CN1972773A - 球头立铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够通过抑制振动而提高进给速度或增大切入深度，从而相应地提高切削效率的球头立铣刀。球头立铣刀(1)在球头切削刃(6a～6c)上具有第1刃部(6a1～6c1)、第2刃部(6a2～6c2)和第3刃部(6a3～6c3)，第1曲率半径(R1)、第2曲率半径(R2)和第3曲率半径(R3)分别为不同的曲率半径，因此，从被切削件(20)承受的、作用于球头立铣刀(1)的径向上的切削阻力(切削转矩)的方向，在第1刃部(6a1～6c1)、第2刃部(6a2～6c2)和第3刃部(6a3～6c3)不同，从而能够抑制球头立铣刀(1)的振动。其结果，可提高进给速度或增加切入深度从而相应地提高切削效率。

Description

球头立铣刀
技术领域
本发明涉及一种球头立铣刀，特别是涉及通过抑制振动而可提高进给速度或增大切入深度，从而可相应地提高切削效率的球头立铣刀。
背景技术
在模具等的切削加工中，多使用在轴线方向末端设置有球头切削刃的球头立铣刀。以往，在该球头立铣刀中，为了改善切削性，一般如下构成，即，球头切削刃形成为向球头立铣刀的旋转方向凸出的圆弧状，其曲率半径从球头切削刃的内周部到外周部恒定(例如参照专利文献1)。
专利文献1：实公平4-51928号公报
而近年来，在模具等的切削加工方面，要求缩短切削作业的时间。为了缩短切削作业的时间，即，为了提高切削效率，需要提高进给速度或增大切入深度。
但是，在以往的球头立铣刀中，由于构成为曲率半径从球头切削刃的内周部到外周部恒定，所以从被切削件承受的切削阻力(切削转矩)的方向相对于球头立铣刀的径向集中到恒定的方向，其结果，存在球头立铣刀振动的问题。所以不能提高进给速度或增大切入深度，不能提高切削效率。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的，目的在于提供一种能够通过抑制振动而提高进给速度或增大切入深度，从而相应地提高切削效率的球头立铣刀。
为实现上述目的，技术方案1所述的球头立铣刀，具有以轴线为旋转轴旋转的圆柱状的刀具主体、和设置在前述刀具主体的末端侧并且旋转轨迹为半球状的球头切削刃，其中，前述球头切削刃具有以前述轴线为始端形成的第1刃部、和连接在前述第1刃部的终端并以前述第1刃部的终端为始端而形成的第2刃部、以及、连接在前述第2刃部的终端并以前述第2刃部的终端为始端而形成的第3刃部；前述第1刃部构成为，从前述轴线方向的末端观察，形成为向前述刀具主体的旋转方向凸出的、具有第1曲率半径的圆弧状，前述第1曲率半径相对于外径D在0.025D以上0.10D以下的范围；前述第2刃部构成为，从前述轴线方向的末端观察，形成为向前述刀具主体的旋转方向凸出的、具有第2曲率半径的圆弧状或者直线状，在前述第2刃部形成为圆弧状的情况下，前述第2曲率半径大于前述第1曲率半径；前述第3刃部构成为，从前述轴线方向的末端观察，形成为向前述刀具主体的旋转方向凸出的、具有第3曲率半径的圆弧状，在前述第2刃部形成为具有前述第2曲率半径的圆弧状的情况下，前述第3曲率半径小于前述第2曲率半径。
技术方案2所述的球头立铣刀，在技术方案1所述的球头立铣刀中，前述第1刃部构成为，从前述轴线方向的末端观察，圆周角在60°以上120°以下的范围。
根据技术方案1所述的球头立铣刀，在球头切削刃上具有第1刃部和第2刃部，第1曲率半径、第2曲率半径和第3曲率半径构成各不相同的曲率半径(但第2刃部也可以形成为直线状)，所以具有下述效果，即，使从被切削件承受的、向球头立铣刀径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部、第2刃部和第3刃部不同，从而能抑制球头立铣刀的振动。
即，球头立铣刀所承受的来自被切削件的切削阻力(切削转矩)的方向，是顺沿于该球头立铣刀的球头切削刃的方向，即形成球头切削刃的圆弧的切线方向，所以，在如以往的球头立铣刀那样曲率半径从球头切削刃的内周部到外周部恒定的情况下，切削阻力(切削转矩)的方向在球头切削刃的内周部和外周部几乎不变，球头立铣刀易产生振动。
与之相对，在本发明的球头立铣刀中，如上所述，由于可使从被切削件承受的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部、第2刃部和第3刃部分散成各不相同的方向，所以可抑制球头立铣刀的振动。其结果，可提高进给速度或增大切入深度，相应地可提高切削效率。
另外，本发明的球头立铣刀构成为，第1曲率半径相对于外径D在0.025D以上0.10D以下的范围。在此，第1曲率半径相对于外径D小于0.025D时，在球头立铣刀的轴线附近相邻的第1刃部彼此的间隙减小，所以切屑的排出性下降。与之相对，本发明的球头立铣刀，通过设计成第1曲率半径相对于外径D为0.025D以上，确保了相邻第1刃部彼此的间隙，可提高切屑的排出性。
又，在第1曲率半径相对于外径D小于0.025D时，在球头立铣刀的轴线附近相邻的第1刃部彼此的间隙减小，研磨工序中砂轮会与相邻的第1刃部侧干涉。与之相对，本发明的球头立铣刀，通过设计成第1曲率半径相对于外径D为0.025D以上，可确保相邻的第1刃部彼此的间隙而有能够防止砂轮干涉的效果。从而在研磨工序中不需要高精度的管理，所以可降低球头立铣刀的加工成本。
又，如上所述，在发生砂轮的干涉时，会受到干涉部的形状限制(例如随着干涉部的除去将导致强度下降)。因此，如果可确保相邻的第1刃部彼此的间隙则可防止干涉，所以有可提高设计自由度的效果。
另一方面，第1曲率半径相对于外径D大于0.10D时，会如以往的球头立铣刀那样，顺沿于第1刃部的切线的方向几乎不变，所以从被切削件承受的、向球头立铣刀径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向不分散，球头立铣刀容易产生振动。与之相对，本发明的球头立铣刀，通过设计成第1曲率半径相对于外径D为0.10D以下，使顺沿于第1刃部的切线的方向变化成多个方向而分散切削阻力(切削转矩)的方向，从而有可抑制球头立铣刀振动的效果。
又，第1曲率半径相对于外径D大于0.10D时，如果设向球头立铣刀的轴线方向的切入深度为界限值0.1D(外径D的10％)，则仅第1刃部接触被切削件，不能有效发挥下述效果，即，使从被切削件承受的、向球头立铣刀径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部和第2刃部不同。与之相对，本发明的球头立铣刀，通过设第1曲率半径相对于外径D为0.10D以下，即使向球头立铣刀的轴线方向的切入深度为界限值0.1D时，由于可使第1刃部和第2刃部接触被切削件，所以也有下述效果，即，可使从被切削件承受的、向球头立铣刀径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部和第2刃部不同。从而有可抑制球头立铣刀振动的效果。
又，本发明的球头立铣刀构成为，在球头切削刃上具有第1刃部、第2刃部和第3刃部，且第1曲率半径相对于外径D在0.025D以上0.10D以下的范围，所以与以往的球头立铣刀相比，可分别以小的曲率半径构成第1曲率半径、第2曲率半径以及第3曲率半径，相应地可增加球头切削刃的长度。从而被切削件与球头切削刃接触的时间延长而可减小冲击负荷，所以具有可抑制球头立铣刀振动的效果。
并且，本发明的球头立铣刀，如上所述，可增加球头切削刃的长度，所以被切削件与球头切削刃接触的面积扩大而可提高切削性。其结果，可提高进给速度或增大切入深度，相应地有可提高切削效率的效果。
具体地说，例如利用形成为长方体(高a、宽b、进深c)的金属柱切断金属线(直径d)时，与将该金属柱的两面(形成高a和宽b的两面)相交的1条棱线按压在金属线上进行切断相比，在利用该棱线的长度(进深c)而使金属柱滑动来进行切断时，可缩短该切断所需的时间。即，通过提高切削性，可提高切削效率。
此外，本发明的球头立铣刀，第2刃部与第1刃部一样形成为向球头立铣刀的旋转方向凸出的圆弧状(第2刃部也可以形成为直线状)，并与第1刃部的终端相连，第3刃部与第1刃部同样形成为向球头立铣刀的旋转方向凸出的圆弧状，并与第2刃部的终端相连，因此，能够使切屑顺着球头切削刃顺利排出。即，能够提高切屑的排出性。
再有，本发明的球头立铣刀具有第2刃部和第3刃部，第2曲率半径和第3曲率半径为不同的曲率半径(第2刃部也可以形成为直线状)，因此，在以球头切削刃的外周部对被切削件进行切削时，所述第2刃部和第3刃部与被切削件接触，从被切削件承受的、向球头立铣刀的径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第2刃部和第3刃部不同，从而能够抑制球头立铣刀的振动。
根据技术方案2的球头立铣刀，除了技术方案1所述球头立铣刀具有的效果之外，构成为，第1刃部的圆周角在60°以上120°以下的范围。在此，圆周角小于60°时，从第1刃部的始端(球头立铣刀的轴线)到终端(与第2刃部的连接部)的长度短，不能有效发挥下述效果，即，利用第1刃部分散从被切削件承受的、向球头立铣刀径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向。与之相对，本实施方式的球头立铣刀，通过设计成圆周角为60°以上，增加了第1刃部的长度，可有效发挥第1刃部的效果，即分散切削阻力(切削转矩)的方向。
另一方面，圆周角大于120°时，如果向球头立铣刀的轴线方向的切入深度为界限值0.1D(外径D的10％)，则仅第1刃部接触被切削件，不能有效发挥下述效果，即，使从被切削件承受的、向球头立铣刀径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部和第2刃部不同。与之相对，本发明的球头立铣刀，通过设圆周角为120°以下，即使向球头立铣刀的轴线方向的切入深度为界限值0.1D时，由于可使第1刃部和第2刃部接触被切削件，所以也有下述效果，即，可使从被切削件承受的、向球头立铣刀径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部和第2刃部不同。从而可抑制球头立铣刀的振动。
附图说明
图1(a)是表示本发明一实施方式的球头立铣刀的主视图，图1(b)是图1(a)的箭头Ib方向所视的球头立铣刀的放大侧视图。
图2(a)和图2(b)是示意性表示球头立铣刀的末端部的示意图。
图3(a)和图3(b)是用于切削试验的被切削件的侧视图。
附图标记说明
1  球头立铣刀
2  刀具主体
6a～6c  球头切削刃
6a1～6c1  第1刃部
6a2～6c2  第2刃部
6a3～6c3  第3刃部
D  外径
O  轴线
P  连接部(第1刃部的终端，第2刃部的始端)
Q  连接部(第2刃部的终端，第3刃部的始端)
R1  第1曲率半径
R2  第2曲率半径
R3  第3曲率半径
θ  圆周角
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。图1(a)是表示本发明一实施方式的球头立铣刀1的主视图，图1(b)是图1(a)的箭头Ib方向所视的球头立铣刀1的放大侧视图。
球头立铣刀1，是整体型的球头立铣刀，通过保持其刀具主体2的一端(图1的右侧)的刀夹(未图示)而被传递以加工中心等加工机械的旋转力，是主要用于进行模具等的自由曲面加工用途的刀具。
刀具主体2由加压烧结碳化钨(WC)等而成的硬质合金构成，在其一端侧(图1的右侧)，刀柄2a形成为圆柱状。通过将该刀柄2a保持在刀夹上而将球头立铣刀1安装在加工机械上。
另一方面，在刀具主体2的另一端侧(图1的左侧)，如图1(a)所示，形成有刃部3。刃部3主要具有切屑排出槽4a～4c、外周切削刃5a～5c、球头切削刃6a～6c、刃背7a～7c，利用该刃部3进行模具等的自由曲面加工。
切屑排出槽4a～4c，是用于切削加工时切屑的生成、容纳以及排出的部分，扭曲的3条切屑排出槽4a～4c相对于球头立铣刀1的轴线O对称配置。
外周切削刃5a～5c，是在刀具主体2的外周侧形成的切削刃，3条外周切削刃5a～5c分别形成在具有规定宽度地形成于刃部3外周侧的刃背7a～7c与切屑排出槽4a～4c相交的各棱线部分上。
球头切削刃6a～6c，是在刃部3的末端侧(图1的左侧)形成，且其旋转轨迹构成半球状的切削刃。该球头切削刃6a～6c，与上述外周切削刃5a～5c一样，分别形成在刃背7a～7c与切屑排出槽4a～4c相交的各棱线部分上，并且与上述3条外周切削刃5a～5c相连地形成。
又，球头切削刃6a～6c，在球头立铣刀1的轴线O方向的末端视图[图1(a)的箭头Ib方向视图]中，如图1(b)所示，从外周侧向轴线O延伸，并且形成向球头立铣刀1的旋转方向[图1(b)的逆时针方向]凸出的圆弧状。在此，参照图2详细说明球头切削刃6a～6c。
图2是示意性表示球头立铣刀1的末端部的示意图。图2(a)是将球头切削刃6a～6c平面投影所得的示意图，图2(b)是局部放大图2(a)后的、球头切削刃6a～6c的放大示意图。另外，在图2(b)中省略了球头切削刃6a～6c的外周侧的图示。
球头切削刃6a～6c，如图2(a)所示包括：以球头立铣刀1的轴线O为始端形成的第1刃部6a1～6c1、连接在该第1刃部6a1～6c1的终端并将该连接部P作为始端而形成的第2刃部6a2～6c2、以及连接在该第2刃部6a2～6c2的终端并将该连接部Q作为始端而形成的第3刃部6a3～6c3。
第1刃部6a1～6c1，是构成球头切削刃6a～6c的内周部的部分，如图2(a)所示，形成向球头立铣刀1的旋转方向[图2(a)的逆时针方向]凸出的、具有第1曲率半径R1的圆弧状。
另外，第1曲率半径R1，优选设计为相对于外径D(刃部3最大处的直径，但在锥度立铣刀的情况下指外径较小端的直径)在0.025D以上0.10D以下的范围的曲率半径。在此，第1曲率半径R1相对于外径D小于0.025D时，在球头立铣刀1的轴线O附近相邻的第1刃部6a1～6c1彼此的间隙减小，所以切屑的排出性下降。与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，通过设计成第1曲率半径R1相对于外径D为0.025D以上，确保了相邻第1刃部6a1～6c1彼此的间隙，可提高切屑的排出性。
又，在第1曲率半径R1相对于外径D小于0.025D时，在球头立铣刀1的轴线O附近相邻的第1刃部6a1～6c1彼此的间隙减小，研磨工序中砂轮会与相邻的第1刃部6a1～6c1侧干涉。与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，通过设计成第1曲率半径R1相对于外径D为0.025D以上，可确保相邻的第1刃部6a1～6c1彼此的间隙而防止砂轮的干涉。从而在研磨工序中不需要高精度的管理，所以可降低球头立铣刀1的加工成本。
又，如上所述，在发生砂轮的干涉时，会受到干涉部的形状限制(例如随着干涉部的除去将导致强度下降)。因此，如果可确保相邻的第1刃部6a1～6c1彼此的间隙则可防止干涉，所以可提高设计的自由度。
另一方面，第1曲率半径R1相对于外径D大于0.10D时，会如以往的球头立铣刀那样，顺沿于第1刃部6a1～6c1的切线的方向几乎不变，所以从被切削件承受的、向球头立铣刀1径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向不分散，球头立铣刀1容易产生振动。与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，通过设计成第1曲率半径R1相对于外径D为0.10D以下，使顺沿于第1刃部6a1～6c1的切线的方向变化成多个方向而分散切削阻力(切削转矩)的方向，从而可抑制球头立铣刀1的振动。
又，第1曲率半径R1相对于外径D大于0.10D时，如果设向球头立铣刀1的轴线O方向的切入深度为界限值0.1D(外径D的10％)，则仅第1刃部6a1～6c1接触被切削件，不能有效发挥下述效果，即，如图2(b)的箭头所示，使从被切削件承受的、向球头立铣刀1径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部6a1～6c1和第2刃部6a2～6c2不同。与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，通过设第1曲率半径R1相对于外径D为0.10D以下，即使向球头立铣刀1的轴线O方向的切入深度为界限值0.1D时，由于可使第1刃部6a1～6c1和第2刃部6a2～6c2接触被切削件，所以也可使从被切削件承受的、向球头立铣刀1径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部6a1～6c1和第2刃部6a2～6c2不同。从而可抑制球头立铣刀1的振动。
另外，外径D优选为1mm以上。在此，在外径D小于1mm时，在球头立铣刀1的轴线O附近相邻的第1刃部6a1～6c1彼此的间隙减小，研磨工序中砂轮会与相邻的第1刃部6a1～6c1发生干涉。与之相对，通过设计成外径D为1mm以上，可确保相邻的第1刃部6a1～6c1彼此的间隙而防止砂轮的干涉。另外，在本实施方式中，外径D是12mm，第1曲率半径R1为0.75mm，相对于外径D(D＝12mm)来说，R1＝0.0625D，各第1刃部6a1～6c1的各第1曲率半径R1都为同一曲率半径。
又，第1刃部6a1～6c1如图2(a)所示，形成在圆周角θ的范围内。
圆周角θ优选设计为60°以上120°以下范围的圆周角。在此，圆周角小于60°时，从第1刃部6a1～6c1的始端(球头立铣刀1的轴线O部)到终端(连接部P)的长度短，不能有效发挥下述效果，即，利用第1刃部6a1～6c1分散从被切削件承受的、向球头立铣刀1径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向。与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，通过设计成圆周角为60°以上，增加了第1刃部6a1～6c1的长度，可有效发挥第1刃部6a1～6c1的效果，即分散切削阻力(切削转矩)的方向。
另一方面，圆周角大于120°时，如果向球头立铣刀1的轴线O方向的切入深度为界限值0.1D(外径D的10％)，则仅第1刃部6a1～6c1接触被切削件，不能有效发挥下述效果，即，如图2(b)的箭头所示，使从被切削件承受的、向球头立铣刀1径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部6a1～6c1和第2刃部6a2～6c2不同。
与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，通过设圆周角为120°以下，即使向球头立铣刀1的轴线O方向的切入深度为界限值0.1D时，由于可使第1刃部6a1～6c1和第2刃部6a2～6c2接触被切削件，所以也可使从被切削件承受的、向球头立铣刀1径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部6a1～6c1和第2刃部6a2～6c2不同。从而可抑制球头立铣刀1的振动。另外，在本实施方式中，该圆周角θ为90°，各第1刃部6a1～6c1的各圆周角θ都为同一圆周角。
第2刃部6a2～6c2，构成球头切削刃6a～6c的第1刃部6a1～6c1与第3刃部6a3～6c3的中间部，如图2(a)所示，形成为向球头立铣刀1的旋转方向[图2(a)的逆时针方向]凸出的、具有第2曲率半径R2的圆弧状，或者，成为第1刃部6a1～6c1终端(连接部P)处的切线，而形成为直线状。在本实施方式中，形成为直线状。
此外，如图2(a)所示，第2刃部6a2～6c2从始端(连接部P)到终端(连接部Q)的长度为长度L。
优选地，第2刃部6a2～6c2的终端(连接部Q)的位置设计成，使得长度L相对于外径D处于0.20D以上0.30D以下的范围。这里，若将连接部Q的位置设计成，使得长度L相对于外径D小于0.20D，则第3刃部6a3～6c3的曲率半径较大，因而顺沿于第3刃部6a3～6c3的切线方向几乎不改变，使得从被切削件承受的、向球头立铣刀1的径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向不分散，球头立铣刀1容易产生振动。相对于此，本实施方式的球头立铣刀1中，将连接部Q的位置设计成，使得长度L相对于外径D在0.20D以上，因而顺沿于第3刃部6a3～6c3的切线方向朝多个方向改变而使切削阻力(切削转矩)的方向分散，从而能够抑制球头立铣刀1的振动。
另一方面，若将连接部Q的位置设计成，使得长度L相对于外径D大于0.30D，则第3刃部6a3～6c3与外周切削刃5a～5c不能够圆滑地相连，导致切屑的排出性降低。相对于此，本实施方式的球头立铣刀1中，将连接部Q的位置设计成，使得长度L相对于外径D在0.30D以下，因而能够提高切屑的排出性。在本实施方式中，将连接部Q的位置设计成，长度L为3.0mm，相对于外径D(D＝12mm)来说，L＝0.25D，各第2刃部6a2～6c2各自的长度L均为相同的长度。
第3刃部6a3～6c3，是构成球头切削刃6a～6c的外周部的部分，如图2(a)所示，形成为向球头立铣刀1的旋转方向[图2(a)的逆时针方向]凸出的、具有第3曲率半径R3的圆弧状，并且，在第3刃部6a3～6c3的始端(连接部Q)处，第2刃部6a2～6c2为切线。
另外，第3曲率半径R3优选设为相对于外径D在0.35D以上0.45D以下的范围的曲率半径。在此，第3曲率半径R3相对于外径D小于0.35D时，第3刃部6a3～6c3与外周切削刃5a～5c不能圆滑连结从而切屑的排出性下降。与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，通过将第3曲率半径R3设为相对于外径D为0.35D以上，可提高切屑的排出性。
另一方面，第3曲率半径R3相对于外径D大于0.45D时，如以往的球头立铣刀那样，顺沿于第3刃部6a3～6c3的切线的方向几乎不变，所以从被切削件承受的、向球头立铣刀1径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向不分散，球头立铣刀1容易产生振动。
与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，通过设计成第3曲率半径R3相对于外径D为0.45D以下，使顺沿于第3刃部6a3～6c3的切线的方向变化成多个方向而分散切削阻力(切削转矩)的方向，从而可抑制球头立铣刀1的振动。另外，在本实施方式中，第3曲率半径R3为4.8mm，相对于外径D(D＝12mm)来说，R3＝0.40D，各第3刃部6a3～6c3的各第3曲率半径R3都为同一曲率半径。
下面说明利用如上构成的球头立铣刀1进行的切削试验。图3(a)及图3(b)是用于切削试验的被切削件20的侧视图，省略了被切削件20的宽度方向(图3的右侧方向)的图示。
在切削试验中，使球头立铣刀1与被切削件20上设置的被切削面20a垂直地对置，驱动该球头立铣刀1绕轴线O旋转，并使其以规定的切削条件(轴线O方向切入深度aa)向垂直于轴线O的方向移动，对由此在切削中的球头立铣刀1上产生的振动(切削阻力)进行测定。切削试验是以后述不同的两组参数(以下分别称作“切削试验1”和“切削试验2”)进行的。
切削试验1的详细参数如下，被切削件20：JIS-S50C；切削油材料：不使用(利用鼓风进行干式切削)；使用机械：卧式加工中心；主轴旋转速度：4000转/min；工作台进给速度：1000mm/min；轴线O方向切入深度aa：0.5mm(参照图3(a))。
切削试验2的详细参数与上述切削试验1的主要参数相同，但轴线O方向切入深度aa设定成，本实施方式的球头立铣刀1中仅第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3与被切削面20a接触(参照图3(b))。
又，在切削试验1及切削试验2中，使用在本实施方式中说明的球头立铣刀1(以下叫做“本发明产品”)、和球头切削刃的曲率半径从球头切削刃的内周部到外周部恒定的球头立铣刀(以下叫做“现有产品”)。另外，本发明产品以及现有产品，都是同一刀具材料(硬质合金)，并且这些球头切削刃的刃数为3条。又，现有产品，从球头立铣刀轴线方向的末端观察时，球头切削刃的曲率半径为14.4mm(是本发明产品的第3刃部6a3～6c3的第3曲率半径R3的3倍)，3条切削刃的曲率半径为同一曲率半径。
根据切削试验1的结果可知，现有产品，由于切削阻力(切削转矩)的方向相对于球头立铣刀的径向集中到恒定的方向，所以球头立铣刀易产生振动。具体地说，切削时间为10秒时切削转矩的平均值为180Nm，该切削转矩的振幅为150Nm(振幅的最大值为230Nm)。
另一方面判明了，本发明产品，由于可使切削阻力(切削转矩)的方向相对于球头立铣刀1的径向朝多个方向分散，所以与现有产品相比可抑制球头立铣刀1的振动。具体地说，切削时间为10秒钟时切削转矩的平均值为140Nm，该切削转矩的振幅为70Nm(振幅的最大值为100Nm)。
此外，由切削试验2的结果可知，现有产品因在球头切削刃的外周部切削阻力(切削转矩)的方向相对于球头立铣刀的径向不变，故而球头立铣刀容易产生振动。具体地说，切削时间为5秒时，切削转矩的平均值为380Nm，该切削转矩的振幅为220Nm(振幅的最大值为500Nm)。
另一方面，本发明产品中，切削阻力(切削转矩)的方向在第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3不同，因而与现有产品相比，能够抑制球头立铣刀1的振动。具体地说，切削时间为5秒时，切削转矩的平均值为290Nm，该切削转矩的振幅为100Nm(振幅的最大值为150Nm)。
如以上说明的那样，球头立铣刀1在球头切削刃6a～6c上具有第1刃部6a1～6c1、第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3，第1曲率半径R1、第2曲率半径R2和第3曲率半径R3是各不相同的曲率半径(本实施方式中，第2刃部6a2～6c2形成为直线状)，所以可使从被切削件20承受的、向球头立铣刀1径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部6a1～6c1、第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3不同[参照图2(b)]，从而可抑制球头立铣刀1的振动。
即，球头立铣刀1所承受的来自被切削件20的切削阻力(切削转矩)的方向，是顺沿于该球头立铣刀1的球头切削刃6a～6c的方向，即形成球头切削刃6a～6c的圆弧的切线方向，所以，在如以往的球头立铣刀那样曲率半径从球头切削刃6a～6c的内周部到外周部恒定的情况下，切削阻力(切削转矩)的方向在球头切削刃6a～6c的内周部和外周部几乎不变，球头立铣刀1易产生振动。
与之相对，本实施方式的球头立铣刀1，如上所述，由于可使从被切削件20承受的切削阻力(切削转矩)的方向在第1刃部6a1～6c1、第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3分别分散成不同方向，所以可抑制球头立铣刀1的振动。其结果，可提高进给速度或增大切入深度，相应地可提高切削效率。
又，本实施方式的球头立铣刀1，在球头切削刃6a～6c上具有第1刃部6a1～6c1、第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3，且第1曲率半径R1相对于外径D在0.025D以上0.10D以下的范围，所以与以往的球头立铣刀相比，可分别以小的曲率半径构成第1曲率半径R1、第2曲率半径R2和第3曲率半径R3，相应地可加长球头切削刃6a～6c的长度。这样，被切削面20a与球头切削刃6a～6c接触的时间变长而可减轻冲击负荷，所以可抑制球头立铣刀1的振动。
并且，由于本实施方式的球头立铣刀1如上所述可加长球头切削刃6a～6c的长度，所以被切削面20a与球头切削刃6a～6c接触的面积增大而可提高切削性。其结果，可提高进给速度或增大切入深度，相应地能提高切削效率。
此外，本实施方式的球头立铣刀1，第2刃部6a2～6c2与第1刃部6a1～6c1一样形成为向球头立铣刀1的旋转方向凸出的圆弧状(本实施方式中第2刃部6a2～6c2形成为直线状)，并与第1刃部6a1～6c1的终端(连接部P)相连，第3刃部6a3～6c3与第1刃部6a1～6c1同样形成为向球头立铣刀1的旋转方向凸出的圆弧状，并与第2刃部6a2～6c2的终端(连接部Q)相连，因此，能够使切屑顺着球头切削刃6a～6c顺利排出。即，能够提高切屑的排出性。
再有，本实施方式的球头立铣刀1具有第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3，第2曲率半径R2和第3曲率半径R3为不同的曲率半径(本实施方式中第2刃部6a2～6c2形成为直线状)，因此，在以球头切削刃6a～6c的外周部对被切削件20进行切削时，所述第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3与被切削面20a接触，从被切削件20承受的、向球头立铣刀1的径向作用的切削阻力(切削转矩)的方向在第2刃部6a2～6c2和第3刃部6a3～6c3不同，从而能够抑制球头立铣刀1的振动。
以上利用实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式，可容易推测，在不超出本发明宗旨的范围内可进行各种改进变更。
例如，在本实施方式中，球头立铣刀1是具有3条切削刃的3刃立铣刀，但不限于此，也可将球头立铣刀1构成为例如2刃或4刃以上的立铣刀。此时，也如上述实施方式一样，可使从被切削件20承受的切削阻力(切削转矩)的方向相对于球头立铣刀1的径向分散到多个方向，可抑制球头立铣刀1的振动。
又，在本实施方式中，第1曲率半径R1以及第3曲率半径R3在所有第1刃部6a1～6c1及第3刃部6a3～6c3上以同一曲率半径构成，但也可以在各第1刃部6a1～6c1及第3刃部6a3～6c3上分别以不同的曲率半径构成。
再有，在本实施方式中，第2刃部6a2～6c2形成为直线状，但也可以形成为向球头立铣刀1的旋转方向(图2(a)中的逆时针方向)凸出的、具有第2曲率半径R2的圆弧状。

Claims (2)

1.一种球头立铣刀，具有以轴线为旋转轴旋转的圆柱状的刀具主体、和设置在前述刀具主体的末端侧并且旋转轨迹为半球状的球头切削刃，其特征在于：
前述球头切削刃具有以前述轴线为始端形成的第1刃部、和连接在前述第1刃部的终端并以前述第1刃部的终端为始端而形成的第2刃部、以及、连接在前述第2刃部的终端并以前述第2刃部的终端为始端而形成的第3刃部；
前述第1刃部构成为，从前述轴线方向的末端观察，形成为向前述刀具主体的旋转方向凸出的、具有第1曲率半径的圆弧状，前述第1曲率半径相对于外径D在0.025D以上0.10D以下的范围；
前述第2刃部构成为，从前述轴线方向的末端观察，形成为向前述刀具主体的旋转方向凸出的、具有第2曲率半径的圆弧状或者直线状，在前述第2刃部形成为圆弧状的情况下，前述第2曲率半径大于前述第1曲率半径；
前述第3刃部构成为，从前述轴线方向的末端观察，形成为向前述刀具主体的旋转方向凸出的、具有第3曲率半径的圆弧状，在前述第2刃部形成为具有前述第2曲率半径的圆弧状的情况下，前述第3曲率半径小于前述第2曲率半径。
2.如权利要求1所述的球头立铣刀，其特征在于：前述第1刃部构成为，从前述轴线方向的末端观察，圆周角在60°以上120°以下的范围。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102328127A (zh) * 2011-09-22 2012-01-25 山东理工大学 微细锥形球头铣刀
CN101848783B (zh) * 2007-11-07 2012-06-20 丰田自动车株式会社 圆头端铣刀
CN103157844A (zh) * 2011-12-18 2013-06-19 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 叶轮深孔加工用六刃锥形球铣刀
CN109551027A (zh) * 2019-01-07 2019-04-02 哈尔滨理工大学 关于陡立面模具加工的球头铣刀

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL174775A (en) * 2006-04-04 2013-06-27 Hanita Metal Works Ltd Milling face
JP5194637B2 (ja) * 2007-08-21 2013-05-08 三菱マテリアル株式会社 エンドミル
RU2012139661A (ru) * 2010-08-06 2014-09-20 Сэнт-Гобэн Эбрейзивс, Инк. Абразивный инструмент, способ его эксплуатации и способ чистовой обработки деталей
CN102601436A (zh) * 2012-03-02 2012-07-25 哈尔滨理工大学 双圆弧异形内冷式钛合金高效铣削刀具
US10265784B2 (en) * 2012-10-29 2019-04-23 Kyocera Corporation Ball end mill
DE102013205363B4 (de) 2013-03-26 2022-01-05 Kennametal Inc. Werkzeugkopf sowie Verfahren zur Bearbeitung eines metallischen Werkstücks
CN103639502B (zh) * 2013-12-27 2016-08-17 哈尔滨理工大学 模具用宽行加工可转位球头铣刀
JP7075584B2 (ja) * 2018-04-16 2022-05-26 三菱重工業株式会社 ラジアスエンドミル及びこれを用いた工作機械、並びにラジアスエンドミルの設計方法及び加工方法
CN109262038B (zh) * 2018-10-29 2020-06-02 株洲钻石切削刀具股份有限公司 一种多功能球头铣刀
US11865629B2 (en) 2021-11-04 2024-01-09 Kennametal Inc. Rotary cutting tool with high ramp angle capability

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5331286A (en) * 1976-09-02 1978-03-24 Riyousuke Hosoi Ball end mill
US4123186A (en) * 1977-05-06 1978-10-31 Ford Motor Company Tool for machining clay
JPS5841058Y2 (ja) * 1978-08-03 1983-09-16 三菱マテリアル株式会社 スロ−アウエイチツプ
JPS5526620A (en) 1978-08-15 1980-02-26 Toshiba Corp Electronic beam exposure device
US4285618A (en) * 1979-10-12 1981-08-25 Shanley Stephen E Jr Rotary milling cutter
JPS58164617A (ja) 1982-03-25 1983-09-29 Toray Ind Inc プラスチツクレンズ用樹脂
JPS58164617U (ja) * 1982-04-28 1983-11-02 細井　俊明 エンドミル
JPH02303707A (ja) * 1989-05-16 1990-12-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ボールエンドミル
JPH0451928A (ja) 1990-06-18 1992-02-20 Machida Endscope Co Ltd 内視鏡用保護装置
FR2713527B1 (fr) * 1993-12-08 1996-01-12 Snecma Foret de perçage à tête hémisphérique à coupe évolutive.
US5636948A (en) * 1995-05-04 1997-06-10 Fullerton Tool Company, Inc. Drill for synthetic fiber filled plastic and like materials
JPH11156624A (ja) * 1997-11-21 1999-06-15 Mitsubishi Materials Corp スローアウェイ式ボールエンドミル
JP2000117522A (ja) * 1998-10-09 2000-04-25 Shinko Kobelco Tool Kk ボールエンドミル
KR100291563B1 (ko) * 1998-11-12 2001-07-12 송호근 구형전삭공구
US6602029B1 (en) * 2000-10-05 2003-08-05 Kennametal Inc. Cutting tool and method and apparatus for making the same
US6846135B2 (en) * 2002-03-25 2005-01-25 Hitachi Tool Engineering Ltd. Radius end mill having radius edge enhanced in resistance to chipping and fracture
JP4097515B2 (ja) 2002-12-02 2008-06-11 日立ツール株式会社 ボールエンドミル
JP2005118960A (ja) 2003-10-17 2005-05-12 Nisshin Kogu Kk エンドミル
JP4677722B2 (ja) * 2004-02-13 2011-04-27 三菱マテリアル株式会社 ３枚刃ボールエンドミル
IL162587A (en) * 2004-06-17 2008-12-29 Hanita Metal Works Ltd Torsionally-stiff end mill
US7223053B2 (en) * 2004-09-01 2007-05-29 Berkshire Precision Tool, Llc Helical flute end mill with multi-section cutting edge
WO2007046131A1 (ja) * 2005-10-18 2007-04-26 Osg Corporation ボールエンドミル

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101848783B (zh) * 2007-11-07 2012-06-20 丰田自动车株式会社 圆头端铣刀
CN102328127A (zh) * 2011-09-22 2012-01-25 山东理工大学 微细锥形球头铣刀
CN102328127B (zh) * 2011-09-22 2013-04-10 山东理工大学 微细锥形球头铣刀
CN103157844A (zh) * 2011-12-18 2013-06-19 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 叶轮深孔加工用六刃锥形球铣刀
CN103157844B (zh) * 2011-12-18 2015-06-17 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 叶轮深孔加工用六刃锥形球铣刀
CN109551027A (zh) * 2019-01-07 2019-04-02 哈尔滨理工大学 关于陡立面模具加工的球头铣刀

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Publication number Publication date
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Record date: 2009.8.13

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.12.1 TO 2013.12.1; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: DABAO( DONGGUAN ) MOULD CUTTING TOOL CO., LTD.

Effective date: 20090813

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Dabao (Dongguan) Molding & Cutting Tool Co., Ltd.

Assignor: OSG Corp.

Contract record no.: 2009990000920

Date of cancellation: 20130122

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model