CN110446575B

CN110446575B - 球头立铣刀

Info

Publication number: CN110446575B
Application number: CN201880008399.4A
Authority: CN
Inventors: 前田胜俊; 横川满广
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2038-02-19
Also published as: CN110446575A; KR20190096399A; EP3597338A4; KR102164730B1; WO2018168341A1; JP7024779B2; JPWO2018168341A1; US20200047263A1; EP3597338B1; US11351619B2; EP3597338A1

Abstract

本发明的球头立铣刀具备：形成为轴状的立铣刀主体(2)；多个凸圆弧状的底刃(9)，绕轴线(O)相互隔开间隔而配置在所述立铣刀主体(2)的前端部，该底刃(9)绕所述轴线(O)的旋转轨迹形成在所述轴线(O)上具有中心的半球状；和多个中心槽(7)，在绕所述轴线(O)的立铣刀旋转方向上与多个所述底刃(9)分别相邻配置。多个所述底刃(9)包括：第一底刃，所述第一底刃的朝向与所述轴线(O)正交的径向的内侧的刃长在多个所述底刃(9)中最长；第二底刃，在所述立铣刀旋转方向上与所述第一底刃相邻，所述第二底刃与所述第一底刃相比朝向所述径向的内侧的刃长短；和第三底刃，在所述立铣刀旋转方向上与所述第二底刃相邻，所述第三底刃与所述第二底刃相比朝向所述径向的内侧的刃长短。所述第二底刃的中心槽(7B)的深度比所述第三底刃的中心槽(7C)的深度深，所述第一底刃的中心槽(7A)的深度比所述第二底刃的中心槽(7B)的深度深。

Description

球头立铣刀

技术领域

本发明涉及一种球头立铣刀。

本申请基于2017年3月13日在日本申请的专利申请2017-047579号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术

以往，已知有例如像下述专利文献1所示的球头立铣刀。

球头立铣刀具有形成为轴状的立铣刀主体。在立铣刀主体的轴线方向的前端部形成有刃部，立铣刀主体中的除刃部以外的部位为刀柄部。另外，在刃部上分别形成有多个排屑槽、多个中心槽、多个外周刃及多个底刃(前端刃)。

球头立铣刀的多个底刃中的至少一个底刃为刃长方向的前端延伸至轴线附近的长刃。多个底刃绕轴线的旋转轨迹形成在轴线上具有中心的半球状。在切削加工时，球头立铣刀通过沿绕立铣刀主体的轴线的立铣刀旋转方向旋转的同时，朝向与轴线交叉的方向被赋予进给，从而切入工件。

专利文献1：日本专利公开2003-39223号公报

然而，现有的球头立铣刀具有下述问题。

虽然通过在立铣刀旋转方向上与该底刃相邻配置的中心槽内排出由底刃切削而产生的切屑，但有时在该中心槽内发生切屑堵塞。

特别是，在六刃以上的多刃球头立铣刀的情况下，如果底刃数量多，则各中心槽的容积变小，在中心槽内容易发生切屑堵塞。在发生切屑堵塞的情况下，难以优良地保持工件的加工面精度。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的是提供一种能够稳定地提高中心槽的排屑性且能够提高加工面精度的球头立铣刀。

(1)本发明的一方式的球头立铣刀具备：形成为轴状的立铣刀主体；多个凸圆弧状的底刃，绕轴线相互隔开间隔而配置在所述立铣刀主体的前端部，该底刃绕所述轴线的旋转轨迹形成在所述轴线上具有中心的半球状；和多个中心槽，在绕所述轴线的立铣刀旋转方向上与多个所述底刃分别相邻配置，多个所述底刃包括：第一底刃，所述第一底刃的朝向与所述轴线正交的径向的内侧的刃长在多个所述底刃中最长；第二底刃，在所述立铣刀旋转方向上与所述第一底刃相邻，所述第二底刃与所述第一底刃相比朝向所述径向的内侧的刃长短；和第三底刃，在所述立铣刀旋转方向上与所述第二底刃相邻，所述第三底刃与所述第二底刃相比朝向所述径向的内侧的刃长短，所述第二底刃的中心槽的深度比所述第三底刃的中心槽的深度深，所述第一底刃的中心槽的深度比所述第二底刃的中心槽的深度深，在所述立铣刀主体的外周具备多个外周刃，多个所述外周刃绕所述轴线相互隔开间隔而配置，分别与所述底刃的所述径向的外侧的边缘连接，并且从所述边缘朝向所述立铣刀主体的基端侧延伸，在所述立铣刀主体的正面观察中，所述第一底刃从与所述外周刃的连接部分朝向所述径向的内侧延伸，并且该第一底刃的刃长方向的前端配置在越过所述轴线的位置上，在所述立铣刀主体的正面观察中，所述第二底刃从与所述外周刃的连接部分朝向所述径向的内侧延伸，并且该第二底刃的刃长方向的前端配置在不越过所述轴线的位置上，在所述立铣刀主体的正面观察中，所述第三底刃从与所述外周刃的连接部分朝向所述径向的内侧延伸，并且该第三底刃的刃长方向的前端配置在不越过所述轴线的位置上，并被配置为比所述第二底刃的前端更靠径向的外侧。

本发明的球头立铣刀具备作为绕轴线的旋转轨迹形成半球状的多个底刃的第一底刃、第二底刃及第三底刃。第一底刃、第二底刃及第三底刃的朝向径向的内侧的刃长依次缩短。即，在第一底刃～第三底刃中，第一底刃的刃长最长，第三底刃的刃长最短。

通过使第一底刃的刃长最长且使第三底刃的刃长最短，从而能够在立铣刀前端面的中心部分附近(轴线附近)形成中心槽，并且能够提高排屑性。另外，由于各底刃的切削量不同，因此有能够抑制切削中的颤振的倾向。

而且，在这些底刃中，以在立铣刀旋转方向上与各底刃相邻的方式分别配置有中心槽。中心槽的朝向径向内侧的中心槽长度与该中心槽所相邻的底刃的刃长对应。因此，第一底刃的中心槽、第二底刃的中心槽及第三底刃的中心槽的中心槽长度依次缩短。即，在第一底刃～第三底刃的各中心槽中，第一底刃的中心槽的长度最长，第三底刃的中心槽的长度最短。

此外，由于底刃的刃长越长则每一次进刀量(单位进刀量)的切削量越增加，因此难以确保排屑性。即，中心槽长度越长，则越难以确保排屑性。

因此，本发明采用了如下的特殊结构：即，第二底刃的中心槽的深度比第三底刃的中心槽的深度深，并且第一底刃的中心槽的深度比第二底刃的中心槽的深度深。

即，第三底刃的中心槽、第二底刃的中心槽及第一底刃的中心槽依次加深。因此，第一底刃～第三底刃的刃长越长则中心槽的容积(截面积)越大。换言之，越为切削量多的底刃则越能够将中心槽容积确保为较大。因此，能够稳定地提高排屑性。

此外，“中心槽的深度”是指底刃绕轴线旋转而得到的半球状的旋转轨迹(假想半球面)与中心槽底面中的离所述旋转轨迹的距离最远的部分(中心槽最深部分)之间的所述距离。

更详细而言，底刃沿在轴线上具有中心点的假想半球面延伸。并且，对于所述假想半球面，中心槽底面中的以所述中心点为中心的放射方向的位于最内侧的部分与所述假想半球面之间的沿所述放射方向的距离为“中心槽的深度”。

综上，根据本发明的球头立铣刀，能够稳定地提高中心槽的排屑性，并且能够防止切屑堵塞而提高加工面精度。

此外，由于从与外周刃的连接部分朝向径向内侧延伸的第一底刃的刃长方向的前端配置在越过轴线的位置上，因此在立铣刀主体的轴线方向的最前端位置(即，轴线上)，也能够通过第一底刃对工件实施切削加工。因此，提高加工面精度的同时，容易应对各种切削加工的种类或形态。

(2)在上述球头立铣刀中，优选所述第一底刃、所述第二底刃及所述第三底刃的组以所述轴线为中心180°旋转对称地设置有两组。

在该情况下，成为底刃为六刃的球头立铣刀，能够提高切削加工效率。并且，在这种多刃的球头立铣刀的情况下，根据本发明，也能够稳定地确保排屑性。

(3)在上述球头立铣刀中，优选所述第一底刃的中心槽、所述第二底刃的中心槽及所述第三底刃的中心槽相互完全连通。

在该情况下，由于第一底刃～第三底刃的各中心槽相互完全连通，因此能够使稳定地提高排屑性这种上述效果更加显著。

(4)在上述球头立铣刀中，优选多个所述外周刃绕所述轴线相互以等间距配置。

在该情况下，由于多个外周刃以等间距配置，因此在制造球头立铣刀时，容易成型这些外周刃，并且能够提高制造简便性。

(5)在上述球头立铣刀中，优选所述底刃沿在所述轴线上具有中心点的假想半球面延伸，在包含所述底刃上的规定点及所述轴线的基准面内，将经过所述中心点和所述规定点的假想直线相对于所述轴线倾斜的角度定义为放射角度时，在规定的所述放射角度下，所述第一底刃、所述第二底刃及所述第三底刃绕所述轴线的各旋转轨迹之中，以所述中心点为中心的放射方向的位于最外侧的旋转轨迹与位于最内侧的旋转轨迹之间的沿所述放射方向的距离为5μm以下。

在该情况下，通过将规定的放射角度下的底刃的振摆控制为5μm以下，从而即便单刃进给量减小，各底刃也能够分别发挥同样的作用，能够实现优异的加工面精度。

(6)在上述球头立铣刀中，优选规定的所述放射角度为40°～50°。

由于规定的放射角度在40°～50°的范围内的底刃有使用频率特别高的倾向，因此能够通过在该范围内控制各底刃的振摆而进一步提高加工面精度。

根据本发明的球头立铣刀，能够稳定地提高中心槽的排屑性，并且能够提高加工面精度。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的球头立铣刀的主要部分(刃部)的立体图。

图2是图1的球头立铣刀的侧视图(平面图)。

图3是图1的球头立铣刀的主视图。

图4是用于说明图1的球头立铣刀的中心槽深度及放射角度的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一实施方式的球头立铣刀1进行说明。

本实施方式的球头立铣刀1为对由金属材料等形成的工件实施如精加工或半精加工等的切削加工(旋转切削加工)的切削工具(旋转切削工具)。

如图1～图3所示，本实施方式的球头立铣刀1形成为轴状，具有例如由硬质合金或高速工具钢等形成的立铣刀主体2。

立铣刀主体2形成为大致圆柱状。在立铣刀主体2的沿轴线O方向的至少前端部形成有刃部3a。立铣刀主体2中的除刃部3a以外的部位为刀柄部3b。

对于球头立铣刀1来说，立铣刀主体2中的圆柱状的刀柄部3b安装在加工中心等的机床的主轴上，球头立铣刀1通过该主轴而沿绕轴线O的立铣刀旋转方向T旋转。球头立铣刀1在进行上述旋转的同时被赋予朝向轴线O方向的切入及与轴线O正交的径向的进给，从而球头立铣刀1切入工件，并且对工件进行切削加工。

球头立铣刀1对工件实施如曲面加工、型腔加工、深挖加工、圆弧加工(凸圆弧或凹圆弧)、倒角加工或孔加工等各种加工。

具体而言，本实施方式的球头立铣刀1能够装卸地安装在例如4～6轴的多轴控制加工中心等的机床的主轴上，该球头立铣刀1用于工件的切削。

在利用球头立铣刀1对工件进行切削加工时，朝向该球头立铣刀1的刃部3a及工件的切削面(被加工部)例如供给冷却剂。作为冷却剂，例如可使用油性或水溶性切削液剂或压缩空气等。冷却剂也可以从机床的主轴经由立铣刀主体2的内部供给到刃部3a及加工面，或者还可以从立铣刀主体2的外部供给到刃部3a及加工面。

在本实施方式中，将立铣刀主体2的沿轴线O的方向(即，轴线O所延伸的方向)称为轴线O方向。另外，在轴线O方向中，将从刀柄部3b朝向刃部3a的方向称为前端侧，将从刃部3a朝向刀柄部3b的方向称为基端侧。

另外，将与轴线O正交的方向称为径向。在径向中，将靠近轴线O的方向称为径向内侧，将远离轴线O的方向称为径向外侧。

另外，将绕轴线O旋转的方向称为圆周方向。在圆周方向中，将切削时立铣刀主体2通过机床的主轴而旋转的方向称为立铣刀旋转方向T，将与该立铣刀旋转方向T相反的旋转方向称为立铣刀旋转方向T的相反侧(即，立铣刀旋转反方向)。

在本实施方式中，立铣刀主体2的刃部3a的芯厚为刃部3a的外径(刃径)的60％以上，优选为65％以上。另外，相对于刃径，刃部3a的沿轴线O方向的长度(刃长)为1.5倍以下，优选为1.0倍以下。

在刃部3a的外周，沿圆周方向相互隔开间隔而形成有多个排屑槽4。在本实施方式中，这些排屑槽4相互沿圆周方向隔开等间隔配置。另外，在本实施方式的例子中，在刃部3a的外周形成有六个排屑槽4。

排屑槽4随着从立铣刀主体2的轴线O方向的前端侧朝向基端侧而向圆周方向延伸。在本实施方式中，排屑槽4在立铣刀主体2的前端面(即，刃部3a中的朝向轴线O方向的前端侧的凸半球面)上开口，该排屑槽4随着从该前端面朝向立铣刀主体2的基端侧而逐渐向立铣刀旋转方向T的相反侧扭曲，并且以螺旋状延伸。

排屑槽4在刃部3a的基端侧的端部切至立铣刀主体2的外周。换言之，在立铣刀主体2中，沿轴线O方向的形成有排屑槽4的区域为刃部3a。

各排屑槽4具有朝向立铣刀旋转方向T的壁面。该壁面中的与切削刃相邻的部分为前刀面。

具体而言，在切削刃的前刀面中，与该切削刃的后述的外周刃5及底刃9相邻的部分分别为外周刃5的前刀面11及底刃9的前刀面12。底刃9的前刀面12形成在排屑槽4的中心槽7上。

在排屑槽4的轴线O方向的前端部形成有槽状的中心槽7。

如图3所示，在从轴线O方向的前端朝向基端侧观察立铣刀主体2的正面观察中，中心槽7沿径向延伸。中心槽7的径向内侧的端部配置在轴线O附近，并且随着从该径向内侧的端部朝向径向外侧而逐渐向轴线O方向的基端侧延伸。

中心槽7的数量与排屑槽4的数量对应，在本实施方式的例子中形成有六个中心槽7。这些中心槽7根据后述的底刃9的种类(即，第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C)而包括多种中心槽7A～7C。关于这些中心槽7A～7C的详细内容将在后面描述。

如图1～图3所示，在刃部3a沿圆周方向相互隔开间隔而形成有多个切削刃。这些切削刃分别具有外周刃5及底刃9。由于外周刃5和底刃9相互连接，因此切削刃整体形成为大致J字状。

切削刃的数量与排屑槽4的数量对应，在本实施方式的例子中设置有六个(六组)切削刃。即，本实施方式的球头立铣刀1为六刃球头立铣刀。

切削刃中的底刃(即，前端刃或球头刃)9形成在位于排屑槽4的前端部的中心槽7的朝向立铣刀旋转方向T的壁面与立铣刀主体2的前端面之间的交叉棱线上。

底刃9沿中心槽7的所述壁面的前端外周缘延伸，并且形成为朝向立铣刀主体2的前端外周侧凸出的圆弧状。底刃9随着从其前端(径向内端)朝向径向外侧而朝向立铣刀主体2的基端侧，并且朝向立铣刀旋转方向T的相反侧延伸。

底刃9形成在前刀面12与前端后刀面8之间的交叉棱线上，该前刀面12在中心槽7的朝向立铣刀旋转方向T的壁面中位于前端外周侧的端部，该前端后刀面8在刃部3a的前端面中在立铣刀旋转方向T的相反侧与该中心槽7相邻。

对于刃部3a的前端面来说，在沿圆周方向相邻的中心槽7(排屑槽4)彼此之间分别形成有前端后刀面8。前端后刀面8随着从底刃9朝向立铣刀旋转方向T的相反侧而向基端内周侧倾斜。由此，对底刃9赋予后角。在本实施方式中，底刃9的后角为5°～15°。

多个(在本实施方式的例子中为六个)底刃9在立铣刀主体2的轴线O方向的前端部绕轴线O相互隔开间隔配置，并且分别形成为凸圆弧状。此外，多个底刃9被形成为绕轴线O的旋转轨迹形成(描绘)在轴线O上具有中心的半球状。

多个底刃9包括刃长互不相同的多种底刃，具体而言，包括第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C这三种底刃。

在这些底刃9A～9C中，第一底刃9A的朝向径向内侧的刃长在多个底刃9中最长。

在图3所示的立铣刀主体2的正面观察中，第一底刃9A从与外周刃5的连接部分(即，第一底刃9A的径向外侧的边缘)朝向径向内侧延伸，并且该第一底刃9A的刃长方向的前端21配置在越过轴线O的位置上。

即，第一底刃9A的朝向径向内侧延伸的刃长方向的前端21到达轴线O，并且越过轴线O延伸至该轴线O的前端。另外，在本实施方式中，第一底刃9A不会经过轴线O的正上方。

第二底刃9B在立铣刀旋转方向T上与第一底刃9A相邻，第二底刃9B的朝向径向内侧的刃长比第一底刃9A的朝向径向内侧的刃长更短。

在图3所示的立铣刀主体2的正面观察中，第二底刃9B从与外周刃5的连接部分(即，第二底刃9B的径向外侧的边缘)朝向径向内侧延伸，并且该第二底刃9B的刃长方向的前端22配置在不越过轴线O的位置上。

即，第二底刃9B的朝向径向内侧延伸的刃长方向的前端22未到达轴线O。

第三底刃9C在立铣刀旋转方向T上与第二底刃9B相邻，第三底刃9C的朝向径向内侧的刃长比第二底刃9B的朝向径向内侧的刃长更短。

在图3所示的立铣刀主体2的正面观察中，第三底刃9C从与外周刃5的连接部分(即，第三底刃9C的径向外侧的边缘)朝向径向内侧延伸，并且该第三底刃9C的刃长方向的前端23配置在不越过轴线O的位置上。

即，第三底刃9C的朝向径向内侧延伸的刃长方向的前端23未到达轴线O。另外，第三底刃9C的前端23被配置为比第二底刃9B的前端22更靠径向外侧(即，离轴线O的距离远)。

第二底刃9B的前端22优选设置在离轴线O的直线距离为工具直径d的0.05d～0.15d的范围内。此外，工具直径d是指刃部3a的外径(刃径)。在所述直线距离小于0.05d的情况下，难以形成第一底刃9A的中心槽7A。另外，在所述直线距离大于0.15d的情况下，切削性能下降。

第三底刃9C的前端23优选设置在离轴线O的直线距离为工具直径d的0.15d～0.3d的范围内。在所述直线距离小于0.15d的情况下，因第三底刃9C与第二底刃9B的刃长之差过小而容易发生颤振。另外，在所述直线距离大于0.3d的情况下，切削性能下降。

在本实施方式中，第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C的组以轴线O为中心180°旋转对称地设置有两组。

图4是包含轴线O的球头立铣刀1的纵剖面图，简化表示刃部3a。在图4中，底刃9沿在轴线O上具有中心点C的假想半球面RL延伸。

在此，将包含底刃9上的规定点A及轴线O的假想平面定义为基准面Pr。基准面Pr为与立铣刀旋转方向T(即，主运动方向)垂直的面。另外，在基准面Pr内，将经过中心点C和规定点A的假想直线VL相对于轴线O倾斜的角度定义为放射角度θ。因此，当规定点A配置在轴线O上时放射角度θ为0°，当规定点A与中心点C配置在轴线O方向的同一位置上时放射角度θ为90°。

在本实施方式中，在规定的放射角度θ下，第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C绕轴线O的各旋转轨迹之中，以中心点C为中心的放射方向(图4中的假想直线VL所延长的方向)的位于最外侧的旋转轨迹(未图示)与位于最内侧的旋转轨迹(未图示)之间的沿放射方向的距离为5μm以下。优选所述距离为3μm以下。即，规定的放射角度θ下的底刃9的R精度的最大值与最小值之差为5μm以下，优选为3μm以下。

此外，所述规定的放射角度θ优选为40°～50°。

此外，图4所示的假想半球面RL表示通过包含第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C在内的底刃9整体绕轴线O旋转而形成(描绘)的半球状的旋转轨迹。因此，假想半球面RL包含第一底刃9A绕轴线O的旋转轨迹、第二底刃9B绕轴线O的旋转轨迹及第三底刃9C绕轴线O的旋转轨迹，将这些各旋转轨迹平均化后的旋转轨迹表示为假想半球面RL。

实际上，第一底刃9A绕轴线O的旋转轨迹、第二底刃9B绕轴线O的旋转轨迹及第三底刃9C绕轴线O的旋转轨迹如上述那样在以中心点C为中心的放射方向上稍微偏移。上述说明为与该偏移有关的说明。

另外，虽然没有特别图示，但在与基准面Pr垂直且包含假想直线VL的假想平面内，将底刃9的前刀面12相对于基准面Pr倾斜的角度的实际前角定义为放射方向前角。

在本实施方式中，底刃9的放射方向前角为0°～5°。另外，底刃9的放射方向前角随着从底刃9的前端(放射角度θ＝0°附近)朝向与外周刃5连接的径向的外缘(放射角度θ＝90°附近)而变大。

在图3中，在立铣刀主体2的前端部，以在立铣刀旋转方向T上与多个底刃9相邻的方式配置有各个中心槽7。多个中心槽7包含长度(槽长)互不相同的多种中心槽。具体而言，多个中心槽7包括第一底刃9A的中心槽7A、第二底刃9B的中心槽7B及第三底刃9C的中心槽7C这三种中心槽。

在本实施方式中，第一底刃9A的中心槽7A、第二底刃9B的中心槽7B及第三底刃9C的中心槽7C的组以轴线O为中心180°旋转对称地设置有两组。

在图3所示的立铣刀主体2的正面观察中，第二底刃9B的中心槽7B的长度比第一底刃9A的中心槽7A的长度短，第三底刃9C的中心槽7C的长度比第二底刃9B的中心槽7B的长度短。

另外，第一底刃9A的中心槽7A、第二底刃9B的中心槽7B及第三底刃9C的中心槽7C相互完全连通。

在本实施方式的例子中，第一底刃9A的中心槽7A的前端与第三底刃9C的中心槽7C的前端相互连接。另外，在第一底刃9A的中心槽7A中的朝向立铣刀主体2的基端侧远离与第三底刃9C的中心槽7C连接的前端的部分，连接有第二底刃9B的中心槽7B。

即，中心槽7B、7C与中心槽7A连通，中心槽7B、7C彼此也通过中心槽7A连通。

在此，图4是为了容易进行中心槽7A～7C彼此的比较而将这些中心槽7A～7C表示在同一假想平面(包含轴线O的立铣刀主体2的纵剖面)上的示意图。

如图4所示，第二底刃9B的中心槽7B的深度比第三底刃9C的中心槽7C的深度深，第一底刃9A的中心槽7A的深度比第二底刃9B的中心槽7B的深度深。

此外，“中心槽7的深度”是指底刃9绕轴线O旋转而得到的半球状的旋转轨迹(假想半球面RL)与中心槽7的底面中的离所述旋转轨迹(假想半球面RL)的距离最远的部分(中心槽7的最深部分)之间的所述距离。

即，对于假想半球面RL，中心槽7的底面中的以中心点C为中心的放射方向的位于最内侧的部分与假想半球面RL之间的沿放射方向的距离为“中心槽7的深度”。

具体而言，图4中的用附图标记RL表示的是底刃9绕轴线O旋转而得到的半球状的旋转轨迹(假想半球面)，用附图标记D表示的距离是从底刃9的旋转轨迹(假想半球面RL)至中心槽7的最深部分的中心槽深度(在图示的例子中为中心槽7A的深度)。

如图1及图2所示，切削刃中的外周刃5在排屑槽4的除中心槽7以外的部分(位于比中心槽7更靠立铣刀主体2的基端侧的部分)中形成在朝向立铣刀旋转方向T的壁面与立铣刀主体2的外周面之间的交叉棱线上。

外周刃5与底刃9的径向外侧的边缘(该边缘也是底刃9的基端侧的边缘)连接，并且从所述边缘朝向轴线O方向的基端侧(即，立铣刀主体2的基端侧)延伸。具体而言，外周刃5随着从与底刃9连接的该外周刃5的前端朝向基端侧而向立铣刀旋转方向T的相反侧延伸。

在本实施方式中，外周刃5的螺旋角为15°～30°。

外周刃5形成在前刀面11与外周后刀面6之间的交叉棱线上，该前刀面11在排屑槽4的除中心槽7以外的部分中位于朝向立铣刀旋转方向T的壁面中的径向外侧的端部，该外周后刀面6在刃部3a的外周面中在立铣刀旋转方向T的相反侧与该排屑槽4相邻。在本实施方式中，外周刃5的前角为-10°～0°。

在刃部3a的外周面中，在沿圆周方向相邻的排屑槽4彼此之间分别形成有外周后刀面6。

外周后刀面6随着从外周刃5朝向立铣刀旋转方向T的相反侧而向径向内侧倾斜。由此，对外周刃5赋予后角。在本实施方式中，外周刃5的后角为5°～15°。

多个(在本实施方式的例子中为六个)外周刃5绕轴线O相互隔开间隔而配置在立铣刀主体2的外周上，并且相互大致平行地延伸。各外周刃5与圆周方向位置相对应的各底刃9的径向外侧的边缘分别连接。在本实施方式中，多个外周刃5绕轴线O相互以等间距配置。多个外周刃5绕轴线O旋转而得到的旋转轨迹为以轴线O为中心的圆柱状。

(球头立铣刀的作用效果)

以上说明的本实施方式的球头立铣刀1具备作为绕轴线O的旋转轨迹形成半球状的多个底刃9的第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C。

第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C的朝向径向内侧的刃长依次缩短。即，在第一底刃～第三底刃9A～9C中，第一底刃9A的刃长最长，第三底刃9C的刃长最短。通过使第一底刃9A的刃长最长且使第三底刃9C的刃长最短，从而能够在立铣刀前端面的中心部附近(轴线O附近)形成中心槽7，并且能够提高排屑性。另外，由于各底刃9A～9C的切削量不同，因此有能够抑制切削中的颤振的倾向。

另外，在这些底刃9A～9C中，以在立铣刀旋转方向T上与各底刃9A～9C相邻的方式分别配置有中心槽7A～7C。

中心槽7A～7C的朝向径向内侧的中心槽长度与该中心槽7A～7C所相邻的底刃9A～9C的刃长对应。因此，第一底刃9A的中心槽7A、第二底刃9B的中心槽7B及第三底刃9C的中心槽7C的中心槽长度依次缩短。即，在第一底刃～第三底刃9A～9C的各中心槽7A～7C中，第一底刃9A的中心槽7A的长度最长，第三底刃9C的中心槽7C的长度最短。

此外，由于底刃9的刃长越长则每一次进刀量(单位进刀量)的切削量越增加，因此难以确保排屑性。即，中心槽7的长度越长，则越难以确保排屑性。

因此，本实施方式采用如下的特殊结构：即，第二底刃9B的中心槽7B的深度比第三底刃9C的中心槽7C的深度深，并且第一底刃9A的中心槽7A的深度比第二底刃9B的中心槽7B的深度深。

即，第三底刃9C的中心槽7C、第二底刃9B的中心槽7B及第一底刃9A的中心槽7A依次加深。因此，第一底刃～第三底刃9A～9C的刃长越长则中心槽7的容积(截面积)越大。换言之，越为切削量多的底刃9则越能够将中心槽容积确保为较大。因此，能够稳定地提高排屑性。

综上，根据本实施方式的球头立铣刀1，能够稳定地提高中心槽7的排屑性，并且能够防止切屑堵塞而提高加工面精度。

另外，在本实施方式中，由于第一底刃、第二底刃9B及第三底刃9C的组以轴线O为中心180°旋转对称地设置有两组，因此能够取得下述作用效果。

即，在该情况下，成为底刃9为六刃的球头立铣刀1，能够提高切削加工效率。并且，在这种多刃球头立铣刀1的情况下，根据本发明，也能够稳定地确保排屑性。

另外，在本实施方式中，由于第一底刃9A的中心槽7A、第二底刃9B的中心槽7B及第三底刃9C的中心槽7C相互完全连通，由此能够使稳定地提高排屑性这种上述效果更加显著。

另外，在本实施方式中，在图3所示的立铣刀主体2的正面观察中，第一底刃9A从与外周刃5的连接部分(即，第一底刃9A的径向外侧的边缘)朝向径向内侧延伸，并且该第一底刃9A的刃长方向的前端21配置在越过所述轴线的位置上。由此，在立铣刀主体2的轴线O方向的最前端位置(即，轴线O上)，也能够通过第一底刃9A对工件实施切削加工。因此，提高加工面精度的同时，容易应对各种切削加工的种类或形态。

另外，在本实施方式中，在立铣刀主体2的外周，沿圆周方向相互隔开间隔而形成的多个外周刃5绕轴线O相互以等间距配置。因此，在制造球头立铣刀1时，容易成型这些外周刃5，并且能够提高制造简便性。

另外，在本实施方式中，在规定的放射角度θ下，第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C绕轴线O的各旋转轨迹之中，以中心点C为中心的放射方向的位于最外侧的旋转轨迹与位于最内侧的旋转轨迹之间的沿放射方向的距离(即，R精度的最大值与最小值之差)为5μm以下，优选为3μm以下。

如果底刃9A～9C的振摆精度不充分，则在单刃进给量减小的情况下，各底刃9A～9C无法充分发挥作用，有加工面精度下降的倾向。

因此，为了实现更优异的加工面精度，优选将规定的放射角度θ下的各底刃9A～9C的R精度的最大值与最小值之差(即，底刃9A～9C的振摆)设为5μm以下。通过将底刃9A～9C的振摆控制为5μm以下，从而即便单刃进给量减小，各底刃9A～9C也能够分别发挥同样的作用，能够实现优异的加工面精度。

为了使上述效果格外显著，优选将规定的放射角度θ下的底刃9A～9C的R精度的最大值与最小值之差(即，底刃9A～9C的振摆)设为3μm以下。通过将底刃9A～9C的振摆设为3μm以下，从而即便单刃进给量下降，也由于各底刃9A～9C发挥作用，因此能够防止进给速度过快。

能够由理论凹槽高度计算而简便地求出单刃进给量与为各底刃9A～9C发挥作用的振摆之间的关系。

例如，在球头半径为4mm的球头立铣刀中，如果当单刃进给量为0.25mm/t(刃)时，底刃的振摆未在8.0μm以下，则各底刃不发挥作用。

因此，如本实施方式，在将底刃9的振摆设为5.0μm以下时，即便将单刃进给量设为0.2mm/t，也能够使各底刃9A～9C发挥作用，从而能够降低单刃进给量。由于通过降低单刃进给量而降低切削阻力，因此能够实现更高精度的加工。

此外，在底刃9的振摆为4.0μm以下时，单刃进给量为0.17mm/t以上，能够使各底刃9A～9C发挥作用，因此优选。此外，在底刃9的振摆为3.0μm以下时，单刃进给量为0.15mm/t以上，能够使各底刃9A～9C发挥作用，因此优选。

通常，在如六刃的多刃球头立铣刀中，由于在制造时发生砂轮干涉，因此难以进一步抑制各底刃的振摆。

如本实施方式，为了以六刃球头立铣刀的底刃9的振摆为5μm以下且进一步为4μm以下或3μm以下的方式实现量产基准，并抑制制造时的砂轮干扰，按第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C的顺序缩短底刃9A～9C的长度，并且将这些底刃以轴线O为中心对称设置成的刃型是有效的。

此外，由于在刃部3a的前端附近未形成第二底刃9B及第三底刃9C，因此难以准确测量各底刃9A～9C的R精度。

因此，如本实施方式所说明的那样，优选将规定的放射角度θ设定为40°～50°。即，在从刃部3a的前端相对于轴线O呈40°～50°的位置上测量底刃9A～9C的R精度即可。由于该范围的底刃9A～9C处于使用频率特别高的倾向，因此能够通过抑制各底刃9A～9C的振摆而进一步提高加工面精度。

另外，在本实施方式中，底刃9的放射方向前角为0°～5°。

如果底刃9的放射方向前角小于0°，则由于因锋利度变差且切削阻力增加而发生弯曲，因此影响高精度加工。另外，如果底刃9的放射方向前角大于5°，则底刃9的楔角变小且刀尖强度降低。

在本实施方式中，由于将底刃9的放射方向前角设为0°～5°，因此难以发生上述不良情况。

另外，在本实施方式中，底刃9的放射方向前角随着从底刃9的前端(放射角度＝0°附近)朝向径向外缘(放射角度＝90°附近)而变大。通过设为这样的底刃9，从而能够提高该底刃9的前端部的刚性，并且在该底刃9与容屑槽(排屑槽4)变大的外周刃5的连接部分附近，能够提高锋利度并提高切削效率。

另外，在本实施方式中，底刃9的后角为5°～15°。

如果底刃9的后角小于5°，则工件的加工面容易与前端后刀面8发生摩擦，并且在它们之间咬入切屑等，从而容易发生崩刀或缺损。另外，如果底刃9的后角大于15°，则因底刃9的楔角变小而刀尖强度下降。

在本实施方式中，由于将底刃9的后角设为5°～15°，因此难以发生上述不良情况。

另外，在本实施方式中，外周刃5的前角为-10°～0°。

如果外周刃5的前角小于-10°，则在底刃9的前刀面12与外周刃5的前刀面11的连接部分容易产生台阶，切屑流动性变差，从而容易发生切屑堵塞等不良情况。另外，如果外周刃5的前角大于0°，则外周的刃槽(制造立铣刀之际成型排屑槽4时附加的槽条)与底刃9的前刀面12干涉，并且影响底刃9的刚性而容易发生崩刀。

在本实施方式中，由于将外周刃5的前角设为-10°～0°，因此难以发生上述不良情况。

另外，在本实施方式中，外周刃5的后角为5°～15°。

如果外周刃5的后角小于5°，则在立壁加工时，工件的加工面容易与外周后刀面6发生摩擦，并且在它们之间咬入切屑等，从而容易发生崩刀或缺损。另外，如果外周刃5的后角大于15°，则外周刃5的楔角变小而刀尖强度降低，容易发生崩刀或缺损，并且在制造时，由于砂轮容易与相邻的外周刃5的刀尖干涉，因此难以制造立铣刀。

在本实施方式中，由于将外周刃5的后角设为5°～15°，因此难以发生上述不良情况。

另外，在本实施方式中，外周刃5的螺旋角为15°～30°。

在外周刃5的螺旋角小于15°或大于30°时，在底刃9与外周刃5的连接部分容易产生台阶，从而在工件的加工面上容易产生条痕(切削痕迹)。

在本实施方式中，由于将外周刃5的螺旋角设为15°～30°，因此难以发生上述不良情况。

另外，在本实施方式中，立铣刀主体2的刃部3a的芯厚为刃部3a的外径(刃径)的60％以上，优选为65％以上。另外，相对于刃径，刃部3a的沿轴线O方向的长度(刃长)为1.5倍以下，优选为1.0倍以下。

为了进一步提高利用球头立铣刀1进行的加工面精度，优选进一步提高工具的刚性。为了提高工具的刚性，将芯厚设为60％以上是有效的，更优选将芯厚设为65％以上。另外，相对于刃径，刃部3a的刃长为1.5倍以下是有效的，更优选设为1.0倍以下。

在以高速进给使用本实施方式的球头立铣刀1的情况下，也能够获得无裂痕的优异的加工面。另外，优选在五轴加工中使用该球头立铣刀1。另外，优选在进给速度为10000mm/分钟以上时使用本实施方式的球头立铣刀1，更优选在进给速度为15000mm/分钟以上时使用本实施方式的球头立铣刀1。

另外，本发明并不限定于前述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可实施各种变更。

例如，在前述的实施方式中，多个外周刃5绕轴线O相互以等间距(隔开相等间隔)配置在立铣刀主体2的外周，但并不限定于此。即，多个外周刃5也可以绕轴线O相互以非等间距(隔开非等间距)配置在立铣刀主体2的外周。在以非等间距配置有多个外周刃5时，能够抑制使用该外周刃5进行切削时的共振(颤振等)。

另外，在前述的实施方式中，对在立铣刀主体2的刃部3a上设置有六个(六组)切削刃的六刃球头立铣刀1进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以是在立铣刀主体2的刃部3a上设置有三个(三组)切削刃的三刃球头立铣刀1。在该情况下，作为三个底刃9，第一底刃9A、第二底刃9B及第三底刃9C的组设置有一组。

此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，也可以组合前述的实施方式、变形例及在附言(なお書き)等中说明的各结构(结构要素)，并且可以进行结构的附加、省略、置换和其他变更。另外，本发明并非由前述的实施方式限定，而是仅由权利要求书限定。

产业上的可利用性

本发明的球头立铣刀能够稳定地提高中心槽的排屑性，并且能够提高加工面精度。因此，具有产业上的可利用性。

附图标记说明

1 球头立铣刀

2 立铣刀主体

5 外周刃

7 中心槽

7A 第一底刃的中心槽

7B 第二底刃的中心槽

7C 第三底刃的中心槽

9 底刃(前端刃、球头刃)

9A 第一底刃

9B 第二底刃

9C 第三底刃

21 第一底刃的刃长方向的前端

A 底刃上的规定点

C 中心点

D 中心槽的深度

O 轴线

Pr 基准面

RL 假想半球面(底刃的旋转轨迹)

T 立铣刀旋转方向

VL 假想直线

θ 放射角度

Claims

1.一种球头立铣刀，具备：

形成为轴状的立铣刀主体；

多个凸圆弧状的底刃，绕轴线相互隔开间隔而配置在所述立铣刀主体的前端部，该底刃绕所述轴线的旋转轨迹形成在所述轴线上具有中心的半球状；和

多个中心槽，在绕所述轴线的立铣刀旋转方向上与多个所述底刃分别相邻配置，

多个所述底刃包括：

第一底刃，所述第一底刃的朝向与所述轴线正交的径向的内侧的刃长在多个所述底刃中最长；

第二底刃，在所述立铣刀旋转方向上与所述第一底刃相邻，所述第二底刃与所述第一底刃相比朝向所述径向的内侧的刃长短；和

第三底刃，在所述立铣刀旋转方向上与所述第二底刃相邻，所述第三底刃与所述第二底刃相比朝向所述径向的内侧的刃长短，

所述第二底刃的中心槽的深度比所述第三底刃的中心槽的深度深，

所述第一底刃的中心槽的深度比所述第二底刃的中心槽的深度深，

在所述立铣刀主体的外周具备多个外周刃，多个所述外周刃绕所述轴线相互隔开间隔而配置，分别与所述底刃的所述径向的外侧的边缘连接，并且从所述边缘朝向所述立铣刀主体的基端侧延伸，

在所述立铣刀主体的正面观察中，所述第一底刃从与所述外周刃的连接部分朝向所述径向的内侧延伸，并且该第一底刃的刃长方向的前端配置在越过所述轴线的位置上，

在所述立铣刀主体的正面观察中，所述第二底刃从与所述外周刃的连接部分朝向所述径向的内侧延伸，并且该第二底刃的刃长方向的前端配置在不越过所述轴线的位置上，

在所述立铣刀主体的正面观察中，所述第三底刃从与所述外周刃的连接部分朝向所述径向的内侧延伸，并且该第三底刃的刃长方向的前端配置在不越过所述轴线的位置上，并被配置为比所述第二底刃的前端更靠径向的外侧，

通过使所述第二底刃的中心槽及所述第三底刃的中心槽与所述第一底刃的中心槽连通，并且使所述第二底刃的中心槽及所述第三底刃的中心槽彼此经由第一底刃的中心槽连通，从而所述第一底刃的中心槽、所述第二底刃的中心槽及所述第三底刃的中心槽相互完全连通。

2.根据权利要求1所述的球头立铣刀，

所述第一底刃、所述第二底刃及所述第三底刃的组以所述轴线为中心180°旋转对称地设置有两组。

3.根据权利要求1或2所述的球头立铣刀，

多个所述外周刃绕所述轴线相互以等间距配置。

4.根据权利要求1或2所述的球头立铣刀，

所述底刃沿在所述轴线上具有中心点的假想半球面延伸，

在包含所述底刃上的规定点及所述轴线的基准面内，将经过所述中心点和所述规定点的假想直线相对于所述轴线倾斜的角度定义为放射角度时，

在规定的所述放射角度下，所述第一底刃、所述第二底刃及所述第三底刃绕所述轴线的各旋转轨迹之中，以所述中心点为中心的放射方向的位于最外侧的旋转轨迹与位于最内侧的旋转轨迹之间的沿所述放射方向的距离为5μm以下。

5.根据权利要求4所述的球头立铣刀，

规定的所述放射角度为40°～50°。