【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、ダイヤモンドに切
刃を形成し、これを台金などに取り付けて切削加工に使
用されるダイヤモンド工具に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diamond tool used for cutting by forming a cutting edge on a diamond and attaching the cutting edge to a base metal or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の精密加工の用途に使う切削工具の
例として、ダイヤモンドバイトがある。このバイトは金
属製のシャンクの先端にダイヤモンドのチップが取り付
けられており、チップの先端には切刃が形成されてい
る。チップの材料としては、単結晶ダイヤモンドやダイ
ヤモンド焼結体などが使用されている。これらの材料に
すくい面と逃げ面を形成し、この２つの面の交差稜線の
部分が切刃となっている。切刃の形状には、直線刃のも
のやＲ刃のものがあり、用途に応じてそれぞれ使い分け
られている。総形の切削加工を行うには、Ｒの異なる刃
や平刃とＲ刃を組み合わせて使用される。2. Description of the Related Art A diamond cutting tool is an example of a conventional cutting tool used for precision machining. In this bite, a diamond tip is attached to the tip of a metal shank, and a cutting edge is formed at the tip of the tip. As a material for the chip, single crystal diamond, a diamond sintered body or the like is used. A rake face and a flank face are formed in these materials, and a portion of the ridge line intersecting these two faces is a cutting edge. The shape of the cutting blade includes a straight blade and an R blade, each of which has a different shape depending on the application. A blade having a different radius or a combination of a flat blade and an R blade is used for performing the cutting of the entire shape.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】切刃の形状が前述の直
線刃やＲ刃のものでは、比較的単純な形状の切削加工を
行うが、複雑な形状例えば総形の切削加工を行うことも
ある。このような場合、刃先形状の異なる複数のバイト
を組み合わせて切削加工を行うこともしばしばあり得
る。しかしながら、このように刃先形状の異なるバイト
を組み合わせたものでは、刃先の形状精度が低下しやす
く、また高精度な形状に組み合わせて固定することが困
難なため、高精度な加工ができないという問題が起こり
うる。When the shape of the cutting blade is the straight blade or the R blade described above, a relatively simple shape is cut, but a complicated shape, for example, a total cutting is also possible. is there. In such a case, it is often possible to perform cutting by combining a plurality of cutting tools having different cutting edge shapes. However, in such a combination of cutting tools having different cutting edge shapes, the shape accuracy of the cutting edge is apt to deteriorate, and it is difficult to fix it in combination with a highly accurate shape, so that there is a problem that high-precision machining cannot be performed. It can happen.
【０００４】切刃に超硬合金、ハイスを使ったものや金
属をバインダーとする焼結ダイヤモンドを使ったもので
は導電性があるため、自由曲線や放物曲線などを有する
切刃であってもワイヤー放電加工機などで形成すること
が考えられる。しかし、切刃が単結晶ダイヤモンドや気
相合成ダイヤモンド、バインダレスの焼結ダイヤモンド
である場合は導電性がないため、ワイヤー放電加工がで
きず、自由曲面や放物面の加工ができず、切刃形成が非
常に困難である。Since a cutting edge made of cemented carbide, high-speed steel or one made of sintered diamond having a metal as a binder has conductivity, even a cutting edge having a free curve or a parabolic curve It can be considered to be formed by a wire electric discharge machine or the like. However, if the cutting edge is single-crystal diamond, vapor-phase synthetic diamond, or binderless sintered diamond, it has no electrical conductivity, so wire electrical discharge machining cannot be performed, and free-form surfaces and paraboloids cannot be processed. Blade formation is very difficult.
【０００５】直線の切刃を形成する場合、平滑な研磨盤
に押し当てることにより形成でき、単一の曲線切刃の場
合、研磨されるダイヤモンドを旋回させながら研磨盤に
押し当てることにより比較的容易に切刃を形成すること
ができる。In the case of forming a straight cutting edge, it can be formed by pressing it against a smooth polishing machine, and in the case of a single curved cutting blade, it is relatively possible by pressing the diamond to be polished against the polishing machine while rotating it. The cutting edge can be easily formed.
【０００６】しかしながら、放物線など複雑なＲを有す
る切刃を加工する場合は、容易に形成できないという問
題がある。もし行うとすれば、ダイヤモンドの研磨する
研磨盤に予め切刃の逃げ面の形状を形成しておき、その
部分にダイヤモンドの遊離砥粒を塗り込み、切刃を形成
するダイヤモンドを押し当ててダイヤモンド砥粒ととも
ずり研磨することで、研磨盤の形状をダイヤモンドに転
写する加工方法が考えられる。あるいは、プロファイル
研磨機で所定の形状のゲージが添付された投影機のスク
リーンにダイヤモンドと研削砥石を写し出し、研削砥石
でゲージに合うようにダイヤモンドを研削・研磨する方
法が考えられる。これらの方法では単結晶ダイヤモンド
に異方性があるため、研磨特性に差があること、さらに
作業者の熟練と勘にたよる作業のため、安定して高精度
なものが得られないという問題が残る。これらの方法は
いずれも加工費が高くなり、工芸品として用いるのが限
界であり、工業的には使用されていない。However, when machining a cutting edge having a complicated R such as a parabola, there is a problem that it cannot be easily formed. If it is done, form the shape of the flank of the cutting edge in advance on the polishing machine for polishing the diamond, apply free abrasive grains of diamond to that part, and press the diamond forming the cutting edge to apply the diamond. A processing method is conceivable in which the shape of the polishing plate is transferred to diamond by polishing with abrasive grains. Alternatively, a method in which a diamond and a grindstone are projected on a screen of a projector to which a gauge of a predetermined shape is attached by a profile grinder and the diamond is ground and polished so that the grindstone fits the gauge. In these methods, since single crystal diamond has anisotropy, there is a difference in polishing characteristics, and further, it is a work that depends on the skill and intuition of the operator, so that a stable and highly accurate product cannot be obtained. Remains. All of these methods have high processing costs and are limited in their use as crafts, and are not used industrially.
【０００７】また、導電性のないダイヤモンドの加工法
としては従来より、レーザビームを用いて加工する方法
があるが、これらは熱加工であるため加工面は熱により
炭化し、鏡面が得られるような切刃は得られないという
問題がある。Conventionally, as a method of processing diamond having no conductivity, there is a method of processing using a laser beam. However, since these are thermal processing, the processed surface is carbonized by heat and a mirror surface is obtained. There is a problem that you can not get a good cutting edge.
【０００８】本発明は以上のような問題を解決するもの
であり、複雑な形状の切刃を有し、高精度な加工が可能
で、製作も容易な切削用ダイヤモンド工具を提案するも
のである。The present invention solves the above problems, and proposes a diamond tool for cutting which has a cutting edge of complicated shape, can be processed with high precision, and is easy to manufacture. .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の切削用ダイヤモ
ンド工具の第１の特徴として、ダイヤモンドが逃げ面と
すくい面を有し、前記逃げ面と前記すくい面の交差する
稜線を切刃とし、前記切刃稜線が自由曲線を含むことで
ある。As a first feature of the diamond tool for cutting of the present invention, diamond has a flank and a rake face, and a ridge line at which the flank and the rake face intersect is a cutting edge, The cutting edge ridge includes a free curve.
【００１０】第２の特徴として、前記自由曲線は、放物
線あるいは複数のＲを組み合わせた曲線としたことであ
る。A second feature is that the free curve is a parabola or a curve combining a plurality of Rs.
【００１１】第３の特徴として、ダイヤモンドが逃げ面
とすくい面を有し、前記逃げ面と前記すくい面の交差す
る稜線を切刃とし、前記切刃稜線が凹形状を含むことで
ある。A third feature is that the diamond has a flank and a rake face, a ridge line at which the flank face and the rake face intersect is a cutting edge, and the ridge line includes a concave shape.
【００１２】第４の特徴として、ダイヤモンドが逃げ面
とすくい面を有し、前記逃げ面と前記すくい面の交差す
る稜線を切刃とし、前記切刃稜線が直線と曲線の組み合
わせからなることである。A fourth feature is that the diamond has a flank and a rake face, and the ridge line where the flank face and the rake face intersect is a cutting edge, and the cutting edge ridge line is a combination of straight lines and curved lines. is there.
【００１３】第５の特徴として、前記切刃稜線は、レー
ザビームにより切断された後、前記レーザビーム側面で
研磨されて形成されたことである。A fifth feature is that the cutting edge ridge line is formed by being cut by a laser beam and then polished by the side surface of the laser beam.
【００１４】第６の特徴として、前記レーザビームは、
波長が紫外線域のレーザとしたことである。As a sixth feature, the laser beam is
This means that the laser has a wavelength in the ultraviolet range.
【００１５】第７の特徴として、前記ダイヤモンドの材
料は、単結晶ダイヤモンド、気相合成ダイヤモンド、バ
インダレスの焼結ダイヤモンドの中のいずれかとしたこ
とである。A seventh feature is that the material of the diamond is any one of single crystal diamond, vapor phase synthetic diamond, and binderless sintered diamond.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の切削用ダイヤモンド工具
は、鉄、超硬合金などの金属からなる台金あるいはシャ
ンクにダイヤモンドが接合されている。使用されるダイ
ヤモンドは、単結晶ダイヤモンド、ダイヤモンド焼結
体、気相合成ダイヤモンドなどがある。これらのダイヤ
モンドには、逃げ面とすくい面が形成されており、この
２つの面が交差する境界部の稜線は切刃が形成されてい
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the diamond tool for cutting of the present invention, diamond is bonded to a base metal or shank made of metal such as iron or cemented carbide. The diamond used includes single crystal diamond, diamond sintered body, vapor phase synthetic diamond and the like. A flank and a rake face are formed on these diamonds, and a cutting edge is formed on a ridge line at a boundary portion where these two faces intersect.
【００１７】すくい面は、平坦な面で形成されるが、逃
げ面は平面、曲面、自由曲面のいずれかを組み合わせた
面で形成されており、これによって切刃の稜線も直線、
曲線、自由曲線のいずれかを組み合わせたもので形成さ
れている。切刃稜線の具体的なものとして、自由曲線、
直線を組み合わせた凹形状、直線と曲線を組み合わせた
ものなどがある。なお、自由曲線とは、座標上で任意の
計算式で表される曲線、放物線、複数のＲを組み合わせ
たものなどであり、一部に直線を有するものも自由曲線
に含む。The rake face is formed by a flat face, while the flank face is formed by a combination of any of a flat face, a curved face and a free curved face, whereby the ridgeline of the cutting edge is a straight line,
It is formed by a combination of curves and free curves. As a concrete thing of the cutting edge ridge, a free curve,
There are concave shapes that combine straight lines, and combinations that combine straight lines and curved lines. The free curve is, for example, a curve represented by an arbitrary calculation formula on a coordinate, a parabola, or a combination of a plurality of Rs, and a curve having a straight line is also included in the free curve.
【００１８】以上のように１つのダイヤモンドに様々な
形状の稜線を有する切刃が形成されているので、複数の
ダイヤモンドを組み合わせて切刃を形成する必要がな
く、高精度な切刃が形成されることになり、高精度な加
工が行える。As described above, since one diamond is formed with cutting edges having ridges of various shapes, it is not necessary to form a cutting edge by combining a plurality of diamonds, and a highly accurate cutting edge is formed. Therefore, high-precision machining can be performed.
【００１９】この切刃は逃げ面を平面、曲面、自由曲面
のいずれかを組み合わせた面に加工することで、複雑な
形状の切刃稜線を形成している。逃げ面を高精度な面に
形成するために、レーザビームで切断した後、レーザビ
ームの側面で研磨を行うことで、比較的容易に鏡面に加
工することができる。鏡面に加工するため、レーザビー
ムには波長が紫外線域のレーザを使用することが好まし
い。これは、紫外線域のレーザビームはダイヤモンド結
晶の分子結合を切る働きがあり、結晶方位に影響されず
かつ、加工面に炭化が見えない鏡面が得られる。The cutting edge has a complicatedly shaped cutting edge ridge formed by processing the flank surface into a combination of a flat surface, a curved surface, and a free curved surface. In order to form the flank surface with high precision, after cutting with the laser beam, polishing is performed on the side surface of the laser beam, whereby the mirror surface can be relatively easily processed. For processing into a mirror surface, it is preferable to use a laser having a wavelength in the ultraviolet range for the laser beam. This is because the laser beam in the ultraviolet region has a function of cutting the molecular bond of the diamond crystal, and a mirror surface is obtained which is not affected by the crystal orientation and in which carbonization is not visible on the processed surface.
【００２０】なお、レーザビームで加工された逃げ面の
表面には、条件によって、グラファイトなどで形成され
る薄い加工変質層を有する場合がある。The surface of the flank processed by the laser beam may have a thin work-affected layer formed of graphite or the like depending on the conditions.
【００２１】以上のように、レーザビームで加工する観
点より、ダイヤモンドには単結晶ダイヤモンドを使用す
るのが望ましい。これは、上述のように結晶方位に影響
されずに高精度な刃先が形成されるので、超精密加工も
可能なものとすることが可能なためである。また、これ
以外にも、バインダレスの焼結ダイヤモンドや気相合成
ダイヤモンドを使用することも好適である。As described above, it is desirable to use single crystal diamond as the diamond from the viewpoint of processing with a laser beam. This is because, as described above, a highly accurate cutting edge is formed without being affected by the crystal orientation, so that ultra-precision machining can be performed. In addition to this, it is also preferable to use binderless sintered diamond or vapor phase synthetic diamond.
【００２２】本発明の切削用ダイヤモンド工具は、切削
加工により非球面を形成する用途に好適である。非球面
の代表的な例としては、プロジェクションテレビのスク
リーン用の金型、液晶導光板の金型、レンズの面などが
ある。The diamond tool for cutting of the present invention is suitable for use in forming an aspherical surface by cutting. Typical examples of the aspherical surface include a mold for a screen of a projection television, a mold for a liquid crystal light guide plate, and a lens surface.
【００２３】[0023]
【実施例】本発明のダイヤモンド工具の例として、単結
晶ダイヤモンドを使用したダイヤモンドバイトを例にあ
げて説明する。EXAMPLES As an example of the diamond tool of the present invention, a diamond tool using single crystal diamond will be described as an example.
【００２４】（実施例１）第１の実施例として、図１に
示すような形状の切刃を有するダイヤモンドバイトを製
作した。切刃稜線１ｃは主に直線で形成された凹形にな
っており、凹形のへこんだ部分は広がる形状となってい
る。また、直線の交点付近には僅かにＲがついている。(Example 1) As a first example, a diamond cutting tool having a cutting edge having a shape as shown in FIG. 1 was manufactured. The cutting edge ridge line 1c has a concave shape mainly formed by a straight line, and the concave portion of the concave shape has a widening shape. Also, there is a slight R near the intersection of the straight lines.
【００２５】切刃となるダイヤモンド１をレーザ加工機
にセットし、図２（ａ）に示すように、逃げ面１ｂを形
成するためにレーザビーム４を照射して切断を行った。
レーザビーム４位置は固定の上、ダイヤモンド１を送る
ことで切断を行い、加工送り速度は１ｍｍ／ｍｉｎとし
た。次に、図２（ｂ）に示すように、ダイヤモンド１の
位置を変えずにレーザビーム４を照射した状態でダイヤ
モンド１を送り、レーザビーム４の側面で逃げ面１ｂを
研磨した。この研磨加工は、加工音が認められなくなる
まで、同一の経路をレーザビーム４が通るようダイヤモ
ンド１を送り、加工を続けた。レーザはＹＡＧレーザを
使用し、波長は３５５ｎｍ、レンズはＦ７５（焦点距離
７５ｍｍ）を使用した。The diamond 1 as a cutting edge was set in a laser beam machine, and as shown in FIG. 2A, a laser beam 4 was irradiated to cut a flank 1b for cutting.
The position of the laser beam 4 was fixed, and the diamond 1 was sent for cutting, and the processing feed rate was 1 mm / min. Next, as shown in FIG. 2B, the diamond 1 was sent in a state where the laser beam 4 was irradiated without changing the position of the diamond 1, and the flank 1b was polished by the side surface of the laser beam 4. In this polishing process, the diamond 1 was sent so that the laser beam 4 would pass through the same path until the processing sound was no longer recognized, and the processing was continued. The laser used was a YAG laser, the wavelength was 355 nm, and the lens was F75 (focal length 75 mm).
【００２６】以上のようにして製造したダイヤモンド１
を超硬合金製のシャンクにろう付けし、ダイヤモンドバ
イトを製作した。Diamond 1 produced as described above
Was brazed to a cemented carbide shank to produce a diamond bite.
【００２７】このダイヤモンドバイトを使用し、アルミ
ニウム合金の切削加工を行った。その結果、加工された
工作物の表面粗さはＲａが０．１μｍであり、高精度の
加工を行えることがわかった。Using this diamond tool, aluminum alloy was cut. As a result, it was found that the surface roughness of the machined workpiece was Ra of 0.1 μm, and high-precision machining was possible.
【００２８】（実施例２）第２の実施例として、図２に
示すような形状の切刃稜線１ｃを有するダイヤモンドバ
イトを製作した。切刃稜線１ｃの部分は複数のＲを組み
合わせた曲線からなっている。製作方法は実施例１と同
じようにした。(Example 2) As a second example, a diamond cutting tool having a cutting edge ridge 1c having a shape as shown in FIG. 2 was manufactured. The part of the cutting edge ridge line 1c is composed of a curve formed by combining a plurality of Rs. The manufacturing method was the same as in Example 1.
【００２９】このダイヤモンドバイトを使用し、アルミ
ニウム合金の切削加工を行った。その結果、加工された
工作物の表面粗さはＲａが０．１３μｍであり、高精度
の加工を行えることがわかった。Using this diamond cutting tool, an aluminum alloy was cut. As a result, it was found that the surface roughness of the machined workpiece was Ra of 0.13 μm, which enables highly precise machining.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の切削用ダ
イヤモンド工具は複雑な形状を加工するための切刃であ
っても１つのダイヤモンドにその形状が形成されている
ので、高精度な加工が可能である。また、その切刃は、
波長が紫外線域のレーザにより切断および研磨されてい
るため、複雑な形状の切刃が高精度に形成されており、
高精度な加工ができる切削用ダイヤモンド工具が得られ
る。As described above, in the cutting diamond tool of the present invention, even if it is a cutting edge for processing a complicated shape, the shape is formed in one diamond, so that high precision processing is possible. Is possible. Also, the cutting edge is
Since it is cut and polished by a laser with a wavelength in the ultraviolet range, a cutting edge with a complicated shape is formed with high precision,
It is possible to obtain a diamond tool for cutting that can perform highly accurate processing.
【図１】本発明の切削用ダイヤモンド工具の切刃の例を
示す図で、（ａ）はすくい面、（ｂ）は逃げ面である。FIG. 1 is a view showing an example of a cutting edge of a diamond tool for cutting of the present invention, (a) is a rake face, and (b) is a flank face.
【図２】本発明の切削用ダイヤモンド工具の別の切刃の
例を示す図で、（ａ）はすくい面、（ｂ）は逃げ面であ
る。FIG. 2 is a diagram showing an example of another cutting edge of the diamond tool for cutting of the present invention, in which (a) is a rake face and (b) is a flank face.
【図３】本発明の切削用ダイヤモンド工具の切刃の加工
を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining processing of a cutting edge of the diamond tool for cutting of the present invention.
１ ダイヤモンド１ａ すくい面１ｂ 逃げ面１ｃ 切刃稜線２ 切削加工作用部３ 炭化層４ レーザビーム５ レーザスポット1 diamond1a rake face1b flank1c Cutting edge ridge2 Cutting processing part3 carbonized layer4 laser beam5 laser spots
─────────────────────────────────────────────────────フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 35/52 ３０１ Ｃ０４Ｂ 35/52 ３０１Ａ Ｃ３０Ｂ 29/04 Ｃ３０Ｂ 29/04 Ｗ // Ｂ２３Ｋ 101:20 Ｂ２３Ｋ 101:20 Ｆターム(参考） 3C046 AA07 HH01 HH04 4E068 DA01 DB06 DB11 4G046 GA01 GB07 4G077 AA02 BA03 FH08 HA13─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl.7 Identification code FI theme code (reference) C04B 35/52 301 C04B 35/52 301A C30B 29/04 C30B 29/04 W // B23K 101: 20 B23K 101 : 20 F term (reference) 3C046 AA07 HH01 HH04 4E068 DA01 DB06 DB11 4G046 GA01 GB07 4G077 AA02 BA03 FH08 HA13
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