(57)【要約】【課題】エンドミルの寿命を延ばす。【解決手段】棒状であって断面が略半円状に形成された基体３の外周面に一枚の外周切れ刃６を有するエンドミル１において、軸心Ａ方向に沿って略平坦に基体３に形成された平坦面４に軸心Ａ方向に沿って平坦面４に対して突状な補強部７を設ける。【選択図】　　図１
2004034191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心方向に沿って略平坦に形成された平坦面及びこの平坦面の背部に前記軸心方向に沿って形成され前記軸心と直交する方向が前記平坦面に対して突状に形成された突状面を有し棒状に形成された基体と、前記平坦面及び前記突状面の間の一縁に設けられた外周切れ刃とを備え前記軸心回りに回転駆動されるエンドミルにおいて、
前記外周切れ刃の回転軌跡内に収まるように前記平坦面に前記軸心方向に沿って設けられ前記平坦面に対して突状な補強部を備えることを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
前記基体の断面は、略半円状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンドミル。
【請求項３】
前記補強部の断面は、略半円状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のエンドミル。
【請求項４】
前記補強部は、前記基体に一体に形成されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のエンドミル。
【請求項５】
前記外周切れ刃は、前記基体の先端に向かうに従い前記軸心に近付くように傾斜していることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のエンドミル。
【請求項６】
エンドミルを軸心回りに回転駆動する回転ステップと、
前記軸心回りに回転駆動されている前記エンドミルと被切削材とを前記軸心と直交する方向に相対的に曲線移動させて前記被切削材に曲面切削加工を行なう曲面切削加工ステップと、
を含み、
前記エンドミルは、
前記軸心方向に沿って略平坦に形成された平坦面及びこの平坦面の背部に前記軸心方向に沿って形成され前記軸心と直交する方向が前記平坦面に対して突状に形成された突状面を有し棒状に形成された基体と、
前記平坦面及び前記突状面の間の一縁に設けられた外周切れ刃と、
前記外周切れ刃の回転軌跡内に収まるように前記平坦面に前記軸心方向に沿って設けられ前記平坦面に対して突状な補強部と、
を備える切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フライス加工に用いられるエンドミル及びこのエンドミルを用いた切削加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微小なサイズのフライス加工に用いられる小径のエンドミルがある。このようなエンドミルを図６に示す。
【０００３】
エンドミル１００は、図６に示すように、棒状に形成され、シャンク部１０１とこのシャンク部１０１の先端から伸びる基体１０２とを備えている。基体１０２は、断面形状が略半円状に形成されており、その外周面に外周切れ刃１０３が一枚形成されている。このようなエンドミル１００は、微小な切削加工を行なうためにその直径が例えば１ｍｍ以下に設定されている。
【０００４】
そして、エンドミル１００は、フライス盤（図示せず）にセットされ、軸心Ａ回りに回転駆動されながら、軸心Ａと直交する方向に移動されて被切削材（図示せず）を切削する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなエンドミル１００は、小径のために強度不足となり、切削加工中に折れやすいという問題がある。特に、深い溝を切削する際には、簡単に折れてしまう。このため、一本のエンドミル１００で長時間の切削加工ができないという問題がある。また、エンドミル１００が折れてしまうと、新規のエンドミル１００をフライス盤に再度セットするのに時間を要してしまうという問題がある。
【０００６】
ここで、半導体装置の製造に用いられる金型を放電加工で加工するための放電加工用電極の一例を図７に示す。この放電加工用電極１１０には、上面開口の直方体状の突部１１１が形成されており、その突部１１１の内部には、半径０．１３８ｍｍのアール形状の微小内角１１２が形成されている。この放電加工用電極１１０は、微小内角１１２以外は、径の大きいエンドミル１００により切削加工可能なサイズとされている。
【０００７】
このような放電加工用電極１１０は、微小内角１１２以外の部位が径の大きいエンドミル（図示せず）によりフライス加工され、微小内角１１２が小径のエンドミル１００（例えば、直径０．２７６ｍｍ）を用いずに微小内角加工用電極を用いて放電加工されて、製造されている。これにより、小径のエンドミル１００を使用することにより発生する前述した問題を回避している。
【０００８】
しかしながら、このように放電加工用電極１１０の微小内角１１２を微小内角加工用電極を用いて放電加工する場合には、微小内角加工用に専用の電極が必要となり、コストが高くなるという問題がある。また、放電加工電極製造工程に、エンドミル１００によるフライス加工の他に放電加工工程を追加する必要があり、これにより段取りに手間が掛かり、コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、エンドミルの寿命を延ばすことである。
【００１０】
本発明の目的は、エンドミルの加工適用範囲を広げることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、軸心方向に沿って略平坦に形成された平坦面及びこの平坦面の背部に前記軸心方向に沿って形成され前記軸心と直交する方向が前記平坦面に対して突状に形成された突状面を有し棒状に形成された基体と、前記平坦面及び前記突状面の間の一縁に設けられた外周切れ刃とを備え前記軸心回りに回転駆動されるエンドミルにおいて、前記外周切れ刃の回転軌跡内に収まるように前記平坦面に前記軸心方向に沿って設けられ前記平坦面に対して突状な補強部を備える。
【００１２】
したがって、基体の断面積が補強部の分だけ大きくなるので、補強部が設けられていない従来のエンドミルに比べて、エンドミルの強度が向上する。これにより、補強部が設けられていない従来のエンドミルに比べて、エンドミルの寿命を延ばすことが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のエンドミルにおいて、前記基体の断面は、略半円状に形成されている。
【００１４】
したがって、基体の断面積を大きくとれるので、エンドミルの強度がさらに向上する。これにより、エンドミルの寿命をさらに延ばすことが可能となる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のエンドミルにおいて、前記補強部の断面は、略半円状に形成されている。
【００１６】
したがって、切削加工において発生する切屑が補強部に引っ掛かることなく排出される。これにより、切屑が排出されないことによりエンドミルが折れることを防止することが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載のエンドミルにおいて、前記補強部は、前記基体に一体に形成されている。
【００１８】
したがって、補強部が基体に取付材を介して取り付けられた場合に比べて、基体の強度が向上する。これにより、補強部が基体に取付材を介して取り付けられた場合に比べて、エンドミルの寿命を延ばすことが可能となる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１，２，３又は４記載のエンドミルにおいて、前記外周切れ刃は、前記基体の先端に向かうに従い前記軸心に近付くように傾斜している。
【００２０】
したがって、エンドミルによりテーパ形状を切削加工することが可能である。
【００２１】
請求項６記載の発明の切削加工方法は、エンドミルを軸心回りに回転駆動する回転ステップと、前記軸心回りに回転駆動されている前記エンドミルと被切削材とを前記軸心と直交する方向に相対的に曲線移動させて前記被切削材に曲面切削加工を行なう曲面切削加工ステップと、を含み、前記エンドミルは、前記軸心方向に沿って略平坦に形成された平坦面及びこの平坦面の背部に前記軸心方向に沿って形成され前記軸心と直交する方向が前記平坦面に対して突状に形成された突状面を有し棒状に形成された基体と、前記平坦面及び前記突状面の間の一縁に設けられた外周切れ刃と、前記外周切れ刃の回転軌跡内に収まるように前記平坦面に前記軸心方向に沿って設けられ前記平坦面に対して突状な補強部と、を備える。
【００２２】
したがって、基体の断面積が補強部の分だけ大きくなり、補強部が設けられていない従来のエンドミルに比べて強度が向上したエンドミルを用いて被切削材に曲面切削加工を行なうので、曲面切削加工中にエンドミルが折れることが従来に比べて減少する。これにより、エンドミルの加工適用範囲を広げることが可能となる。例えば、半導体装置の製造に用いられる金型を放電加工するための放電加工電極のアール形状の微小内角の加工にこの切削加工方法を適用することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のエンドミルの一実施の形態を図１，図２，図３及び図７に基づいて説明する。図１は本実施の形態のエンドミルを示す斜視図、図２はその水平断面図、図３はエンドミルによる切削加工の一例を示す模式図である。
【００２４】
エンドミル１は、図１に示すように、棒状に形成され、シャンク部２とこのシャンク部２の先端から伸びる基体３とを備えている。このエンドミル１は、シャンク部２及び基体３の軸心Ａ回りに回転駆動される。基体３は、図１及び図２に示すように、断面形状が略半円状に形成されており、軸心Ａ方向に沿って略平坦に形成された平坦面４と、この平坦面４の背部に軸心Ａ方向に沿って形成され軸心Ａと直交する方向が平坦面４に対して突状に形成された突状面５とを有している。エンドミル１は、平坦面４及び突状面５の間の一縁に設けられた一枚の外周切れ刃６を備えている。この外周切れ刃６は、基体３の基部３ａから先端３ｂに向かうに従い軸心Ａに近付くように直線状に傾斜して形成されており、これにより、テーパ加工を行なうことができる。そして、平坦面４は、すくい面として機能し、突状面５は、軸心Ａ回りに回転駆動される外周切れ刃６の回転軌跡内に位置するように形成されて逃げ面として機能する。
【００２５】
基体３の平坦面４には、軸心Ａ方向に沿って補強部としてのリブ７が設けられている。このリブ７は、平坦面４に対して突状になるように断面が略半円状であって、平坦面４の軸心Ａと直交する方向における中心部において基体３に一体に形成されている。このリブ７は、外周切れ刃６の回転軌跡内に収まる大きさに形成されている。
【００２６】
このような構成において、エンドミル１は、フライス盤（図示せず）にセットされ、図３に示すように、軸心Ａ回りに回転駆動されながら、軸心Ａと直交する方向に移動されて被切削材としてのブロック材Ｂを切削する。この切削加工において発生する切屑は、平坦面４とリブ７とによって基体３の基部３ａに向かって案内されて排出される。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態のエンドミル１は、基体３にリブ７が設けられていることにより、基体３の断面積がリブ７の分だけ大きくなり、リブ７が設けられていない従来のエンドミルに比べて、強度が向上する。これにより、エンドミル１は、従来のエンドミルに比べて、切削加工中に折れにくくなり、よって、エンドミル１の寿命が大幅に延びる。このエンドミル１の基体３の基部３ａの直径を、例えば１ｍｍ以下に設定して、エンドミル１により微小な切削加工を行なうことにより、一本のエンドミル１で長時間の微小な切削加工をすることができる。また、エンドミル１が従来のエンドミルよりも折れにくいので、これにより、切削加工中にエンドミル１が折れる回数が減り、従来の切削加工に比べて新規のエンドミル１をフライス盤に再度セットするのに要する時間を減らすことができる。これらにより、エンドミル１の加工適用範囲を従来のエンドミルの加工適用範囲に比べて広げることができる。
【００２８】
ここで、このようなエンドミル１と従来のリブ７無しのエンドミルとの同条件における切削加工での寿命の一例を比較すると、本実施の形態のエンドミル１の寿命は、従来のリブ７無しのエンドミルの寿命の倍の寿命となった。
【００２９】
なお、本実施の形態では、基体３の断面を略半円状に形成した例を説明したが、基体３の断面形状はこれに限るものではなく、例えば、台形状等であってもよい。
【００３０】
また、本実施の形態では、リブ７の断面形状を略半円状に形成した例を説明したが、リブ７の断面形状は、これに限るものではなく、切屑が排出される形状であればよい。
【００３１】
また、本実施の形態では、エンドミル１に切れ刃として外周切れ刃６のみを設けた例を説明したが、これに限るものではなく、エンドミル１の基体３の先端面３ｃに先端切り刃を設けてもよい。
【００３２】
次に、エンドミル１を用いた切削加工方法の第一の具体例を図７に基づいて説明する。本具体例は、図７に示した放電加工用電極１１０のエンドミル１を用いての切削加工方法である。ここで、本具体例のエンドミル１の基体３の基部３ａの直径は、０．２７６ｍｍに設定されている。
【００３３】
図７に示した放電加工用電極１１０を製造するには、被切削部材としてのブロック材Ｂに対してフライス盤（図示せず）により駆動される大径のエンドミル（図示せず）により微小内角１１２以外の切削加工を行なう。
【００３４】
次に、エンドミル１をフライス盤により駆動してブロック材Ｂに微小内角１１２を切削加工する。具体的には、まず、エンドミル１をその軸心Ａ回りに回転駆動する（回転ステップ）。そして、軸心Ａ回りに回転駆動しているエンドミル１をブロック材Ｂに対して軸心Ａと直交する方向に曲線移動させてブロック材Ｂに微小内角１１２を切削加工する（曲面切削加工）。これにより、図７に示す放電加工用電極１１０が完成する。
【００３５】
このように、図７に示すような放電加工用電極１１０をエンドミル１の切削加工により製造することにより、従来の放電加工用電極１１０の製造方法のように、微小内角１１２を加工するのに微小内角加工用電極を用いての放電加工をしなくて済み、これにより、アール形状の微小内角１１２を有する放電加工用電極１１０の製造にかかる手間を省くことができるとともにコストを低減することができる。また、微小内角加工用電極も必要無くなるので、さらにコストを低減することができる。
【００３６】
なお、本具体例では、放電加工用電極１１０の微小内角１１２以外を大径のエンドミルにより加工する例を説明したが、これに限るものではなく、放電加工用電極１１０全体をエンドミル１で加工してもよい。この加工は、エンドミル１の基体３の先端面３ｃに端面切れ刃を設けることにより実現可能となる。
【００３７】
次に、エンドミル１を用いた切削加工法の第二の具体例を図４及び図５に基づいて説明する。図４は本具体例の切削加工方法における放電加工用電極の一部を示す斜視図である。本具体例は、図４に示す放電加工用電極１０のエンドミル１を用いての切削加工方法である。放電加工用電極１０は、半導体装置を製造するのに用いられる金型（以後、単に金型という）を製造するためのものである。ここで、本具体例のエンドミル１の基体３の基部３ａの直径は、０．６ｍｍに設定されている。
【００３８】
図４に示す放電加工用電極１０には、Ｖ字形状の突部１１が形成され、そのＶ字の二本の直線部１２，１３の交点の内側には、半径０．３ｍｍのアール形状の微小内角１４が形成されている。このような放電加工用電極１０を製造するには、まず、ブロック材Ｂに対して、フライス盤（図示せず）により駆動される大径のエンドミル（図示せず）により微小内角１４以外の切削加工を行なう。
【００３９】
次に、エンドミル１をフライス盤により駆動してブロック材Ｂに微小内角１４を切削加工する。具体的には、まず、エンドミル１をその軸心Ａ回りに回転駆動する（回転ステップ）。そして、軸心Ａ回りに回転駆動しているエンドミル１をブロック材Ｂに対して軸心Ａと直交する方向に曲線移動させてブロック材Ｂに微小内角１４を切削加工する（曲面切削加工）。これにより、図４に示す放電加工用電極１０が完成する。そして、このようにして製造された放電加工用電極１０を用いての放電加工により金型が製造される。
【００４０】
ここで、この放電加工用電極１０を用いた放電加工により製造される金型と同様な形状の金型を成形するための従来の金型製造方法について図５に基づいて簡単に説明する。従来は、前述したような金型を製造するために、まず、放電加工用電極１０を直線部１２，１３を含む領域と、微小内角１４を含む領域とに分割し、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、それらの領域に対応した第一及び第二の電極１２０，１２１を作製していた。これらの第一及び第二の電極１２０，１２１は、微小内角１４以外は大径のエンドミルにより切削加工で作製され、微小内角１４は砥石（図示せず）により研削加工される。そして、第一の電極１２０を用いて、被放電加工材に放電加工をし、その後、その被放電加工材に第二の電極１２１を用いて放電加工する。これにより前述したような金型を製造していた。このように、従来は前述したような金型を製造するのに、第一及び第二の二つの電極１２０，１２１を用いて二回の放電加工をする必要があった。
【００４１】
以上説明したように、本具体例の切削加工方法によれば、図４に示すような放電加工用電極１０の微小内角１４をエンドミル１により加工でき、これにより、従来のように金型を製造するのに電極を二つ作製する必要が無くなり、放電加工用電極１０のコストを削減することができる。また、金型を作製するのに放電加工の段取りが従来の半分になり、これにより、金型の製造コストも削減することができる。
【００４２】
なお、本具体例では、放電加工用電極１０の微小内角１４以外を大径のエンドミルにより加工する例を説明したが、これに限るものではなく、放電加工用電極１０全体をエンドミル１で加工してもよい。このような加工は、エンドミル１の先端面３ｃに端面切れ刃を設けることにより実現可能となる。
【００４３】
また、エンドミル１を用いた切削加工方法の第一及び第二の具体例では、放電加工用電極１１０，１０を切削加工する方法を例に説明したが、これに限るものではなく、エンドミル１を用いた切削加工方法としては、例えば鋼材等の被切削材を切削加工するものでよい。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、軸心方向に沿って略平坦に形成された平坦面及びこの平坦面の背部に前記軸心方向に沿って形成され前記軸心と直交する方向が前記平坦面に対して突状に形成された突状面を有し棒状に形成された基体と、前記平坦面及び前記突状面の間の一縁に設けられた外周切れ刃とを備え前記軸心回りに回転駆動されるエンドミルにおいて、前記外周切れ刃の回転軌跡内に収まるように前記平坦面に前記軸心方向に沿って設けられ前記平坦面に対して突状な補強部を備えることにより、基体の断面積が補強部の分だけ大きくなるので、補強部が設けられていない従来のエンドミルに比べて、エンドミルの強度を向上させることができ、これにより、補強部が設けられていない従来のエンドミルに比べて、エンドミルの寿命を延ばすことができる。
【００４５】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のエンドミルにおいて、前記基体の断面は、略半円状に形成されていることにより、基体の断面積を大きくとれるので、エンドミルの強度をさらに向上させることができ、これにより、エンドミルの寿命をさらに延ばすことができる。
【００４６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載のエンドミルにおいて、前記補強部の断面は、略半円状に形成されていることにより、切削加工において発生する切屑が補強部に引っ掛かることなく排出させることができ、これにより、切屑が排出されないことによりエンドミルが折れることを防止することができる。
【００４７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１，２又は３記載のエンドミルにおいて、前記補強部は、前記基体に一体に形成されていることにより、補強部が基体に取付材を介して取り付けられた場合に比べて、基体の強度を向上させることができ、これにより、補強部が基体に取付材を介して取り付けられた場合に比べて、エンドミルの寿命を延ばすことができる。
【００４８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１，２，３又は４記載のエンドミルにおいて、前記外周切れ刃は、前記基体の先端に向かうに従い前記軸心に近付くように傾斜していることにより、エンドミルによりテーパ形状を切削加工することができる。
【００４９】
請求項６記載の発明の切削加工方法によれば、エンドミルを軸心回りに回転駆動する回転ステップと、前記軸心回りに回転駆動されている前記エンドミルと被切削材とを前記軸心と直交する方向に相対的に曲線移動させて前記被切削材に曲面切削加工を行なう曲面切削加工ステップと、を含み、前記エンドミルは、前記軸心方向に沿って略平坦に形成された平坦面及びこの平坦面の背部に前記軸心方向に沿って形成され前記軸心と直交する方向が前記平坦面に対して突状に形成された突状面を有し棒状に形成された基体と、前記平坦面及び前記突状面の間の一縁に設けられた外周切れ刃と、前記外周切れ刃の回転軌跡内に収まるように前記平坦面に前記軸心方向に沿って設けられ前記平坦面に対して突状な補強部と、を備えることにより、基体の断面積が補強部の分だけ大きくなり、補強部が設けられていない従来のエンドミルに比べて強度が向上したエンドミルを用いて被切削材に曲面切削加工を行なうので、曲面切削加工中にエンドミルが折れることを従来に比べて減少させることができる。これにより、エンドミルの加工適用範囲を広げることができる。例えば、半導体装置の製造に用いられる金型を放電加工するための放電加工電極のアール形状の微小内角の加工にこの切削加工方法を適用することができ、これにより、その微小内角の加工を従来のように放電加工により加工する必要が無くなり、放電加工用電極のアール形状の微小内角の加工にかかる手間を省くことできるとともにその微小内角の加工にかかるコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンドミルの一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】その水平断面図である。
【図３】エンドミルによる切削加工の一例を示す模式図である。
【図４】エンドミルを用いた切削加工方法の第二の具体例における放電加工用電極の一部を示す斜視図である。
【図５】従来の加工方法における放電加工用電極の一部を例示し、（ａ）は第一の電極を例示する斜視図、（ｂ）は第二の電極を例示する斜視図である。
【図６】従来のエンドミルを例示する斜視図である。
【図７】放電加工用電極の一部を例示する斜視図である。
【符号の説明】
１　　　エンドミル
３　　　基体
３ｂ　　先端
４　　　平坦面
５　　　突状面
６　　　外周切れ刃
７　　　補強部（リブ）
Ａ　　　軸心
Ｂ　　　被切削材（ブロック材）
【図１】
2004034191.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004034191.tif 000006
【図５】
2004034191.tif 000007
【図６】
2004034191.tif 000008
【図７】
2004034191.tif 000009