(57)【要約】  回転切削工具は、本体部と、シャンク部とを有する。本体部は、先端を有する。シャンク部は、先端とは反対側において本体部に連なる。本体部には、正のねじれ角を有する第１切れ刃と、負のねじれ角を有しかつ第１切れ刃から離間している第２切れ刃とが設けられている。第１切れ刃および第２切れ刃の各々は、先端からシャンク部まで連続的に設けられている。
2019049252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を有する本体部と、
前記先端とは反対側において前記本体部に連なるシャンク部とを備え、
前記本体部には、正のねじれ角を有する第１切れ刃と、負のねじれ角を有しかつ前記第１切れ刃から離間している第２切れ刃とが設けられており、
前記第１切れ刃および前記第２切れ刃の各々は、前記先端から前記シャンク部まで連続的に設けられている、回転切削工具。
【請求項２】
前記本体部の芯厚は、前記本体部の直径の０．４倍以上０．９倍以下である、請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項３】
前記本体部は、基材と、前記基材を被覆する被膜とを含み、
前記被膜は、ダイヤモンドおよびダイヤモンドライクカーボンの少なくともいずれかを有する、請求項１または請求項２に記載の回転切削工具。
【請求項４】
前記被膜は、ダイヤモンドである、請求項３に記載の回転切削工具。
【請求項５】
前記被膜の厚みは、６μｍ以上２０μｍ以下である、請求項４に記載の回転切削工具。
【請求項６】
前記ダイヤモンドは、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンドである、請求項５に記載の回転切削工具。
【請求項７】
前記ダイヤモンドは、多結晶ダイヤモンドであり、
前記多結晶ダイヤモンドの表層の平均粒径は、０．１μｍ以上５μｍ以下である、請求項６に記載の回転切削工具。
【請求項８】
前記被膜は、ダイヤモンドライクカーボンである、請求項３に記載の回転切削工具。
【請求項９】
前記被膜の厚みは、０．２μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項８に記載の回転切削工具。
【請求項１０】
前記基材の表面粗さは、０．２μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項３〜請求項９のいずれか１項に記載の回転切削工具。
【請求項１１】
前記被膜は、鉄、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくともいずれかの元素を含む、請求項３〜請求項１０のいずれか１項に記載の回転切削工具。
【請求項１２】
前記基材に接する前記被膜の部分において、前記少なくともいずれかの元素の総含有量は、１．０×１０１５atoms/cm3以上１．０×１０１８atoms/cm3以下である、請求項１１に記載の回転切削工具。
【請求項１３】
前記先端において、前記第１切れ刃から前記第２切れ刃までの周方向の位相角は、前記第２切れ刃から前記第１切れ刃までの前記周方向の位相角と異なっている、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の回転切削工具。
【請求項１４】
前記正のねじれ角および前記負のねじれ角の各々の絶対値は、３°以上１０°以下である、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の回転切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開昭５４−１１９１９８号公報（特許文献１）には、互いにねじれ方向の異なる切れ刃が設けられたルータ工具が記載されている。特開昭５４−１１９１９８号公報に記載のルータ工具においては、有効刃長域において、切れ刃が複数の切れ刃領域に分断されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５４−１１９１９８号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一態様に係る回転切削工具は、本体部と、シャンク部とを備えている。本体部は、先端を有する。シャンク部は、先端とは反対側において本体部に連なる。本体部には、正のねじれ角を有する第１切れ刃と、負のねじれ角を有しかつ第１切れ刃から離間している第２切れ刃とが設けられている。第１切れ刃および第２切れ刃の各々は、先端からシャンク部まで連続的に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本実施形態に係る回転切削工具の構成を示す斜視模式図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る回転切削工具を回転軸に垂直な方向から見た第１側面模式図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る回転切削工具を回転軸に垂直な方向から見た第２側面模式図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る回転切削工具を回転軸に平行な方向から見た正面模式図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る回転切削工具を図２のＶ−Ｖ線に沿った方向から見た断面模式図である。
【図６】図６は、図５のＶＩ領域の拡大模式図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る回転切削工具を用いた加工方法を示す一部断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[本開示が解決しようとする課題]
有効刃長域において切れ刃が複数の切れ刃領域に分断されている場合、切削加工時において、複数の切れ刃領域の各々が被削材に断続的に喰い付く。そのため、切削抵抗が大きくなり、被削材にバリが発生することを十分に抑制することが困難であった。
【０００７】
本発明の一態様の目的は、被削材にバリが発生することを抑制することである。
[本開示の効果]
本発明の一態様によれば、被削材にバリが発生することを抑制することができる。
【０００８】
［本開示の実施形態の概要］
まず、本開示の実施形態の概要について説明する。
【０００９】
（１）本発明の一態様に係る回転切削工具１は、本体部３と、シャンク部２とを備えている。本体部３は、先端７を有する。シャンク部２は、先端７とは反対側において本体部３に連なる。本体部３には、正のねじれ角を有する第１切れ刃１１と、負のねじれ角を有しかつ第１切れ刃１１から離間している第２切れ刃２１とが設けられている。第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、先端７からシャンク部２まで連続的に設けられている。
【００１０】
上記（１）に係る回転切削工具１によれば、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、先端７からシャンク部２まで連続的に設けられている。そのため、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々が断続的に設けられている場合と比較して、上記（１）に係る回転切削工具１においては、滑らかに切削が進行し、断続的な喰い付きが防止される。結果として、切削抵抗が低減するため、被削材にバリが発生することを抑制することができる。
【００１１】
（２）上記（１）に係る回転切削工具１において、本体部３の芯厚Ｄ２は、本体部３の直径Ｄ１の０．４倍以上０．９倍以下であってもよい。上記のように、本実施形態に係る回転切削工具１においては、切削抵抗が低減されている。そのため、本体部３が折損することを抑制しつつ、本体部３の芯厚Ｄ２を小さくすることができる。芯厚Ｄ２を小さくすることで、本体部３の溝を深く形成することができる。結果として、切り屑の排出性能を向上することができる。また溝を深く形成することにより、溝の表面積を大きくすることができる。結果として、本体部３の放熱性を向上することができる。そのため、本体部３が高温になることで、たとえば樹脂などの融点の低い被削材が溶解することを抑制することができる。
【００１２】
（３）上記（１）または（２）に係る回転切削工具１において、本体部３は、基材４と、基材４を被覆する被膜５とを含んでいてもよい。被膜５は、ダイヤモンドおよびダイヤモンドライクカーボンの少なくともいずれかを有していてもよい。これにより、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の耐摩耗性または摺動性が向上する。結果として、回転切削工具１の寿命を向上することができる。また第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切れ味が劣化することを抑制することができる。そのため、被削材の切削面の面性状が良好になる。さらに第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切れ味が向上することにより、芯厚Ｄ２をさらに小さくした場合であっても、本体部３が折損することを抑制することができる。そのため、芯厚Ｄ２をさらに小さくして、切り屑の排出性能をさらに向上することができる。また本体部３の放熱性をさらに向上することができる。
【００１３】
（４）上記（３）に係る回転切削工具１において、被膜５は、ダイヤモンドであってもよい。これにより、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の耐摩耗性が向上する。結果として、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切れ味が劣化することを抑制することができる。そのため、被削材の切削面の面性状が良好になる。
【００１４】
（５）上記（４）に係る回転切削工具１において、被膜５の厚みは、６μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。
【００１５】
（６）上記（５）に係る回転切削工具１において、ダイヤモンドは、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンドであってもよい。
【００１６】
（７）上記（６）に係る回転切削工具１において、ダイヤモンドは、多結晶ダイヤモンドであってもよい。多結晶ダイヤモンドの表層５ａの平均粒径は、０．１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。
【００１７】
（８）上記（３）に係る回転切削工具１において、被膜５は、ダイヤモンドライクカーボンであってもよい。これにより、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の摺動性が向上する。結果として、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切れ味が劣化することを抑制することができる。そのため、被削材の切削面の面性状が良好になる。
【００１８】
（９）上記（８）に係る回転切削工具１において、被膜５の厚みは、０．２μｍ以上２μｍ以下であってもよい。
【００１９】
（１０）上記（３）〜（９）のいずれかに係る回転切削工具１において、基材４の表面粗さは、０．２μｍ以上２．０μｍ以下であってもよい。これにより、被膜５と基材４との密着性が向上する。
【００２０】
（１１）上記（３）〜（１０）のいずれかに係る回転切削工具１において、被膜５は、鉄、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくともいずれかの元素を含んでいてもよい。鉄、モリブデンおよびタングステンの各々は、炭素と反応して炭化物を形成する。そのため、被膜５と基材４との密着性がさらに向上する。
【００２１】
（１２）上記（１１）に係る回転切削工具１において、基材４に接する被膜５の部分において、少なくともいずれかの元素の総含有量は、１．０×１０１５atoms/cm3以上１．０×１０１８atoms/cm3以下であってもよい。
【００２２】
（１３）上記（１）〜（１２）のいずれかに係る回転切削工具１において、先端７において、第１切れ刃１１から第２切れ刃２１までの周方向の位相角は、第２切れ刃２１から第１切れ刃１１までの周方向の位相角と異なっていてもよい。第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、ねじれ方向が異なるため、それぞれの切れ刃の軸方向切削力は互いに打消し合う。また第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切削周期が異なる。これにより、加工中のビビリが抑制される。
【００２３】
（１４）上記（１）〜（１３）のいずれかに係る回転切削工具１において、正のねじれ角および負のねじれ角の各々の絶対値は、３°以上１０°以下であってもよい。
【００２４】
［本開示の実施形態の詳細］
次に、図に基づいて本開示の実施形態の詳細について説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
【００２５】
まず、本実施形態に係る回転切削工具１の構成について説明する。
図１、図２および図３に示されるように、本実施形態に係る回転切削工具１は、たとえばＣＦＰＲ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ）などの繊維強化樹脂を加工するためのエンドミルであって、本体部３と、シャンク部２とを主に有している。回転切削工具１は、回転軸Ａ（図２参照）の周りを回転可能に構成されている。本体部３は、先端７を有している。シャンク部２は、先端７とは反対側において本体部３に連なっている。シャンク部２は、後端６を有している。シャンク部２は、たとえばフライス盤の主軸に取り付けられる部分である。本体部３は、たとえば、第１すくい面１３と、第１底面１５と、第１逃げ面１４と、第２すくい面２３と、第２底面２５と、第２逃げ面２４とを有している。第１すくい面１３は、第１底面１５および第１逃げ面１４の各々に連なっている。第２すくい面２３は、第２底面２５および第２逃げ面２４の各々に連なっている。第１すくい面１３と、第１逃げ面１４との稜線は、第１切れ刃１１を構成する。第１すくい面１３と、第１底面１５との稜線は、第１底刃１２を構成する。第２すくい面２３と、第２逃げ面２４との稜線は、第２切れ刃２１を構成する。第２すくい面２３と、第２底面２５との稜線は、第２底刃２２を構成する。
【００２６】
本体部３には、第１切れ刃１１と、第２切れ刃２１とが設けられている。第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、本体部３の外周に設けられた外周切れ刃である。第１切れ刃１１と、第２切れ刃２１とは、周方向において交互に間隔を隔てて設けられている。第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、回転軸Ａの周りを螺旋状に延在している。第２切れ刃２１は、第１切れ刃１１から離間している。第１切れ刃１１は、第２切れ刃２１と交差しない。第１切れ刃１１は、正のねじれ角を有する。第２切れ刃２１は、負のねじれ角を有している。別の観点から言えば、第１切れ刃１１と第２切れ刃２１とは、ねじれ方向が異なっている。第１切れ刃１１が右ねじれの場合には、第２切れ刃２１は左ねじれである。反対に、第１切れ刃１１が左ねじれの場合には、第２切れ刃２１は右ねじれである。
【００２７】
第１切れ刃１１の数は、特に限定されないが、たとえば２以上である。第２切れ刃２１の数は、特に限定されないが、たとえば２以上である。本体部３には、第１底刃１２と、第２底刃２２とが設けられていてもよい。第１底刃１２は、第１切れ刃１１と連なっていてもよい。第２底刃２２は、第２切れ刃２１と連なっていてもよい。第１底刃１２と、第２底刃２２とは、周方向において交互に設けられている。第１底刃１２の数は、特に限定されないが、たとえば２以上である。第２底刃２２の数は、特に限定されないが、たとえば２以上である。本体部３には、第１溝１６と、第２溝２６と、第３溝１７と、第４溝２７とが設けられていてもよい。第１溝１６は、第３溝１７よりも後端側に位置する。第２溝２６は、第４溝２７よりも後端側に位置する。第１溝１６は、第１すくい面１３と連なっている。第２溝２６は、第２すくい面２３と連なっている。シャンク部２には、第１切れ刃１１および第２切れ刃１１の各々に連なる切れ刃が設けられていない。
【００２８】
図２に示されるように、回転軸Ａに対して垂直な方向から見て、第１切れ刃１１の延在方向に沿った直線１８は、回転軸Ａに対して正のねじれ角θ１で傾斜している。正のねじれ角θ１は、たとえば３°以上１０°以下である。正のねじれ角θ１とは、図２に示す側面視において、回転軸Ａに対して時計回りに傾斜する角度である。先端７から後端６を見る視野において、第１切れ刃１１は時計回りの方向にねじれている。図３に示されるように、回転軸Ａに対して垂直な方向から見て、第２切れ刃２１の延在方向に沿った直線２８は、回転軸Ａに対して負のねじれ角θ２で傾斜している。負のねじれ角θ２とは、図３に示す側面視において、回転軸Ａに対して反時計回りに傾斜する角度である。先端７から後端６を見る視野において、第２切れ刃２１は反時計回りの方向にねじれている。負のねじれ角θ２は、たとえば−１０°以上−３°以下である。つまり、正のねじれ角および負のねじれ角の各々の絶対値は、たとえば３°以上１０°以下である。正のねじれ角θ１の絶対値は、負のねじれ角θ２の絶対値とほぼ同じであってもよい。具体的には、正のねじれ角θ１の絶対値と、負のねじれ角θ２の絶対値との差の絶対値は、たとえば０．５°以下であってもよい。
【００２９】
第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、先端７からシャンク部２まで連続的に設けられている。別の観点から言えば、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、軸方向において、本体部３の一端から他端（本体部３とシャンク部２との境界）まで連続的に設けられている。さらに別の観点から言えば、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、有効刃長間において連続的に構成されている。つまり、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、途中で分断されていない。回転切削工具１の先端７は、回転軸Ａに沿った方向において、本体部３の外周面の先端である。
【００３０】
図４において、第１周方向Ｂおよび第２周方向Ｃは、それぞれ回転方向前方および回転方向後方である。図４に示されるように、回転切削工具１の先端７において、第１切れ刃１１から第２切れ刃２１までの第２周方向Ｃの位相角φ１は、第２切れ刃２１から第１切れ刃１１までの第２周方向Ｃの位相角φ２と異なっていてもよい。具体的には、回転切削工具１の先端７において、第１切れ刃１１から回転方向後方における第２切れ刃２１までの位相角φ１は、第２切れ刃２１から回転方向後方における第１切れ刃１１までの位相角φ２と異なっていてもよい。位相角φ１は、たとえば位相角φ２よりも大きい。反対に、位相角φ１は、位相角φ２よりも小さくてもよい。回転方向後方とは、回転方向前方とは反対側の方向である。第１切れ刃１１は、先端７において第１底刃１２に連なっていてもよい。同様に、第２切れ刃２１は、先端７において第２底刃２２に連なっていてもよい。
【００３１】
図５に示されるように、本体部３の芯厚Ｄ２は、回転軸Ａに対して垂直な断面で本体部３を切断した場合における、本体部３の内接円の直径である。本実施形態において、本体部３の芯厚Ｄ２は、たとえば本体部３の直径Ｄ１の０．４倍以上０．９倍以下である。本体部３の芯厚Ｄ２は、たとえば本体部３の直径Ｄ１の０．５倍以上であってよいし、０．６倍以上であってもよい。本体部３の芯厚Ｄ２は、たとえば本体部３の直径Ｄ１の０．８倍以下であってよいし、０．７倍以下であってもよい。
【００３２】
図５に示されるように、本体部３は、たとえば基材４と、被膜５とを有している。被膜５は、基材４を被覆する。基材４の材料は、たとえばＷＣ（炭化タングステン）などの粉末と、Ｃｏ（コバルト）などの結合剤とを含む超硬合金である。なお、基材４は、超硬合金に限られるものではなく、たとえば多結晶ダイヤモンド、サーメットまたはセラミックスなどであってもよい。被膜５は、たとえばダイヤモンドおよびダイヤモンドライクカーボンの少なくともいずれかを有していている。被膜５は、たとえば本体部３の有効刃長全体において設けられている。
【００３３】
被膜５がダイヤモンドの場合、被膜５の厚みＴ（図６参照）は、たとえば６μｍ以上２０μｍ以下である。被膜５の厚みＴは、たとえば６μｍ以上であってもよいし、９μｍ以上であってもよい。被膜５の厚みＴは、たとえば２０μｍ以下であってもよいし、１８μｍ以下であってもよい。なお、被膜５の組織および厚みは、膜成長方向に沿った被膜５の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察することにより測定することができる。
【００３４】
ダイヤモンドは、たとえば単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンドである。なお、ダイヤモンドの結晶性は、ラマン分光分析法を用いて特定することができる。ラマン分光分析法によって、ダイヤモンドの特徴である１３３３ｃｍ-1にピークが存在することを確認し、スペクトルの半値幅により、単結晶ダイヤモンドであるか多結晶ダイヤモンドであるかを確認する。スペクトルの半値幅が１０ｃｍ-1よりも大きい場合は、多結晶ダイヤモンドであるとする。スペクトルの半値幅が、１０ｃｍ-1以下の場合は、単結晶ダイヤモンドであるとする。
【００３５】
図６に示されるように、多結晶ダイヤモンドは、表層５ａと、深層５ｄとを有していてもよい。深層５ｄは、表層５ａと基材４との間に位置する。多結晶ダイヤモンドの表層５ａとは、多結晶ダイヤモンドの表面から基材４に向かって８μｍ以内の領域である。多結晶ダイヤモンドの表層５ａにおける結晶粒の平均粒径は、多結晶ダイヤモンドの深層５ｄ（表層５ａ以外の部分）における結晶粒の平均粒径よりも小さくてもよい。
【００３６】
被膜５が多結晶ダイヤモンドの場合、多結晶ダイヤモンドの表層５ａの平均粒径は、たとえば０．１μｍ以上５μｍ以下である。多結晶ダイヤモンドの表層５ａの平均粒径は、たとえば０．１μｍ以上であってもよいし、０．５μｍ以上であってもよい。多結晶ダイヤモンドの表層５ａの平均粒径は、たとえば３μｍ以下であってもよいし、２μｍ以下であってもよい。多結晶ダイヤモンドの表層５ａにおいて、結晶粒の平均粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により測定することができる。具体的には、膜成長方向に沿った被膜５の断面を、透過型電子顕微鏡により５０００倍以上１００００００倍以下の倍率で観察する。この際、観察視野中に少なくとも２０個の結晶粒が含まれるように倍率を調整する。次に、観察視野中、無作為に選んだ１０個の結晶粒について、外接円相当径を計測する。このようにして得られた外接円相当径の計測値のうち、最大値と最小値を除いた計測値の算術平均値を「結晶粒の粒径」とする。
【００３７】
被膜５が、ダイヤモンドライクカーボンの場合、被膜５の厚みＴ（図６参照）は、たとえば０．２μｍ以上２μｍ以下である。被膜５の厚みＴは、たとえば０．５μｍ以上であってもよいし、０．７μｍ以上であってもよい。被膜５の厚みＴは、たとえば１．８μｍ以下であってもよいし、１．５μｍ以下であってもよい。
【００３８】
基材４の表面粗さは、たとえば０．２μｍ以上２．０μｍ以下である。表面粗さは、最大高さ粗さ（Ｒｚ）である。基材４の表面粗さは、走査型白色干渉技術を用いた３次元表面構造解析装置（ＺＹＧＯ社製）を用いて測定することができる。具体的には、基材４から被膜５を除去した後、基材４の表面を３次元表面構造解析装置により測定することにより、基材４の表面粗さが求められる。
【００３９】
被膜５は、鉄、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくともいずれかの元素を含んでいてもよい。具体的には、被膜５は、鉄、モリブデンおよびタングステンの中のいずれか１種の元素を含んでいてもよいし、２種類以上の元素を含んでいてもよいし、３種類全ての元素を含んでいてもよい。被膜５は、炭化鉄、炭化モリブデンおよび炭化タングステンの少なくともいずれかを含んでいてもよい。
【００４０】
図６に示されるように、被膜５の深層５ｄは、基材４に接する被膜５の部分５ｃと、中層５ｂとを有していてよい。基材４に接する被膜５の部分５ｃとは、基材４の表面から３μｍ以内の部分である。基材４に接する被膜５の部分において、少なくともいずれかの元素の総含有量は、１．０×１０１５atoms/cm3以上１．０×１０１８atoms/cm3以下であってもよい。少なくともいずれかの元素の総含有量とは、上記３種類の元素（鉄、モリブデンおよびタングステン）の総含有量である。総含有量は、たとえば１．０×１０１５atoms/cm3以上であってもよいし、３．０×１０１５atoms/cm3以上であってもよい。総含有量は、たとえば１．０×１０１８atoms/cm3以下であってもよいし、５．０×１０１７atoms/cm3以下であってもよい。鉄、モリブデンおよびタングステンなどの元素の含有量は、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ)により測定することができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る回転切削工具の被膜の形成方法について説明する。
まず、基材４の表面に対してエッチング処理が行われる。具体的には、たとえば過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）または塩酸（ＨＣｌ）、硝酸（ＨＮＯ３）等を用いて、超硬合金製の基材４の表面がエッチング処理される。これにより、基材４の表面が荒れて、表面粗さが大きくなる。
【００４２】
次に、基材４上に被膜５が形成される。被膜５がダイヤモンドの場合、被膜５はたとえばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成される。被膜５がダイヤモンドカーボンの場合、被膜５はたとえばＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成される。上記エッチング処理により、基材４の表面が荒れている。そのため、基材４の表面積が大きくなる。結果として、基材４の表面上に被膜５が形成された際、基材４と被膜５との密着性が向上する。また基材４の表面には、鉄、モリブデン、タングステン等の金属元素が付着する。金属元素は、炭素と反応し炭化物を形成する。これにより、基材４と被膜５との密着性が向上する。
【００４３】
次に、本実施形態に係る回転切削工具を用いた加工方法について説明する。
図７に示されるように、本実施形態に係る回転切削工具１を用いてＣＦＲＰなどの被削材３０を加工する場合、被削材３０の上側の表面においては、第１切れ刃１１によって上向きの切削力が作用する。そのため、被削材３０の上側の表面には、第１切れ刃１１の切削によってバリ３１が発生しやすい。一方、第２切れ刃２１は、第１切れ刃１１とは反対のねじれ方向を有する。そのため、被削材３０の上側の表面においては、第２切れ刃２１によって下向きの切削力が作用する。第２切れ刃２１の切削によってバリ３１が除去される。第１切れ刃１１は主として切削を担当しつつ、第２切れ刃２１によってバリの除去を行うことにより、被削材３０にバリが発生することを抑制することができる。
【００４４】
上記においては、被削材３０がＣＦＰＲの場合について説明したが、被削材３０はＣＦＰＲに限定されない。被削材３０は、たとえばＧＦＲＰ（Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ）、セルロースナノファイバーまたはセラミックスなどであってもよい。また上記においては、回転切削工具１がエンドミルの場合について説明したが、回転切削工具１はエンドミルに限定されない。回転切削工具１は、たとえばルータ工具などであってもよい。
【００４５】
次に、本実施形態に係る切削工具の作用効果について説明する。
本実施形態に係る回転切削工具１によれば、回転切削工具１によれば、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、先端７からシャンク部２まで連続的に設けられている。そのため、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々が断続的に設けられている場合と比較して、本実施形態に係る回転切削工具１においては、滑らかに切削が進行し、断続的な喰い付きが防止される。結果として、切削抵抗が低減するため、被削材にバリが発生することを抑制することができる。
【００４６】
また本実施形態に係る回転切削工具１によれば、本体部３の芯厚Ｄ２は、本体部３の直径Ｄ１の０．４倍以上０．９倍以下である。上記のように本実施形態に係る回転切削工具１においては、切削抵抗が低減されている。そのため、本体部３が折損することを抑制しつつ、本体部３の芯厚Ｄ２を小さくすることができる。芯厚Ｄ２を小さくすることで、本体部３の溝を深く形成することができる。結果として、切り屑の排出性能を向上することができる。また溝を深く形成することにより、溝の表面積を大きくすることができる。結果として、本体部３の放熱性を向上することができる。そのため、本体部３が高温になることで、たとえば樹脂などの融点の低い被削材が溶解することを抑制することができる。
【００４７】
さらに本実施形態に係る回転切削工具１によれば、本体部３は、基材４と、基材４を被覆する被膜５とを含んでいる。被膜５は、ダイヤモンドおよびダイヤモンドライクカーボンの少なくともいずれかを有していてもよい。これにより、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の耐摩耗性または摺動性が向上する。結果として、回転切削工具１の寿命を向上することができる。また第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切れ味が劣化することを抑制することができる。そのため、被削材の切削面の面性状が良好になる。さらに第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切れ味が向上することにより、芯厚Ｄ２をさらに小さくした場合であっても、本体部３が折損することを抑制することができる。そのため、芯厚Ｄ２をさらに小さくして、切り屑の排出性能をさらに向上することができる。また本体部３の放熱性をさらに向上することができる。
【００４８】
さらに本実施形態に係る回転切削工具１によれば、被膜５は、ダイヤモンドであってもよい。これにより、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の耐摩耗性が向上する。結果として、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切れ味が劣化することを抑制することができる。そのため、被削材の切削面の面性状が良好になる。
【００４９】
さらに本実施形態に係る回転切削工具１によれば、被膜５は、ダイヤモンドライクカーボンであってもよい。これにより、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の摺動性が向上する。結果として、第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切れ味が劣化することを抑制することができる。そのため、被削材の切削面の面性状が良好になる。
【００５０】
さらに本実施形態に係る回転切削工具１によれば、被膜５は、鉄、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくともいずれかの元素を含んでいてもよい。鉄、モリブデンおよびタングステンの各々は、炭素と反応して炭化物を形成する。そのため、被膜５と基材４との密着性がさらに向上する。
【００５１】
さらに本実施形態に係る回転切削工具１によれば、先端７において、第１切れ刃１１から第２切れ刃２１までの周方向の位相角θ１は、第２切れ刃２１から第１切れ刃１１までの周方向の位相角θ２と異なっていてもよい。第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々は、ねじれ方向が異なるため、それぞれの切れ刃の軸方向切削力は互いに打消し合う。また第１切れ刃１１および第２切れ刃２１の各々の切削周期が異なる。これにより、加工中のビビリが抑制される。
【００５２】
今回開示された実施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。
【符号の説明】
【００５３】
１  回転切削工具
２  シャンク部
３  本体部
４  基材
５  被膜
５ａ  表層
５ｂ  中層
５ｃ  部分
５ｄ  深層
６  後端
７  先端
１１  第１切れ刃
１２  第１底刃
１３  第１すくい面
１４  第１逃げ面
１５  第１底面
１６  第１溝
１７  第３溝
１８，２８  直線
２１  第２切れ刃
２２  第２底刃
２３  第２すくい面
２４  第２逃げ面
２５  第２底面
２６  第２溝
２７  第４溝
３０  被削材
３１  バリ
Ａ  回転軸
Ｂ  第１周方向
Ｃ  第２周方向
Ｄ１  直径
Ｄ２  芯厚
Ｔ  厚み
【図１】
2019049252.tif 000003
【図２】
2019049252.tif 000004
【図３】
2019049252.tif 000005
【図４】
2019049252.tif 000006
【図５】
2019049252.tif 000007
【図６】
2019049252.tif 000008
【図７】
2019049252.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月11日(2020.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を有する本体部と、
前記先端とは反対側において前記本体部に連なるシャンク部とを備え、
前記本体部には、正のねじれ角を有する第１切れ刃と、負のねじれ角を有しかつ前記第１切れ刃から離間している第２切れ刃とが設けられており、
前記第１切れ刃および前記第２切れ刃の各々は、前記先端から前記シャンク部まで連続的に設けられており、
前記本体部は、基材と、前記基材を被覆する被膜とを含み、
前記被膜は、多結晶ダイヤモンドであり、
前記多結晶ダイヤモンドは、表層と、前記表層と前記基材との間に位置する深層とを有し、
前記表層の平均粒径は、前記深層の平均粒径よりも小さい、回転切削工具。
【請求項２】
前記本体部の芯厚は、前記本体部の直径の０．４倍以上０．９倍以下である、請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項３】
前記表層の平均粒径は、０．１μｍ以上５μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の回転切削工具。
【請求項４】
前記基材の表面粗さは、０．２μｍ以上２．０μｍ以下である、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。
【請求項５】
前記被膜は、鉄、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくともいずれかの元素を含む、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。
【請求項６】
前記基材に接する前記被膜の部分において、前記少なくともいずれかの元素の総含有量は、１．０×１０１５atoms/cm3以上１．０×１０１８atoms/cm3以下である、請求項５に記載の回転切削工具。
【請求項７】
前記先端において、前記第１切れ刃から前記第２切れ刃までの周方向の位相角は、前記第２切れ刃から前記第１切れ刃までの前記周方向の位相角と異なっている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転切削工具。
【請求項８】
前記正のねじれ角および前記負のねじれ角の各々の絶対値は、３°以上１０°以下である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転切削工具。
【国際調査報告】
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2019049252.tif 000011
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