(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の超硬合金製母材の先端に半球状部を形成する工程と、
前記半球状部に、ダイヤモンド又は立方晶窒化硼素を主体とする硬質粒子又は粉体を略一定の薄い層厚状に充填し、カプセルに詰めて高気圧かつ高温条件下で一体焼結固着して、半球状の頂部から両側部まで途切れずに全周方向へ連続して亘る高硬度・高耐摩耗性焼結体（超高圧焼結体チップからなるものを除く）が一体焼結固着されたブランク材を製作する工程と、
前記ブランク材の少なくとも高硬度・高耐摩耗性焼結体が位置する先端部分にランド部と溝部を周方向に交互に研削加工すると共に、ランド部の先端側の全周方向へ亘って一体焼結固着されている高硬度・高耐摩耗性焼結体部分にボール刃を研削加工する工程とを順に備えるボールエンドミルの製造方法。
【請求項２】
円柱状の超硬合金製母材の先端に、超硬合金製母材の半径より小さい半径の半球状部とこれに連続する短い円柱状部とを形成する第１工程と、
前記半球状部とこれに連続する短い円柱状部に、ダイヤモンドを主体とする硬質粒子又は粉体を略一定の薄い層厚状に充填し、カプセルに詰めて高気圧かつ高温条件下で一体焼結固着して、半球状の頂部から両側部まで途切れずに全周方向へ亘る高硬度・高耐摩耗性焼結体（超高圧焼結体チップからなるものを除く）が一体焼結固着されて成るブランク材を製作する第２工程と、
前記ブランク材とほぼ同径の円柱状のシャンクとをロー付けして、ランド部や溝部が形成されていない半完成品を製作する第３工程と、
前記半完成品の少なくとも高硬度・高耐摩耗性焼結体が位置する半球状部とこれに連続する短い円柱状部先端部分にランド部と溝部を周方向に交互に研削加工すると共に、ランド部の先端側の全周方向へ亘って一体焼結固着されている高硬度・高耐摩耗性焼結体部分に、半球状の頂部から両側部まで途切れずに全周方向へ亘るボール刃を研削加工する第４工程とを順に備え、
前記第４工程においてダイヤモンド焼結体の溝部やランド部の荒加工は放電加工を採用したものであるボールエンドミルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、難切削材、高硬度焼入鋼、グラファイト材等を加工するためのボールエンドミルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ボール刃をダイヤモンド焼結体又は立方晶窒化硼素焼結体（高硬度・高耐摩耗性焼結体）により形成したボールエンドミルが開発されている。
【０００３】
上記ボールエンドミルとしては、例えば、図８や図９に示すように、平板状の高硬度・高耐摩耗性焼結体から成る切刃体80を、超硬合金製母材８の先端半球部の座面にロー付けして成るものがある。しかしながら、このエンドミルでは、切刃体80の超硬合金製母材８への貼り付け面積が小さいことから、ロー付けによる接着力不足や切削熱によって短期間でボール刃となる切刃体80が超硬合金製母材８から外れてしまうという問題がある。
【０００４】
また、他のエンドミルとしては、超硬合金製母材の先端半球状面に形成した細い凹溝に高硬度・高耐摩耗性焼結体用の原料粉末を充填・埋設すると共にこれらを一体焼結固着し、前記原料粉末から成る高硬度・高耐摩耗性焼結体に切刃を形成して成るものがある。しかしながら、このエンドミルでは、ボール刃が形成される部分の径が小さい場合には高硬度・高耐摩耗性焼結体用の原料粉末を充填・埋設するための極細の凹溝の加工が非常に困難であり、製造が不可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明では、▲１▼ボール刃が形成された高硬度・高耐摩耗性焼結体が母材から外れず、▲２▼ボール刃が形成される工具先端部分の半径の大小にかかわらず容易に製造できるボールエンドミルを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（請求項１記載の発明）
請求項１記載の発明のボールエンドミルの製造方法は、円柱状の超硬合金製母材の先端に半球状部を形成する工程と、
前記半球状部に、ダイヤモンド又は立方晶窒化硼素を主体とする硬質粒子又は粉体を略一定の薄い層厚状に充填し、カプセルに詰めて高気圧かつ高温条件下で一体焼結固着して、半球状の頂部から両側部まで途切れずに全周方向へ連続して亘る高硬度・高耐摩耗性焼結体（超高圧焼結体チップからなるものを除く）が一体焼結固着されたブランク材を製作する工程と、
前記ブランク材の少なくとも高硬度・高耐摩耗性焼結体が位置する先端部分にランド部と溝部を周方向に交互に研削加工すると共に、ランド部の先端側の全周方向へ亘って一体焼結固着されている高硬度・高耐摩耗性焼結体部分にボール刃を研削加工する工程とを順に備える。
（請求項２記載の発明）
請求項２記載の発明のボールエンドミルの製造方法は、円柱状の超硬合金製母材の先端に、超硬合金製母材の半径より小さい半径の半球状部とこれに連続する短い円柱状部とを形成する第１工程と、
前記半球状部とこれに連続する短い円柱状部に、ダイヤモンドを主体とする硬質粒子又は粉体を略一定の薄い層厚状に充填し、カプセルに詰めて高気圧かつ高温条件下で一体焼結固着して、半球状の頂部から両側部まで途切れずに全周方向へ亘る高硬度・高耐摩耗性焼結体（超高圧焼結体チップからなるものを除く）が一体焼結固着されて成るブランク材を製作する第２工程と、
前記ブランク材とほぼ同径の円柱状のシャンクとをロー付けして、ランド部や溝部が形成されていない半完成品を製作する第３工程と、
前記半完成品の少なくとも高硬度・高耐摩耗性焼結体が位置する半球状部とこれに連続する短い円柱状部先端部分にランド部と溝部を周方向に交互に研削加工すると共に、ランド部の先端側の全周方向へ亘って一体焼結固着されている高硬度・高耐摩耗性焼結体部分に、半球状の頂部から両側部まで途切れずに全周方向へ亘るボール刃を研削加工する第４工程とを順に備え、
前記第４工程においてダイヤモンド焼結体の溝部やランド部の荒加工は放電加工を採用したものである。
なお本発明のボールエンドミルは、（１）円柱状の超硬合金製母材の先端に形成した半球状部に、略一定の薄い層厚状に充填された硬質粒子又は粉体の高気圧かつ高温条件下での焼結による高硬度・高耐摩耗性焼結体（超高圧焼結体チップからなるものを除く）が一体焼結固着されて成るブランク材から製造されるボールエンドミルであって、前記ブランク材の少なくとも高硬度・高耐摩耗性焼結体が位置する先端部分にランド部と溝部を周方向に交互に形成すると共にランド部に残存した高硬度・高耐摩耗性焼結体部分に、半球状の頂部から両側部まで途切れずに連続して亘るボール刃が形成されてなる。
あるいは本発明のボールエンドミルは、（２）円柱状の超硬合金製母材の先端に形成した半球状部とこれに連続する短い円柱状部に、略一定の薄い層厚状に充填された硬質粒子の５万気圧での高温焼結による高硬度・高耐摩耗性焼結体（超高圧焼結体チップからなるものを除く）が一体焼結固着されて成るブランク材から製造されるボールエンドミルであって、前記ブランク材の少なくとも高硬度・高耐摩耗性焼結体が位置する先端部分にランド部と溝部とが周方向に交互に形成されると共に前記ランド部に残存した高硬度・高耐摩耗性焼結体部分に、半球状の頂部から両側部まで途切れずに連続して亘るボール刃が形成されてなる。
（３）上記（１）記載の発明に関して、半球状部は、超硬合金製母材の先端を段付けして径を小さくした部分に形成されてなる。
（４）上記（２）記載の発明に関して、半球状部とこれに連続する短い円柱状部分は、超硬合金製母材の先端を段付けして径を小さくした部分に形成されてなる。
なお、上記いずれかに記載の発明に関して、高硬度・高耐摩耗性焼結体は、多結晶ダイヤモンド又は立方晶窒化硼素を主体とする硬質粒子又は粉体を焼結したものである。また、上記いずれかに記載の発明に関して、高硬度・高耐摩耗性焼結体は、０．５〜１ｍｍの厚さとしてなる。
【０００７】
これらの発明のボールエンドミルは上記のような構成としてあるから以下の作用・効果を奏する。
▲１▼ボール刃が形成される高硬度・高耐摩耗性焼結体部分は、超硬合金製母材と一体焼結固着して構成されているから、ボール刃が超硬合金製母材から外れるようなことはない。
▲２▼ブランク材の少なくとも高硬度・高耐摩耗性焼結体が位置する先端部分にランド部と溝部を周方向に交互に形成すると共にランド部に残存した高硬度・高耐摩耗性焼結体部分にボール刃を形成して製造されるものであるから、ボール刃が形成される工具先端部分の半径の大小にかかわらず容易に製造できる。何故ならば、このボールエンドミルでは、高硬度・高耐摩耗性焼結体用の原料粉末を充填・埋設するために必要となる、加工が非常に困難な極細の凹溝を形成する必要がないからである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態におけるボールエンドミルについて図面を用いながら詳細に説明する。
〔実施形態１について〕
図１や図２は、この発明の実施形態のボールエンドミルの正面と側面を示すものである。
【０００９】
このボールエンドミルは、図１に示すように、刃部１とこれの一端に接合したシャンク部２とから構成されている。
【００１０】
刃部１は、図１や図２に示すように、二本の溝部15と二つのランド部14とが交互に配置される構成としてあると共にその先端部をボール部10としてあり、前記ボール部10は、同図に示すように、ランド部14の回転方向先端側に一体焼結固着されているダイヤモンド焼結体より成るボール刃10ａを有するものとしてある。
【００１１】
ここで、上記構成のボールエンドミルの製造方法について図１〜図７に基づいて説明する。
第１工程
先ず、刃部１となる円柱状の超硬合金製母材の先端面に、これの半径より１ｍｍ程度小さい半径の半球状部11ａとこれに連続する短い円柱状部分11ｂを形成する。
第２工程
半球状部11ａと円柱状部分11ｂに約１ｍｍの層厚でダイヤモンドを主体とする硬質粒子（又は粉体）を充填し、カプセルに詰めて５万気圧、１４５０℃の条件で一体焼結固着し、図４や図５に示すようなブランク材Ｂを製作する。なお、図中、符号３はダイヤモンド焼結体である。
第３工程
第２工程で製作したブランク材Ｂとほぼ同径の円柱状のシャンク２とをロー付けして、図６や図７に示すボールエンドミルの半完成品を製作する。
第４工程
上記したボールエンドミルの半完成品を工具研削盤等に取り付け、ダイヤモンド砥石により二本の溝部15及びランド部14を研削加工すると共にランド部14の回転方向先端側に一体焼結固着されているダイヤモンド焼結体３にボール刃10ａを研削加工する。これにより図１や図２に示すボールエンドミルは完成する。
【００１２】
なお、ダイヤモンド焼結体３に関して、溝部15やランド部14の荒加工は放電加工を採用する方が能率を上げることができる。
〔他の実施形態について〕
上記実施形態におけるダイヤモンド焼結体を、立方晶窒化硼素焼結体にかえることができる。
【００１３】
また、上記実施形態では溝入れ加工に関してねじれ溝としてあるが、直刃溝とするようにしてもよい。そして、溝の数の変更は自由であり、溝の長さは少なくともダイヤモンド焼結体や立方晶窒化硼素焼結体の全長に形成されていればよい。
【００１４】
さらに、上記実施形態では、ストレート型のボールエンドミルにこの発明を施しているが、テーパ型のボールエンドミルにこの発明を施すようにしてもよい。
【００１５】
そして、上記実施形態では、刃部となる円柱状の超硬合金製母材の先端面に半球状部11ａとこれに連続する短い円柱状部11ｂを設けたが、これに限定されることなく、半球状部11ａのみを超硬合金製母材の先端面に設けるようにしてもよい。
【００１６】
また、上記実施形態では、半球状部11ａと円柱状部分11ｂの外周面部に充填されるダイヤモンドや立方晶窒化硼素を主体とする硬質粒子（又は粉体）の層厚を約１ｍｍとしてあるが、０．３〜１．５ｍｍ（好ましくは０．５〜１ｍｍ）程度の範囲であればよい。この場合、刃部１となる円柱状の超硬合金製母材の先端面に、これの半径より０．３〜１．５ｍｍ程度小さい半径の半球状部11ａとこれに連続する短い円柱状部分11ｂを形成すればよい。なお、上述した半球状部11ａや円柱状部分11ｂの外周面部に充填されるダイヤモンドや立方晶窒化硼素を主体とする硬質粒子（又は粉体）の層厚等の寸法は、特許請求の範囲をなんら減縮するものではない。
【００１７】
【発明の効果】
発明の実施の形態の欄に記載の内容から、▲１▼ボール刃が形成された高硬度・高耐摩耗性焼結体が母材から外れず、▲２▼ボール刃が形成される工具先端部分の半径の大小にかかわらず容易に製造できるボールエンドミルを提供を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のボールエンドミルの正面図。
【図２】前記ボールエンドミルの刃部側の側面図。
【図３】刃部となる円柱状の超硬合金製母材の先端面に、これの半径より少し小さい半径の半球状部とこれに連続する短い円柱状部分を形成した状態を示す正面図。
【図４】前記超硬合金製母材の先端面に形成した半球状部及び円柱状部分にダイヤモンド焼結体を一体焼結固着して製作されたブランク材の要部の断面図。
【図５】前記超硬合金製母材の先端面に形成した半球状部及び円柱状部分にダイヤモンド焼結体を一体焼結固着して製作されたブランク材の要部の正面図。
【図６】前記ブランク材とシャンク材とを接合して成るボールエンドミルの半完成品の要部の断面図。
【図７】前記ブランク材とシャンク材とを接合して成るボールエンドミルの半完成品の正面図。
【図８】先行技術のボールエンドミルの正面図。
【図９】先行技術のボールエンドミルを周方向に９０°回転させたときのの正面図。
【符号の説明】
Ｂ      ブランク材
１      刃部
２      シャンク部
３      ダイヤモンド焼結体
10      ボール部
10ａ    ボール刃
11ａ    半球状部
11ｂ    円柱状部
14      ランド部
15      溝部
【図１】
0004560687.tif 000002
【図２】
0004560687.tif 000003
【図３】
0004560687.tif 000004
【図４】
0004560687.tif 000005
【図５】
0004560687.tif 000006
【図６】
0004560687.tif 000007
【図７】
0004560687.tif 000008
【図８】
0004560687.tif 000009
【図９】
0004560687.tif 000010