(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体からなり軸線回りに回転される直径が０．１ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の工具先端部に、該工具先端部の外周に配置される外周刃と、該工具先端部の先端に配置される円弧状の底刃とからなる少なくとも一対の切刃を備え、
前記切刃に該切刃を前記軸線回りに回転させた面形状を有し、ランド上で前記切刃に連なり逃げ角の付いていない部分であるマージンが接続され、前記マージンに逃げ面が接続されており、
前記逃げ面の逃げ角が、前記軸線側から外周側にかけて連続的に変化して設けられ、
前記マージンの面粗さＲｚが０．１μｍ以下とされ、前記逃げ面の面粗さＲｚが前記マージンの面粗さの大きさを超えて１μｍ以下に設けられていることを特徴とするボールエンドミル。
【請求項２】
前記逃げ角は、前記軸線側から外周側にかけて大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のボールエンドミル。
【請求項３】
ｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体からなる円柱状素材にレーザビームを照射して上記ボールエンドミルを製造する方法であって、
前記円柱状素材にギャッシュ及びすくい面を形成するギャッシュ加工工程と、
前記ギャッシュ加工工程後の前記円柱状素材に先端ボール状の外周面を形成して外周刃及び底刃からなる切刃を形成する切刃加工工程と、
前記切刃と間隔をあけてマージンを残して逃げ面を形成する逃げ面加工工程とを備え、
前記切刃加工工程は、前記円柱状素材を前記軸線回りに回転させた状態で、前記レーザビームの照射位置を前記切刃となる切刃形状に沿って円弧状に移動させて行うことを特徴とするボールエンドミルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密金型等の加工に用いられる小径のボールエンドミル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールエンドミルは、外周部に形成される外周刃と、エンドミルの先端に球状に形成される底刃とにより構成された切刃を有するものであり、被加工物の切削加工に使用される。例えば特許文献１に記載されるように、外径の小さい小径のボールエンドミルは、高硬度の材料を加工するために、ｃＢＮ焼結体やダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）等により形成され、その形態形成には砥石等が用いられている。
【０００３】
しかしながら、ｃＢＮ焼結体やＰＣＤ等は非常に高硬度で耐摩耗性に優れる反面、衝撃には脆い側面をもつ。このような脆性材料により形成されるボールエンドミルは、アプリケーションによっては超硬合金等により形成されるボールエンドミルと比べて、被加工物の加工時にチッピングを生じ易いことがある。また、ボールエンドミルは、外周刃と底刃により外周全てが切刃として機能するが、エンドミルの軸中心部と外周部とでは周速が異なるため、被加工物の切削加工時における切削抵抗が軸中心部と外周部とで異なることとなる。このため、エンドミルの軸中心部と外周部とで各々の周速に合わせた刃先強度を確保する必要がある。
【０００４】
この点、例えば特許文献１に記載のボールエンドミルでは、Ｒ刃（底刃）の逃げ面を曲面状の第一逃げ面と略平面状の第二逃げ面とを有する構成とし、第一逃げ面の曲率半径を調整することにより、刃先の耐欠損性等の向上を図ることとしている。
また、特許文献２には、切刃を挟んで形成されるすくい面と逃げ面とが、稜線を形成することなく滑らかに連続して形成されたボールエンドミルが提案されており、ボールエンドミルを製作加工する際の研削加工が容易で、円弧状の切刃に不連続点が生じることがないので、切刃強度を高くできることが記載されている。なお、特許文献２ではエンドミルの具体的な刃径などは記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３‐１３９６２号公報
【特許文献２】特許第４４７０２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ｃＢＮ焼結体やＰＣＤ等の高硬度の脆性材料により形成されるエンドミルは、エンドミル自体の切刃等を形成する際の研削加工時に強い力学的負荷が必要になるため、切刃のチッピングを生じ易く、歩留まりが非常に悪いという欠点がある。また、エンドミルの小径化が進んでおり、小径化されたエンドミルの複雑な形状を加工することは、切削加工では困難であり、更には加工途中で砥石が摩耗することによって、十分な加工精度が得られなくなり、加工誤差を生じることが懸念される。そして、切刃等の形状の加工精度が低下することで、小径のエンドミルによって被加工物の加工面を高精度に仕上げることが難しくなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、工具自体の耐欠損性及び耐摩耗性の向上と、被加工物の仕上げ加工精度の向上とを図ることができる小径のボールエンドミル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のボールエンドミルは、ｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体からなり軸線回りに回転される直径が０．１ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の工具先端部に、該工具先端部の外周に配置される外周刃と、該工具先端部の先端に配置される円弧状の底刃とからなる少なくとも一対の切刃を備え、前記切刃に該切刃を前記軸線回りに回転させた面形状を有し、ランド上で前記切刃に連なり逃げ角の付いていない部分であるマージンが接続され、前記マージンに逃げ面が接続されており、前記逃げ面の逃げ角が、前記軸線側から外周側にかけて連続的に変化して設けられ、前記マージンの面粗さＲｚが０．１μｍ以下とされ、前記逃げ面の面粗さＲｚが前記マージンの面粗さの大きさを超えて１μｍ以下に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
ボールエンドミルは、その刃径や、回転速度、送り速度等の切削条件の違いによって、軸中心部と外周部とで周速が異なり、被加工物の切削加工時における切削抵抗が軸中心部と外周部とで異なる。このため、軸中心部と外周部とで要求される刃先強度が異なる。
この点、本発明のボールエンドミルにおいては、逃げ面の逃げ角を軸線側から外周側にかけて変化させることで、切刃の軸線側から外周側にかけて切削条件に適応した逃げ面を形成することができ、各々の位置で必要な刃先強度を確保することができる。
また、切刃に沿ってマージンを設けることで、逃げ面を容易に加工することができ、先に形成した切刃に影響が生じることを回避できる。また、この切刃に沿って設けられたマージンは、切刃の補強の面でも有利に働く。
したがって、工具自体の耐欠損性及び耐摩耗性を向上させることができ、結果的に被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
また、切刃に接続されるマージンは、被加工物の仕上げ面の面粗さに影響を与えることから、面粗さＲｚ（最大高さ）を０．１μｍ以下の滑らかな面で形成することが望ましい。なお、マージンを滑らかな面で形成することで、切刃を鋭利な稜線を持って形成することができ、切削性の高い切刃を構成することができる。
一方、逃げ面の面粗さＲｚを、マージンの面粗さよりも大きく、かつ１μｍ以下の面粗さで形成しているので、被加工物の切屑との接触を小さくするとともに、切削油を保持することができる。また、逃げ面の表面積の増加により、放熱が促進されるので、工具寿命の向上を図ることができる。なお、逃げ面の面粗さを１μｍ以上に大きくした場合、応力集中を招き易くなり、切削条件によっては欠損が生じ易くなる。
【００１０】
本発明のボールエンドミルにおいて、前記逃げ角は、前記軸線側から外周側にかけて大きく設定されているとよい。
ボールエンドミルの回転速度と送り速度との関係をみると、回転速度（角速度）が一定の場合、送り速度が速くなるほど、被加工物と逃げ面との接触を回避するために、逃げ面の逃げ角を大きく設定する必要がある。また、ボールエンドミルの軸線側と外周側とでは、軸線側よりも外周側の方が、周速が速くなっている。このため、一般的なボールエンドミルでは、最外周での被加工物の切削深さに合わせて逃げ角の大きさが設定される。
この点、エンドミルの軸線側よりも外周側の逃げ角を大きく設定すること、言い換えれば、外周側よりも軸線側の逃げ角を小さく設定することで、工具の軸線側を厚く形成することができる。したがって、耐欠損性をより一層向上させることができる。
【００１２】
本発明は、ｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体からなる円柱状素材にレーザビームを照射して上記ボールエンドミルを製造する方法であって、前記円柱状素材にギャッシュ及びすくい面を形成するギャッシュ加工工程と、前記ギャッシュ加工工程後の前記円柱状素材に先端ボール状の外周面を形成して外周刃及び底刃からなる切刃を形成する切刃加工工程と、前記切刃と間隔をあけてマージンを残して逃げ面を形成する逃げ面加工工程とを備え、前記切刃加工工程は、前記円柱状素材を前記軸線回りに回転させた状態で、前記レーザビームの照射位置を前記切刃となる切刃形状に沿って円弧状に移動させて行うことを特徴とする。
【００１３】
ギャッシュ加工工程後に切刃を加工することで、刃先のチッピング等が生じることを回避することができる。さらに、マージンを残して逃げ面を形成することで、逃げ面を容易に加工することができ、先に形成した切刃に影響が生じることを回避できる。
このように、上記手順でレーザ加工を行うことにより、ｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体のような脆性材料であっても、小径化されたエンドミルを高精度に加工することができるので、被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小径のボールエンドミルであっても、工具自体の耐欠損性及び耐摩耗性の向上を図ることができるので、被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るボールエンドミルの工具先端部の概略図であって、（ａ）が先端方向からみた正面図、（ｂ）が側面図である。
【図２】図１のボールエンドミルの要部断面図であり、（ａ）がＡ‐Ａ線に沿う断面図、（ｂ）がＢ‐Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】ボールエンドミル全体の概略側面図である。
【図４】本発明に係るボールエンドミルの実施例において、逃げ面を示す拡大画像である。
【図５】本発明に係るボールエンドミルの製造方法に使用される一実施形態のレーザ加工装置を示す全体構成図である。
【図６】ボールエンドミルの製造方法を説明する模式図である。
【図７】レーザビームの光強度分布を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るボールエンドミル及びその製造方法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
本実施形態のボールエンドミル１は、図３に示すように、軸線Ｄ回りに回転される工具先端部２を有し、その工具先端部２に、図１に示すように一対の切刃１１が軸線Ｄを挟んで１８０°反対側に形成された２枚刃のボールエンドミルであり、工具先端部２の外径φが０．１ｍｍ以上６．０ｍｍ以下とされる小径のエンドミルである。
ボールエンドミル１は、図３に示すように円柱状のシャンク部３が設けられ、このシャンク部３の先端部が小径に形成され、その小径の首部４の先端に略円柱状のチップ部５が接合された構成とされる。チップ部５は、首部４に接合される超硬合金部６と、その超硬合金部６に接続され、切刃１１が形成されるｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体からなる工具先端部２とで構成される。そして、工具先端部２は、略円柱状に形成され、その先端側が略半球状の先端ボール形状に形成されている。
【００１７】
切刃１１は、図１に示すように、工具先端部２の外周に配置される外周刃１２と、工具先端部２の先端に配置される円弧状の底刃１３とにより形成され、この一対の切刃１１が、周方向に１８０°離間した位置に配置されている。また、切刃１１には、その切刃１１を軸線Ｄ回りに回転させた面形状を有し、ランド上で切刃１１に連なり逃げ角の付いていない第一逃げ面に相当する部分であるマージン１５が接続され、マージン１５とすくい面１４とにより切刃１１が形成されている。なお、マージン１５は、芯厚の半分程度の幅に設けられる。そして、このマージン１５に第二逃げ面１６（本発明でいう、逃げ面）が接続され、この第二逃げ面１６の他方の端縁が第三逃げ面１７、第三逃げ面１７が第四逃げ面１８と、順次接続されている。また、これら第二逃げ面１６、第三逃げ面１７及び第四逃げ面１８は、被加工物の加工面との不必要な接触を避けるために、切刃１１よりも半径方向内側の逃がした面により形成される。
なお、ここでいうランドとは、切刃１１から第二逃げ面１６と第三逃げ面１７との交線までの幅をもった部分とされる。
【００１８】
第二逃げ面１６は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、その逃げ角θが、軸線Ｄ側から外周側にかけて連続的に変化して設けられる。この場合、第二逃げ面１６の逃げ角θは、軸線Ｄ側（円弧中心Ｏ）から外周側（ａ点又はｂ点）にかけて大きく設定されている。具体的には、軸線Ｄ側から外周側にかけて３°〜２０°までの範囲で変化して設けられる。
【００１９】
また、本実施形態のボールエンドミル１においては、マージン１５の面粗さＲｚ（最大高さ）が０．１μｍ以下とされ、第二逃げ面１６の面粗さＲｚがマージン１５の面粗さを超えて１μｍ以下に設けられている。
また、第二逃げ面１６には、図４に示すように、パルスレーザにて一定の条件下で加工を行った際に生じる、パルス痕の連なりが溝形状に存在するガイド溝５１が設けられ、このガイド溝５１は、第二逃げ面１６の傾斜方向（図４において矢印で示す方向）に沿って延びて互いに略平行に並んで形成されている。さらに、これら隣接するガイド溝５１間には、ガイド溝５１と交差する方向に延在する多数の微細溝が形成されており、これらガイド溝５１及び微細溝によって、第二逃げ面１６の表面には網目状の微細凹凸が形成され、上記の面粗さＲｚの表面に設けられている。
【００２０】
そして、このように構成されるボールエンドミル１は、工具先端部２となる円柱状素材２０にレーザビームＬを照射することにより、切刃１１等の形状が形成される。
この製造方法に用いられるレーザ加工装置１００は、図５に示すように、ｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体からなる円柱状素材２０にレーザビームＬを照射して工具先端部２全体を三次元加工する装置である。このレーザ加工装置１００は、レーザビームＬをパルス発振して円柱状素材２０に一定の繰り返し周波数で照射しながら走査するレーザ光照射機構２２と、円柱状素材２０を保持した状態で回転、旋回及びｘｙｚ軸方向にそれぞれ移動可能な素材保持機構２４と、これらを制御する制御部２５とを備えている。
【００２１】
素材保持機構２４は、被加工物をｘ−ｙ−ｚの各方向に並進運動でき、且つ旋回運動、及び自転運動できる機構を有している。具体的には、水平面に平行なｘ方向に移動なｘ軸ステージ部３１ｘと、そのｘ軸ステージ部３１ｘ上に設けられｘ方向に対して垂直で水平面に平行なｙ方向に移動可能なｙ軸ステージ部３１ｙと、ｙ軸ステージ部３１ｙ上に設けられ水平面に対して垂直方向に移動可能なｚ軸ステージ部３１ｚと、ｚ軸ステージ部上に設けられた円柱状素材２０の軸線Ｄとレーザパルスの照射がなす角度を調整させるための旋回機構３２と、旋回機構３２に固定され、円柱状素材２０を保持可能であり、且つ円柱状素材２０を軸線Ｄ回りに回転可能な回転機構３３とを備える構成とされている。これら各ステージ部３１ｘ〜３１ｚ、旋回機構３２、回転機構３３の各駆動部は、例えばサーボモータが用いられ、エンコーダにより位相をフィードバックすることができるようになっている。
【００２２】
レーザ光照射機構２２は、ＱスイッチによりレーザビームＬとなるレーザ光をパルス発振するレーザ光源２６と、照射するレーザビームＬを走査させるとともに同一平面上にレーザ光をスポット状に集光させる光学系を有するガルバノスキャナ２７とを備えている。
レーザ光源２６は、１９０ｎｍ〜５５０ｎｍの短波長のレーザ光を照射できる光源を使用することができ、例えば本実施形態では、ＵＶ‐ＹＡＧレーザ（３倍波：波長３５５ｎｍ、加工位置出力：５Ｗ、６０ｋＨｚ）のレーザ光を発振して出射できるものを用いている。また、ガルバノスキャナ２７は、素材保持機構２４の真上に配置されており、レーザビームＬは鉛直方向（ｚ軸方向）から照射されるようになっている。
【００２３】
なお、加工対象の素材によってレーザの偏光状態を制御するとよい。例えば、ｃＢＮ焼結体は、ｃＢＮ（ｃｕｂｉｃ  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）の粒子とバインダとの複合材であり、約６ｅＶと大きなバンドギャップをもつｃＢＮ粒子とバインダとの間に大きなバンドギャップ差がある。同様に、ＰＣＤ（ダイヤモンド焼結体）は、ミクロンサイズの合成ダイヤモンドパウダーを高温高圧下で焼結して結合させたものであり、ダイヤモンドの微結晶と焼結時に必要な焼結助材の複合材であり、主に５．４７ｅＶと大きなバンドギャップをもつダイヤモンドと焼結助剤との間に大きなバンドギャップ差がある。このため、多光子吸収により加工させる場合であっても、ｓ偏光ではレーザビームを入射すると吸収率の変動を大きくすることで、ｃＢＮ粒子やダイヤモンド微結晶は加工がよりされにくくなり、加工後の表面起伏が安定しなくなるため、ｃＢＮ焼結体やＰＣＤでは特にラジアル偏光が本発明の効果を発揮する。
【００２４】
このように構成されるレーザ加工装置１００によりボールエンドミル１を製造する方法について説明する。
まず、円柱状素材２０にギャッシュ及びすくい面１４を形成するギャッシュ加工工程を実行する。ギャッシュ加工工程は、図６（ａ）に示すように、円柱状素材２０を移動しながらレーザビームＬを走査して行う。
【００２５】
次に、ギャッシュ加工工程後の円柱状素材２０に先端ボール状の外周面を形成して、外周刃１２及び底刃１３からなる切刃１１を形成する切刃加工工程を実行する。切刃加工工程は、図６（ｂ）に示すように、円柱状素材２０を軸線Ｄ回りに回転させた状態で、その回転する円柱状素材２０にレーザビームＬを加工後の切刃１１の形状に沿って円弧状に移動させることにより、円柱状素材２０の先端を先端ボール状に形成する。
この際、円柱状素材２０を軸線Ｄ回りに回転させた状態で、レーザビームＬを照射することとしているので、回転する円柱状素材２０の外周面には、レーザビームＬがランダムに照射されることとなる。したがって、円柱状素材２０の外周面の面粗さＲｚ（最大高さ）を０．１μｍ以下の滑らかな面で形成することができ、切刃１１を鋭利な稜線を持って形成することができるので、切削性の高い切刃を構成することができる。
【００２６】
そして最後に、第二逃げ面１６を形成する逃げ面加工工程を実行する。逃げ面加工工程では、図６（ｃ）に示すように、切刃１１と間隔をあけてマージン１５を残して第二逃げ面１６を形成する。この際、第二逃げ面１６の形成は、ガイド溝５１及び微細溝を加工しながら形成され、網目状の微細凹凸が形成される。
このように、マージン１５は、切刃加工工程において加工された円柱状素材２０の外周面の一部が、そのまま残されて形成されたものであるから、面粗さＲｚが０．１μｍ以下の滑らかな面とされる。一方、第二逃げ面１６は、ガイド溝５１及び微細溝によって網目状の微細凹凸が形成され、マージン１５の面粗さＲｚの大きさを超えて１μｍ以下の面粗さに設けられる。
【００２７】
この第二逃げ面１６を形成する方法についてさらに詳述する。
形成される第二逃げ面１６は、図２に示すように、３°〜２０°で傾斜した逃げ角θとされており、レーザビームＬは、図６（ｃ）に二点鎖線で示すように、形成される第二逃げ面１６の形状に沿って軸線Ｄ側から外周側に向かって円柱状素材２０の表面上を走査される。ところが、レーザビームＬの径方向の断面の光強度分布は、図７にハッチングで示したように、ビーム中心Ｌ０で大きく、外周部で小さいガウシアン分布となっている。このため、切削面がレーザビームＬの照射方向に対してわずかに傾斜して形成される。そこで、レーザビームＬは、ガウシアン分布を考慮して、第二逃げ面１６に対してビーム中心Ｌ０をわずかに傾斜させた状態で、円柱状素材２０上に照射されるようになっている。具体的には、レーザビームＬの照射角度は、円柱状素材２０の軸線Ｄ回りの回動角度（回転機構３３の回動角度）と旋回機構３２の旋回角度とが組み合わされて調整され、その照射角度とレーザビームＬの切削角度（レーザビームＬの光強度）との組み合わせを調整することにより、第二逃げ面１６の傾斜角度を任意に調整することができる。
【００２８】
そして、このように照射角度が調整されたレーザビームＬを、一定の繰り返し周波数で照射しながら、第二逃げ面１６の傾斜方向に沿って平行に繰り返し走査することで、第二逃げ面１６の傾斜方向に沿って延びるガイド溝５１が互いに略平行に並んで形成されるとともに、これら隣接するガイド溝５１間に微細溝が形成され、これらガイド溝５１と微細溝とを組み合わせた網目状の微細凹凸を形成することができる。
【００２９】
なお、ボールエンドミルは、その刃径や、回転速度、送り速度等の切削条件の違いによって、軸線Ｄ側と外周側とで周速が異なり、被加工物の切削加工時における切削抵抗が軸線Ｄ側と外周側とで異なる。このため、軸線Ｄ側と外周側とで要求される刃先強度が異なる。
この点、本実施形態のボールエンドミルの製造方法によれば、円柱状素材２０の向きとレーザビームＬの照射角度とを変更することにより、第二逃げ面１６の逃げ角θを軸線Ｄ側から外周側にかけて小さく変化させることも可能であり、切刃１１の軸線Ｄ側から外周側にかけて、ボールエンドミルの直径（刃径φ）、被加工物の種類、回転速度及び送り速度等の切削条件に適応した逃げ面を形成することができる。したがって、各々の位置で必要な刃先強度を確保することができる。
【００３０】
このように、本発明のボールエンドミルの製造方法では、ギャッシュ加工工程後に切刃１１を加工することで、刃先１１のチッピング等が生じることを回避することができる。さらに、マージン１５を残して第二逃げ面１６を形成することで、第二逃げ面１６を容易に加工することができ、先に形成した切刃１１に影響が生じることを回避できる。
このように、上記手順でレーザ加工を行うことにより、ｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体のような脆性材料であっても、小径化されたエンドミルを高精度に加工することができるので、被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
また、本発明のボールエンドミル１においては、第二逃げ面１６の逃げ角θを軸線Ｄ側から外周側にかけて変化させることで、切刃１１の軸線Ｄ側から外周側にかけて切削条件に適応した第二逃げ面１６を形成することができ、各々の位置で必要な刃先強度を確保することができる。
【００３１】
例えば、ボールエンドミルの回転速度と送り速度との関係をみると、回転速度（角速度）が一定の場合、送り速度が速くなるほど、被加工物と逃げ面との接触を回避するために、逃げ面の逃げ角を大きく設定する必要がある。また、ボールエンドミルの軸線側と外周側とでは、軸線側よりも外周側の方が、周速が速くなっている。このため、一般的なボールエンドミルでは、最外周での被加工物の切削深さに合わせて逃げ角の大きさが設定される。
この点、上記実施形態のボールエンドミル１では、エンドミルの軸線Ｄ側よりも外周側の逃げ角θを大きく設定すること、言い換えれば、外周側よりも軸線Ｄ側の逃げ角θを小さく設定することで、工具の軸線Ｄ側を厚く形成できる。したがって、耐欠損性を向上させることができる。
【００３２】
また、切刃１１に沿ってマージン１５を設けているので、第二逃げ面１６を容易に加工することができ、先に形成した切刃１１に影響が生じることを回避できる。また、この切刃１１に沿って設けられたマージン１５は、切刃１１の補強の面でも有利に働く。
したがって、工具自体の耐欠損性及び耐摩耗性を向上させることができ、結果的に被加工物の仕上げ加工精度の向上を図ることができる。
【００３３】
ところで、ボールエンドミル１の送り方向と底刃１３が軸線Ｄ回りの回転によって進む方向が同一方向となる上向き削り（アップカット）と、ボールエンドミル１の送り方向に対して底刃１３が軸線Ｄ回りの回転によって進む方向が逆方向となる下向き削り（ダウンカット）と言われるが、上向き削りと下向き削りのいずれの場合でも、ボールエンドミル１はすくい面１４から被加工物に当たるようにして前進しながら加工が行われる。
このように、ボールエンドミル１の回転時の切刃１１が下向き削りとなる場合を考慮した場合には、第二逃げ面１６の一部を切刃１１としても使用可能なように、軸線Ｄ側の逃げ角θを大きく、外周側の逃げ角θを小さくすることが望ましい。この点においても、本実施形態のボールエンドミルの製造方法によれば、円柱状素材２０の向きとレーザビームＬの照射角度とを変更することにより、第二逃げ面１６の逃げ角θを軸線Ｄ側から外周側にかけて小さく形成することが可能である。
【００３４】
また、切刃１１に接続されるマージン１５は、面粗さＲｚが０．１μｍ以下の滑らかな面で形成されており、被加工物の仕上げ面の面粗さに影響を与えることを回避することができる。さらに、切刃１１を鋭利な稜線を持って形成することができるので、切削性の高い切刃１１を構成することができる。
一方、第二逃げ面１６の面粗さＲｚは、マージン１５の面粗さよりも大きく、かつ１μｍ以下の面粗さで形成しているので、被加工物の切屑との接触を小さくするとともに、切削油を保持することができる。また、第二逃げ面１６の表面積の増加により、放熱が促進されるので、工具寿命の向上を図ることができる。なお、第二逃げ面１６の面粗さＲｚを１μｍ以上に大きくした場合、応力集中を招き易くなり、切削条件によっては欠損が生じ易くなる。
【実施例】
【００３５】
上記において説明した本発明に係るボールエンドミルについて、その効果を確認するために実験を行った。
ボールエンドミルの各試料の形状は、表１に示す条件により形成した。具体的には、実施例１及び比較例１は工具先端部（外周刃）の外径φを０．４ｍｍ、実施例２及び比較例２は外径φを２ｍｍとして作製したものである。また、実施例１及び実施例２は、マージンに接続される第二逃げ面の逃げ角θを、軸線側で１０°、外周側で２０°とし、軸線側から外周側にかけて１０°〜２０°の範囲で連続的に変化させて形成したものである。一方、比較例１及び比較例２は、第二逃げ面の逃げ角θを実施例１及び実施例２の逃げ角θの最大角度（２０°）とし、軸線側から外周側にかけて変化させることなく一定角度で形成したものである。なお、表１の外径φ、曲率半径Ｒは、図１に示すとおり、切刃に関する部位の寸法値である。そして、各試料は、それぞれ１０個ずつ（Ｎ＝１０）製作した。
また、実施例１及び実施例２は、上記実施形態で説明したように、レーザ加工により作製し、比較例１及び比較例２は、研削加工により作製した。
【００３６】
そして、製作した各試料を用いて、ＳＫＤ１１（ＨＲＣ５９．５）製の被削材の表面に切削加工を行い、欠損発生の有無を評価した。また、切削条件は表１のとおりに設定した。
【００３７】
【表１】
0006354451.tif 000002
【００３８】
表１において、「平均折損パス数」は、各試料に欠損が生じるまでのパス数の平均値であり、例えば、実施例１では１０個作製した各試料の平均折損パス数が「４０」である。このため、実施例１では、４０パス分の切削長４ｍ（１００ｍｍ×４０）の切削が可能であることがわかる。
そして、この表１の各試料の結果に示されるように、逃げ角θを軸線側から外周側にかけて変化させることで、欠損が生じるまでの切削長を長くすることができ、ボールエンドミルの耐欠損性を向上させることができる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ボールエンドミル
２  工具先端部
３  シャンク部
４  首部
５  チップ部
６  超硬合金部
１１  切刃
１２  外周刃
１３  底刃
１４  すくい面
１５  マージン
１６  第二逃げ面
１７  第三逃げ面
１８  第四逃げ面
２０  円柱状素材
２２  レーザ光照射機構
２４  素材保持機構
２５  制御部
２６  レーザ光源
２７  ガルバノスキャナ
３１ｘ  ｘ軸ステージ部
３１ｙ  ｙ軸ステージ部
３１ｚ  ｚ軸ステージ部
３２  旋回機構
３３  回転機構
５１  ガイド溝
１００  レーザ加工装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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