(57)【要約】【課題】ガラス等で構成された被削材を適切に効率よく安定して切削加工できるエンドミルを提供する。【解決手段】工具本体１０の外周に複数のねじれ溝１１が設けられ、各ねじれ溝に対応して、工具本体の先端に底刃１２が設けられると共に工具本体の外周に外周刃１３が設けられ、この外周刃がダイヤモンド焼結体で構成されたエンドミルにおいて、外周刃に０．０２〜０．１ｍｍの範囲のマージン１３ａを設けると共に、底刃の径方向のすかし角αを１°以上にし、さらに底刃と外周刃との交差部分にギャッシュ１４を設け、このギャッシュの軸方向のすくい角βを０〜１５°の範囲にすると共に、外周刃に形成されるギャッシュの軸方向の長さｄを０．０５〜０．５ｍｍの範囲にした。【選択図】  図１
2004283965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体１０の外周に複数のねじれ溝１１が設けられ、各ねじれ溝１１に対応して、工具本体１０の先端に底刃１２が設けられると共に工具本体１０の外周に外周刃１３が設けられ、この外周刃１３がダイヤモンド焼結体で構成されてなるエンドミルにおいて、上記の外周刃１３に０．０２〜０．１ｍｍの範囲のマージン１３ａを設けると共に、上記の底刃１２の径方向のすかし角αを１°以上にし、さらに上記の底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設け、このギャッシュ１４の軸方向のすくい角βを０〜１５°の範囲にすると共に、外周刃１３に形成されるギャッシュ１４の軸方向の長さｄを０．０５〜０．５ｍｍの範囲にしたことを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
請求項１に記載したエンドミルにおいて、上記のねじれ溝１１と外周刃１３とが右刃・左ねじれ又は左刃・右ねじれになっていることを特徴とするエンドミル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載したエンドミルにおいて、上記の底刃１２がダイヤモンド焼結体で構成されていることを特徴とするエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンドミルに係り、特に、工具本体に複数のねじれ溝が設けられ、各ねじれ溝に対応して、工具本体の先端に底刃が設けられると共に工具本体の外周に外周刃が設けられ、この外周刃がダイヤモンド焼結体で構成されたエンドミルにおいて、ガラス等の硬くて脆い材料で構成された被削材を切削加工した際に、こば欠け等が発生するのを抑制するようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体分野において、ガラス等の硬くて脆い材料で構成された被削材を加工することが多く行われるようになっている。
【０００３】
そして、このようにガラス等の硬くて脆い材料で構成された被削材を加工するにあたり、従来においては、一般にダイヤ電着砥石を用いて研削加工するようにしている。
【０００４】
しかし、ダイヤ電着砥石を用いてガラス等で構成された被削材を研削加工するようにした場合、研削加工時における発熱が大きく、またガラス等の硬くて脆い材料は欠け易いため、高送りすることができず、加工効率が非常に悪くなるという問題があった。
【０００５】
このため、近年においては、ガラス等で構成された被削材をエンドミルによって切削加工することが検討されるようになった。
【０００６】
しかし、一般に使用されているエンドミルを用いてガラス等硬くて脆い材料で構成された被削材を切削加工した場合、この被削材の硬度が高いため、エンドミルにおける外周刃等がすぐに摩耗するという問題があった。
【０００７】
また、従来においては、エンドミルにおける外周刃等の強度を高めるため、外周刃等をダイヤモンド焼結体で構成したエンドミルが利用されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００８】
しかし、このように外周刃等をダイヤモンド焼結体で構成したエンドミルを用いて、ガラス等の硬くて脆い材料で構成された被削材を切削加工した場合、外周刃や底刃、特に外周刃と底刃と交差するコーナー部分にチッピングが生じたり、また上記の被削材に大きなこば欠け等が発生するという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１−９６３０７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７８２１１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ガラス等の硬くて脆い材料で構成された被削材を切削加工する場合における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものであり、特に、工具本体に複数のねじれ溝が設けられ、各ねじれ溝に対応して、工具本体の先端に底刃が設けられると共に工具本体の外周に外周刃が設けられ、この外周刃がダイヤモンド焼結体で構成されたエンドミルを用いて、ガラス等の硬くて脆い材料で構成された被削材を切削加工する場合に、外周刃や底刃にチッピングが生じたり、上記の被削材に大きなこば欠けが発生したりするのを防止し、ガラス等の硬くて脆い材料で構成された被削材を、適切に効率よく切削加工できるようにすることを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明におけるエンドミルにおいては、上記のような課題を解決するため、工具本体１０の外周に複数のねじれ溝１１が設けられ、各ねじれ溝１１に対応して、工具本体１０の先端に底刃１２が設けられると共に工具本体１０の外周に外周刃１３が設けられ、この外周刃１３がダイヤモンド焼結体で構成されてなるエンドミルにおいて、上記の外周刃１３に０．０２〜０．１ｍｍの範囲のマージン１３ａを設けると共に、上記の底刃１２の径方向のすかし角αを１°以上にし、さらに上記の底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設け、このギャッシュ１４の軸方向のすくい角βを０〜１５°の範囲にすると共に、外周刃１３に形成されるギャッシュ１４の軸方向の長さｄを０．０５〜０．５ｍｍの範囲にしたのである。
【００１２】
ここで、この発明におけるエンドミルのように外周刃１３に０．０２〜０．１ｍｍのマージン１３ａを設けると、ガラス等の硬くて脆い材料で構成された被削材を切削加工する場合に、このマージン１３ａによって加工応力が緩和され、上記の被削材に大きなこば欠けが生じるのが抑制されるようになる。なお、マージン１３ａの大きさを０．０２〜０．１ｍｍの範囲にしたのは、マージン１３ａの大きさが０．０２ｍｍ未満であると、上記のような効果が十分に得られなくなる一方、マージン１３ａの大きさが１ｍｍを超えると、このマージン１３ａが被削材を擦る面積が大きくなって切削抵抗が増大し、加工時の発熱が大きくなったり、摩耗が大きくなるためである。
【００１３】
また、この発明におけるエンドミルのように底刃１２の径方向のすかし角αを１°以上にすると、この底刃１２によってガラス等の被削材を切削する際の加工応力が軽減され、この底刃１２によって切削されたガラス等の被削材の部分に欠損が生じるのも防止されるようになる。
【００１４】
また、この発明におけるエンドミルのように底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設けると、この交差部分における底刃１２の軸方向のすくい角や、外周刃１３の径方向のすくい角が小さくなって、この交差部分における刃先強度が高くなり、ガラス等の被削材を切削した際に、この交差部分において刃先にチッピングが生じるのが抑制されるようになる。
【００１５】
ここで、上記のように底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設けるにあたり、ギャッシュ１４の軸方向のすくい角βを０〜１５°の範囲にしたのは、このすくい角βが負になると、切削抵抗が大きくなる一方、このすくい角βが１５°を越えると、この部分における刃先強度が弱くなってチッピングが生じやすくなるためである。
【００１６】
また、外周刃１３に形成されるギャッシュ１４の軸方向の長さｄを０．０５〜０．５ｍｍの範囲にしたのは、この大きさが０．０５ｍｍ未満では、底刃１２と外周刃１３との交差部分における刃先強度を十分に高めることができなくなってチッピングが生じやすくなる一方、この大きさが０．５ｍｍを超えると、切削抵抗が大きくなり、切削時におけるびびり等によってガラス等の被削材に欠損が生じやすくなるためである。
【００１７】
また、この発明におけるエンドミルにおいて、上記のねじれ溝１１と外周刃１３との関係を、右刃・左ねじれ又は左刃・右ねじれにすると、切削時において外周刃１３により被削材が押え付けられるようになり、上記のようにガラス等の脆い被削材の場合、これにより被削材の切削面における割れやこば欠けが大きく低減されるようになると共に、このような被削材の場合、切屑が粉状になるため、切屑が詰まるということがなく、切屑詰まりによって切削面が傷ついたり、刃先が破損するということもない。
【００１８】
また、この発明におけるエンドミルにおいて、上記の外周刃１３と同様に、上記の底刃１２をダイヤモンド焼結体で構成すると、この底刃１２における切削性も向上して、ガラス等の被削材の欠損がより一層抑制されるようになると共に、底刃１２における摩耗も抑制されて、ガラス等の被削材をより長期にわたって切削できるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係るエンドミルを添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２０】
（実施形態１）
この実施形態１におけるエンドミルにおいては、図１及び図２に示すように、工具本体１０の外周に右ねじれのねじれ溝１１を複数設け、各ねじれ溝１１に対して右刃になるようにダイヤモンド焼結体で構成された外周刃１３を形成すると共に、この工具本体１０の先端には、ダイヤモンド焼結体で構成された底刃１２を径方向のすかし角αが１°以上になるように形成している。
【００２１】
そして、このエンドミルにおいては上記の外周刃１３に０．０２〜０．１ｍｍの範囲になったマージン１３ａを設けると共に、上記の底刃１２と上記の外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設け、外周刃１３に形成されるギャッシュ１４の軸方向の長さｄが０．０５〜０．５ｍｍの範囲になるようにすると共に、図３に示すように、このギャッシュ１４の軸方向のすくい角βが０〜１５°の範囲になるようにしている。
【００２２】
（実施形態２）
この実施形態２におけるエンドミルにおいては、図４及び図５に示すように、工具本体１０の外周に左ねじれのねじれ溝１１を複数設けると共に、各ねじれ溝１１に対して右刃になるようにダイヤモンド焼結体で構成された外周刃１３を形成している。
【００２３】
そして、この実施形態２におけるエンドミルにおいては、上記のようにねじれ溝１１と外周刃１３との関係が右刃・左ねじれになるようにする以外は、上記の実施形態１のエンドミルと同様にし、この工具本体１０の先端に、ダイヤモンド焼結体で構成された底刃１２を径方向のすかし角αが１°以上になるように形成すると共に、上記の外周刃１３に０．０２〜０．１ｍｍの範囲になったマージン１３ａを形成し、さらに上記の底刃１２と上記の外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設け、このギャッシュ１４の軸方向のすくい角βを０〜１５°の範囲にすると共に、外周刃１３に形成されるギャッシュ１４の軸方向の長さｄが０．０５〜０．５ｍｍの範囲になるようにしている。
【００２４】
なお、この実施形態２におけるエンドミルにおいては、上記のようにねじれ溝１１と外周刃１３との関係が右刃・左ねじれになるようにしたが、左刃・右ねじれになるようにすることも可能である。
【００２５】
また、上記の実施形態１，２におけるエンドミルにおいて、工具本体１０の外周に設ける各ねじれ溝１１のねじれ角については、特に限定されないが、ガラス等の被削材に対する切削性を向上させて、ガラス等の被削材にこば欠け等が生じるのを抑制すると共に、外周刃１３にチッピングが発生するのを防止するため、そのねじれ角を１０〜４０°の範囲にすることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
次に、この発明の実施例に係るエンドミルと、比較例のエンドミルとを使用して、図６に示すように、石英ガラスからなる被削材２０に対して片削り加工を行い、この発明の実施例に係るエンドミルを用いた場合には、被削材２０の底面２１における欠けや、被削材２０の上面２２におけるこば欠けの発生が抑制されると共に、外周刃１３等にチッピングが発生するのが防止されることを明らかにする。
【００２７】
（比較例１）
比較例１のエンドミルにおいては、上記の実施形態１に示すエンドミルのように、外径が１０ｍｍになった工具本体１０の外周にねじれ角が３０°になった右ねじれのねじれ溝１１を２つ設け、各ねじれ溝１１に対して右刃になるようにダイヤモンド焼結体で構成された外周刃１３を形成すると共に、この工具本体１０の先端にダイヤモンド焼結体で構成された底刃１２を形成したものを用いるようにした。
【００２８】
しかし、この比較例１のエンドミルにおいては、上記の実施形態１に示すエンドミルとは異なり、上記の各外周刃１３に対してマージン１３ａを設けないようにすると共に、底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設けないようにし、上記の底刃１２における径方向のすかし角αを３０’にした。
【００２９】
（比較例２）
比較例２のエンドミルにおいては、上記の比較例１のエンドミルの底刃１２における径方向のすかし角αを１°３０’にし、それ以外は、上記の比較例１のエンドミルと同様にし、上記の各外周刃１３に対してマージン１３ａを設けないようにすると共に、底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設けないようにした。
【００３０】
（比較例３）
比較例３のエンドミルにおいては、上記の比較例１のエンドミルの底刃１２における径方向のすかし角αを１°３０’にすると共に、上記の各外周刃１３に対して０．０５ｍｍのマージン１３ａを設けるようにし、それ以外は、上記の比較例１のエンドミルと同様にし、底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設けないようにした。
【００３１】
（実施例１）
実施例１のエンドミルにおいては、上記の比較例１のエンドミルと同様に、外径が１０ｍｍになった工具本体１０の外周にねじれ角が３０°になった右ねじれのねじれ溝１１を２つ設け、各ねじれ溝１１に対して右刃になるようにダイヤモンド焼結体で構成された外周刃１３を形成すると共に、この工具本体１０の先端にダイヤモンド焼結体で構成された底刃１２を形成するようにした。
【００３２】
そして、この実施例１のエンドミルにおいては、上記の実施形態１に示すエンドミルのように、上記の底刃１２における径方向のすかし角αを１°３０’にすると共に、上記の各外周刃１３に対して０．０５ｍｍのマージン１３ａを設け、さらに上記の底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設け、ギャッシュ１４の軸方向のすくい角βを５°にすると共に、外周刃１３に形成されるギャッシュ１４の軸方向の長さｄを０．３０ｍｍにした。
【００３３】
（実施例２）
実施例２のエンドミルにおいては、上記の実施形態２に示すエンドミルのように、外径が１０ｍｍになった工具本体１０の外周にねじれ角が３０°になった左ねじれのねじれ溝１１を２つ設け、各ねじれ溝１１に対して右刃になるようにダイヤモンド焼結体で構成された外周刃１３を形成すると共に、この工具本体１０の先端にダイヤモンド焼結体で構成された底刃１２を形成するようにした。
【００３４】
そして、この実施例２のエンドミルにおいては、上記のようにねじれ溝１１と外周刃１３との関係が右刃・左ねじれになるようにする以外は、上記の実施例１のエンドミルと同様にし、上記のように底刃１２における径方向のすかし角αを１°３０’にすると共に、上記の各外周刃１３に対して０．０５ｍｍのマージン１３ａを設け、さらに上記の底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設け、ギャッシュ１４の軸方向のすくい角βを５°にすると共に、外周刃１３に形成されるギャッシュ１４の軸方向の長さｄを０．３０ｍｍにした。
【００３５】
そして、上記の実施例１，２及び比較例１〜３の各エンドミルを使用し、上記の石英ガラスからなる被削材２０に対して、回転数２０００ｒｐｍ（切削速度６３ｍ／分）、水平方向送り１００ｍｍ／分、軸方向加工深さ６ｍｍ、半径方向加工幅５ｍｍの切削加工条件で、水溶性の切削液を外部供給しながら、片削り加工を行った。
【００３６】
この結果、上記の比較例１のエンドミルにおいては、上記の被削材２０の底面２１に５〜１０ｍｍの欠けが発生すると共に、被削材２０の上面２２に５ｍｍ以上のこば欠けが発生して、石英ガラスからなる被削材１０を実質上切削加工することができなかった。
【００３７】
また、エンドミルの底刃１２における径方向のすかし角αを１°３０’にした比較例２のエンドミルにおいては、上記の被削材２０の底面２１における欠けが０．５ｍｍ以下になったが、被削材２０の上面２２に５ｍｍ以上のこば欠けが発生していた。
【００３８】
また、エンドミルの底刃１２における径方向のすかし角αを１°３０’にすると共に各外周刃１３に対して０．０５ｍｍのマージン１３ａを設けた比較例３のエンドミルにおいては、上記の被削材２０の底面２１における欠けが殆ど発生せず、また被削材２０の上面２２におけるこば欠けも０．５ｍｍ以下になったが、１ｍ切削を行った時点において、上記の底刃１２と外周刃１３とが交差するコーナー部分においてチッピングが発生していた。
【００３９】
これに対して、エンドミルの底刃１２における径方向のすかし角αを１°３０’にすると共に各外周刃１３に対して０．０５ｍｍのマージン１３ａを設け、さらに底刃１２と外周刃１３との交差部分にギャッシュ１４を設け、ギャッシュ１４の軸方向のすくい角βを５°にすると共に、外周刃１３に形成されるギャッシュ１４の軸方向の長さｄを０．３０ｍｍにした実施例１のエンドミルにおいては、上記の被削材２０の底面２１における欠けが殆ど発生せず、また被削材２０の上面２２におけるこば欠けも０．５ｍｍ以下になっており、さらに５ｍ切削加工を行った時点において、上記の底刃１２と外周刃１３とが交差するコーナー部分においてチッピングが発生するということもなく、その摩耗も僅かであり、さらに続けて切削加工が可能な状態であった。
【００４０】
また、ねじれ溝１１と外周刃１３との関係が右刃・左ねじれになるようにし、それ以外は、上記の実施例１のエンドミルと同様にした実施例２のエンドミルにおいては、実施例１のエンドミルを用いた場合よりもさらに被削材２０の底面２１における欠けが抑制されると共に、被削材２０の上面２２におけるこば欠けも小さくなっていた。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明においては、工具本体の外周に複数のねじれ溝が設けられ、各ねじれ溝に対応して、工具本体の先端に底刃が設けられると共に工具本体の外周に外周刃が設けられ、外周刃がダイヤモンド焼結体で構成されたエンドミルにおいて、各外周刃に０．０２〜０．１ｍｍの範囲のマージンを設けると共に、底刃の径方向のすかし角を１°以上にし、さらに底刃と外周刃との交差部分にギャッシュを設け、このギャッシュの軸方向のすくい角を０〜１５°の範囲にすると共に、外周刃に形成されるギャッシュの軸方向の長さを０．０５〜０．５ｍｍの範囲にしたため、ガラス等の硬くて脆い被削材を切削加工する場合に、被削材の切削面においてこば欠け等が発生するのが抑制されると共に、外周刃と底刃と交差するコーナー部分等にチッピングが生じるのも抑制されるようになった。
【００４２】
この結果、この発明におけるエンドミルを用いると、ガラス等の硬くて脆い被削材を適切に効率よく安定して切削加工できるようになった。
【００４３】
また、この発明におけるエンドミルにおいて、上記のねじれ溝と外周刃との関係を、右刃・左ねじれ又は左刃・右ねじれにすると、切削時において外周刃によって被削材が押え付けられるようになり、ガラス等で構成された被削材の切削面において割れやこば欠けが発生するのがより一層抑制されるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１に係るエンドミルの概略説明図である。
【図２】同実施形態１におけるエンドミルを底刃側から見た図である。
【図３】同実施形態１におけるエンドミルに設けたギャッシュの軸方向のすくい角を示した図である。
【図４】この発明の実施形態２に係るエンドミルの概略説明図である。
【図５】同実施形態２におけるエンドミルを底刃側から見た図である。
【図６】実施例及び比較例の各エンドミルを用いて、被削材に対して片削り加工を行う状態を示した図である。
【符号の説明】
１０  工具本体
１１  ねじれ溝
１２  底刃
１３  外周刃
１３ａ  外周刃のマージン
１４  ギャッシュ
α  底刃の径方向のすかし角
β  ギャッシュの軸方向のすくい角
ｄ  外周刃に形成されるギャッシュの軸方向の長さ
【図１】
2004283965.tif 000003
【図２】
2004283965.tif 000004
【図３】
2004283965.tif 000005
【図４】
2004283965.tif 000006
【図５】
2004283965.tif 000007
【図６】
2004283965.tif 000008