１は、第１の実施形態に係る切削工具の上面図である。第１の実施形態に係る切削工具は、先端部１と、ボディ部２と、シャンク部３とを有している。実施形態に係る切削工具は、ボールエンドミルである。第１の実施形態に係る切削工具は、ボールエンドミルに限られるものではない。例えば、第１の実施形態に係る切削工具は、ラジアスエンドミル等であってもよい。
　図２は、図１の領域ＩＩにおける拡大上面図である。図２に示すように、第１の実施形態に係る切削工具は、先端部１において、すくい面１１と、逃げ面１２（図４参照）とを有している。すくい面１１は、逃げ面１２に連なっている。すくい面１１と逃げ面１２との稜線は、切れ刃１３を構成している。逃げ面１２は、すくい面１１に対して正角となっている。言い換えれば、稜線を通りかつすくい面１１に対して垂直な面に対して、逃げ面１２はすくい面１１側に傾斜している。
　図３は、第１の実施形態に係る切削工具を用いた切削加工の模式図である。図３に示すように、第１の実施形態に係る切削工具は、中心軸Ａを中心として回転しながら、切れ刃１３が被削材に付勢される。これにより、被削材の切削加工が行われる。
　図４は、図２のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。図４に示すように、第１の実施形態に係る切削工具は、基材４と、ダイヤモンド層５とを有している。基材４には、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が用いられる。基材４は、例えばサーメットまたはセラミックス（ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４）等であってもよい。なお、基材４に用いられる材料はこれらに限られるものではない。
　ダイヤモンド層５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５は、例えば、ダイヤモンド多結晶膜である。ダイヤモンド層５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５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５は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｌｉｋｅ　Ｃａｒｂｏｎ）の層であってもよい。
　図４に示すように、基材４は、第１面４１と、第２面４２とを有する。第１面４１は、すくい面１１側の基材４の面である。言い換えれば、第１面４１は、すくい面１１に対向する。第２面４２は、逃げ面１２側の基材４の面である。言い換えれば、第２面４２は、逃げ面１２に対向する。ダイヤモンド層５は、第１面４１及び第２面４２を被覆している。
　第１面４１は、第１頂面４１ａと、第２頂面４１ｂとを有する。第１頂面４１ａは、第２面４２に連なる。第２頂面４１ｂは、第１頂面４１ａに連なり、かつ第２面４２との間で第１頂面４１ａを挟み込むように配置されている。言い換えれば、第１頂面４１ａは、第２面４２と第２頂面４１ｂとの間に位置し、第２面４２と第２頂面４１ｂとを繋いでいる。ダイヤモンド層５は、第２面４２と、第１頂面４１ａと、第２頂面４１ｂとに接している。第１頂面４１ａは、第２頂面４１ｂに対して傾斜している。
　切れ刃に垂直な断面（図４）において、第１頂面４１ａと第２頂面４１ｂとのなす角度θ１は、負角となっている。ここで、角度θ１が負角となっているとは、第２頂面４１ｂを上方に向け、かつ切れ刃１３を左方に向けて切削工具を配置した場合に、第１頂面４１ａが第２頂面４１ｂに対して、第１頂面４１ａと第２頂面４１ｂとの境界線を中心として反時計回りに回転している場合をいう。別の観点から言えば、角度θ１が負角となっているとは、第２頂面４１ｂを上方に向け、かつ切れ刃１３を左方に向けて切削工具を配置した場合に、第１頂面４１ａが第２頂面４１ｂに対して左下がりに傾斜している場合をいう。
　図４に示すように、第１頂面４１ａと第２頂面４１ｂとのなす角度θ１は、例えば－２０°以上０°未満であってもよい。第１頂面４１ａと第２頂面４１ｂとのなす角度θ１は、第２頂面４１ｂに平行な面に対する第１頂面４１ａの傾斜角度である。角度θ１の上限は、－０．１°であってもよいし、－３°であってもよい。角度θ１の下限は、－２０°であってもよいし、－１０°であってもよい。
　図４に示すように、第２頂面４１ｂを被覆しているダイヤモンド層５の厚さは、厚さｈ２となっている。厚さｈ２は、第２頂面４１ｂに垂直な方向における、第２頂面４１ｂとすくい面１１との距離である。第１頂面４１ａを被覆しているダイヤモンド層５の厚さは、厚さｈ１となっている。厚さｈ１は、第２頂面４１ｂに垂直な方向における、第１頂面４１ａおよび第２面４２の稜線と、すくい面１１との距離である。厚さｈ１は、厚さｈ２よりも大きい。これにより、切れ刃１３の耐久性を向上することができる。
　図４に示すように、第１頂面４１ａと第２頂面４１ｂとの稜線と切れ刃１３との距離は、距離Ｌである。距離Ｌは、切れ刃１３に垂直な断面における、すくい面１１に平行な方向での距離である。距離Ｌは、０．００１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
　図５は、図４の領域Ｖの拡大図である。図５に示すように、切れ刃１３の先端はラウンドしていてもよい。断面視において、切れ刃１３の先端の曲率半径Ｒ１は、例えば０．０１μｍ以上１０μｍ以下である。曲率半径Ｒ１の上限は、１０μｍであってもよいし、５μｍであってもよい。曲率半径Ｒ１の下限は、０．０１μｍであってもよいし、０．１μｍであってもよい。
　次に、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法について説明する。
　図６は、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法の工程図である。図６に示すように、第１の実施形態に係る切削工具の製造方法は、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１と、ダイヤモンド層除去工程Ｓ２とを有している。ダイヤモンド層除去工程Ｓ２は、すくい面処理工程Ｓ２１と、逃げ面処理工程Ｓ２２とを含んでいてもよい。
　図７は、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１が終了した後であってダイヤモンド層除去工程Ｓ２が行われる前の段階における第１の実施形態に係る切削工具の断面図である。図６に示すように、ダイヤモンド層形成工程Ｓ１においては、基材４上にダイヤモンド層５が成膜される。具体的には、基材４の第１面４１および第２面４２がダイヤモンド層５により被覆される。このダイヤモンド層５の成膜は、例えばＨＦＣＶＤ（Ｈｏｔ　Ｆｉｌａｍｅｎｔ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて行われる。
　図８は、すくい面処理工程Ｓ２１の終了後であって逃げ面処理工程Ｓ２２が行われる前の段階における第１の実施形態に係る切削工具の断面図である。図８に示すように、すくい面処理工程Ｓ２１においては、基材４の第１面４１を被覆しているダイヤモンド層５の部分的な除去が行われる。基材４の第１面４１を被覆しているダイヤモンド層５を部分的に除去することにより、切削工具の先端のすくい面１１側の丸みが平坦化される。ダイヤモンド層５の除去は、すくい面１１側にレーザを照射することにより行われる。ダイヤモンド層５の除去に用いられるレーザは、例えばＹＶО４レーザ又はＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｇａｒｎｅｔ）レーザの２倍高調波である。
　逃げ面処理工程Ｓ２２においては、基材４の第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の部分的な除去が行われる。基材４の第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の部分的な除去は、基材４が逃げ面１２から露出しないように行われる。これにより、図４に示される第１の実施形態に係る切削工具の構造が形成される。基材４の第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の除去は、逃げ面１２側にレーザを照射することにより行われる。ダイヤモンド層５の除去に用いられるレーザは、例えばＹＶО４レーザ又はＹＡＧレーザの２倍高調波である。基材４の第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の部分的な除去に伴い、第１の実施形態に係る切削工具の先端の逃げ面側の丸みが平坦化され切れ刃１３がシャープになる。
　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によれば、切削時に逃げ面方向に加えられる主分力を第１頂面４１ａによって下支えすることができる。そのため、ダイヤモンド層が逃げ面側から剥離することを抑制することができる。結果として、切れ刃１３の耐久性を向上することができる。さらに第１頂面４１ａを有しない場合と比較して、第１頂面４１ａを有する場合は、基材４とダイヤモンド層５との接触面積が増加する。そのため、第１の実施形態に係る切削工具は、基材４に対するダイヤモンド層５の密着性を向上することができる。
　また第１の実施形態に係る切削工具によれば、第１頂面４１ａと第２頂面４１ｂとのなす角度θ１は、－２０°以上０°未満である。これにより、切れ刃の耐久性をさらに向上することができる。
　さらに第１の実施形態に係る切削工具によれば、切れ刃１３の先端の曲率半径Ｒ１は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下である。これにより、切れ刃の高い耐久性を維持しつつ、切削工具の切れ味を向上することができる。
　（第２の実施形態）
　以下に、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、同様の説明については繰り返さない。
　図９は、切れ刃１３に垂直な断面における第２の実施形態に係る切削工具の断面図である。図９に示すように、第２の実施形態に係る切削工具は、すくい面１１と、逃げ面１２と、切れ刃１３とを有している。第２の実施形態に係る切削工具は、基材４と、ダイヤモンド層５とを有している。
　すくい面１１は、第１すくい面部２１と、第２すくい面部２２とを有している。第１すくい面部２１は、逃げ面１２に連なる。第２すくい面部２２は、第１すくい面部２１に連なり、かつ逃げ面１２との間で第１すくい面部２１を挟み込むように配置されている。言い換えれば、第１すくい面部２１は、逃げ面１２と第２すくい面部２２との間に位置し、逃げ面１２と第２すくい面部２２とを繋いでいる。第１すくい面部２１は、第２すくい面部２２に対して傾斜している。
　切れ刃１３に垂直な断面において、第１すくい面部２１と第２すくい面部２２とのなす角度θ２（図９参照）は、負角となっている。ここで、角度θ２が負角となっているとは、第２すくい面部２２を上方に向け、かつ切れ刃１３を左方に向けて切削工具を配置した場合に、第１すくい面部２１が第２すくい面部２２に対して、第１すくい面部２１と第２すくい面部２２との境界線を中心として反時計回りに回転している場合をいう。別の観点から言えば、角度θ２が負角となっているとは、第２すくい面部２２を上方に向け、かつ切れ刃１３を左方に向けて切削工具を配置した場合に、第１すくい面部２１が第２すくい面部２２に対して左下がりに傾斜している場合をいう。
　断面視において、第１すくい面部２１と第２すくい面部２２とのなす角度θ２は、たとえば－２０°以上０°未満である。第１すくい面部２１と第２すくい面部２２とのなす角度θ２は、第２すくい面部２２に平行な面に対する第１すくい面部２１の傾斜角度である。角度θ２の上限は、－０．１°であってもよいし、－３°であってもよい。角度θ１の下限は、－２０°であってもよいし、－１０°であってもよい。
　図１０は、図９の領域Ｘの拡大図である。図１０に示すように、切れ刃１３の先端はラウンドしていてもよい。断面視において、切れ刃１３の先端の曲率半径Ｒ２は、例えば第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の厚さに０．１を乗じた値以下である。第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の厚さは、第２面４２に対して垂直な方向におけるダイヤモンド層５の厚さである。曲率半径Ｒ２は、第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の厚さに０．００１を乗じた値以下であってもよいし、０．０１を乗じた値以下であってもよい。
　次に、第２の実施形態に係る切削工具の製造方法について説明する。第２の実施形態に係る切削工具の製造方法においては、例えば第１の実施形態に係る切削工具（図４参照）を製造した後、さらに切れ刃１３付近のダイヤモンド層５が除去される。ダイヤモンド層５の除去は、第１頂面４１ａに対向するダイヤモンド層５にレーザを照射することにより行われる。これにより、第１すくい面部２１が形成される。ダイヤモンド層５の除去に用いられるレーザは、例えばＹＶО４レーザの２倍高調波である。
　次に、第２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２の実施形態に係る切削工具において、すくい面１１は、逃げ面１２に連なる第１すくい面部２１と、第１すくい面部２１に連なり、かつ逃げ面１２との間で第１すくい面部２１を挟み込むように配置されている第２すくい面部２２とを含んでいる。切れ刃１３に垂直な断面において、第１すくい面部２１と第２すくい面部２２とのなす角度θ２は、負角となっている。これにより、加工初期における切れ刃の微小チッピングを抑制することができる。
　また第２の実施形態に係る切削工具において、第１すくい面部２１と第２すくい面部２２とのなす角度θ２は、－２０°以上０°未満である。これにより、加工初期における切れ刃の微小チッピングを抑制しつつ、切削工具の切れ味を向上することができる。
　さらに第２の実施形態に係る切削工具において、切れ刃１３の先端の曲率半径Ｒ２は、第２面４２を被覆しているダイヤモンド層５の厚さに０．１を乗じた値以下である。これにより、加工初期における切れ刃の微小チッピングを抑制しつつ、切削工具の切れ味を向上することができる。
　今回開示された実施の形態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実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、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。
１　先端部、２　ボディ部、３　シャンク部、４　基材、５　ダイヤモンド層、１１　すくい面、１２　逃げ面、１３　切れ刃、２１　第１すくい面部、２２　第２すくい面部、４１　第１面、４１ａ　第１頂面、４１ｂ　第２頂面、４２　第２面、Ａ　中心軸、Ｌ　距離、Ｒ１，Ｒ２　曲率半径、ｈ１，ｈ２　厚さ。

Claims (6)

  1. 　すくい面と、前記すくい面に連なる逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線により構成される切れ刃とを備える切削工具であって、
    　前記すくい面側の面である第１面と、前記逃げ面側の面である第２面とを有する基材と、
    　前記第１面及び前記第２面を被覆しているダイヤモンド層とを備え、
    　前記第１面は、前記第２面に連なる第１頂面と、前記第１頂面に連なり、かつ前記第２面との間で前記第１頂面を挟み込むように配置されている第２頂面とを含み、
    　前記切れ刃に垂直な断面において、前記第１頂面と前記第２頂面とのなす角度は、負角となっている、切削工具。
  2. 　前記第１頂面と前記第２頂面とのなす角度は、－２０°以上０°未満である、請求項１に記載の切削工具。
  3. 　前記切れ刃の先端の曲率半径は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の切削工具。
  4. 　前記すくい面は、前記逃げ面に連なる第１すくい面部と、前記第１すくい面部に連なり、かつ前記逃げ面との間で前記第１すくい面部を挟み込むように配置されている第２すくい面部とを含み、
    　前記切れ刃に垂直な断面において、前記第１すくい面部と前記第２すくい面部とのなす角度は、負角となっている、請求項１または請求項２に記載の切削工具。
  5. 　前記第１すくい面部と前記第２すくい面部とのなす角度は、－２０°以上０°未満である、請求項４に記載の切削工具。
  6. 　前記切れ刃の先端の曲率半径は、前記第２面を被覆している前記ダイヤモンド層の厚さに０．１を乗じた値以下である、請求項４または請求項５に記載の切削工具。
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