JP2001001208A - 仕上げ用エンドミル - Google Patents

仕上げ用エンドミル

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JP2001001208A
JP2001001208A JP11174562A JP17456299A JP2001001208A JP 2001001208 A JP2001001208 A JP 2001001208A JP 11174562 A JP11174562 A JP 11174562A JP 17456299 A JP17456299 A JP 17456299A JP 2001001208 A JP2001001208 A JP 2001001208A
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end mill
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B23C5/1009Ball nose end mills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2210/00Details of milling cutters
    • B23C2210/54Configuration of the cutting part

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 仕上げ面を生成する切れ刃を回転中心からわ
ずかに離間させて仕上げ面粗さを向上し、とくに後加工
である磨き工程を省略ないしは短縮できる切削表面に光
沢のある美しい金属表面を長時間にわたって得ることが
できる仕上げ用エンドミルを提供することを目的とす
る。 【構成】 エンドミル本体から凸状の曲率を有し、回転
中心に向かう2刃の切れ刃を備えたエンドミルにおい
て、該切れ刃は回転中心近傍において心上がりの位置に
配し、かつ、該位置において2刃の切れ刃は両刃の逃げ
面で構成される稜で連続させるとともに、2刃の切れ刃
の軸方向最突出点の間隔が0.3mm以上としたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として工作機械で使
用する仕上げ用のエンドミルに関し、詳しくは金型およ
び部品等の曲面の仕上げ加工で、とくに底面、底面付近
の仕上げ加工に使用したとき後加工の磨き工程を省略な
いしは短縮できる仕上げ用のエンドミルに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】金型および部品等の曲面の仕上げ加工に
は一般に図1に示すボ−ルエンドミルが用いられる。こ
れは半球面の軌跡が得られる円弧切れ刃を有していて、
切削条件を細かく制御することによって、曲面のみでな
く、平面仕上げも行なうことができるという優れた作用
を有するものである。ボ−ルエンドミルにおいて、ボ−
ル刃の回転中心部分は切削に際し水平面を創成する重要
部分であるにもかかわらず、切削速度を発生しないため
切削性がもっとも劣る部分である。これを改良したもの
に、回転中心近傍においてボ−ル刃がわずかの幅をもっ
て重なり、切れ刃が回転中心線より前方に突出するいわ
ゆる心上り刃とされたものがあって、切れ刃強度に優れ
チッピングを防止できて切削精度を向上できる。例え
ば、特開平10−249623号には図2に示すように
心上がりと親子刃との組み合せによって切れ刃欠損を抑
え、加工面粗度を向上させている。また、他の例として
特開平9−267211号があって、これは回転中心部
分に略V字状の中底勾配を設けたものである。すなわ
ち、回転中心部分を底刃で離間させることによって切削
速度を発生しない部分が切削に関与しないようにして切
削性を確保できる。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】ボ−ルエンドミルは
回転中心付近が切削面を生成するから、心上がりとして
回転中心付近を強化しチッピングを防いでもが、切れ刃
をもたないチゼルエッジが切削作用を負うことになり、
切削性が犠牲となって摩耗の生成を助長し、工具寿命が
相変わらず短いという問題があった。またチゼルエッジ
が生成した切り屑を円滑に排出できずに再び切削面に付
着させて仕上げ精度を損い、底面仕上げ用としては使え
ないという問題点があった。底刃を設けて離間したもの
は、底刃を形成するために離間距離が長くなり、かつ中
底勾配を設けたためにボール刃と底刃の連接点がシャー
プになって、摩耗が集中しやすいという問題があった。
この部分に丸みを設けて滑らかにしても離間距離が長い
ために真円からの寸法誤差が無視できなく、曲面を含む
狭い底面の仕上げには適さないと云う問題があった。
【0004】本発明は以上のような背景のもとになされ
たものであり、回転中心付近の強度を高め、かつ切り屑
排出性を向上することによってチッピングを防止すると
ともに、仕上げ面を生成する切れ刃を回転中心からわず
かに離間させて仕上げ面粗さを向上し、とくに後加工で
ある磨き工程を省略ないしは短縮できるほど切削表面に
光沢のある美しい金属表面を長時間にわたって得ること
ができる仕上げ用エンドミルを提供することを目的とす
る。
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、本体から凸状の曲率を有し、回転中心
に向かう2刃の切れ刃を備えたエンドミルにおいて、該
切れ刃は回転中心近傍において心上がりの位置に配し、
かつ、該位置において2刃の切れ刃は両刃の逃げ面で構
成される稜で連続させるとともに、2刃の切れ刃の軸方
向最突出点の間隔が0.3mm以上としたものである。
【0006】
【作用】本発明を適用することにより、ボ−ルエンドミ
ルのように本体から凸状の曲率を有し、ノ−ズで交わる
2刃の切れ刃を備えたエンドミルにおいて、切れ刃は回
転中心近傍において心上がりの位置に配するようにした
から、仕上げ面を生成する回転中心付近の切れ刃が厚く
なって強化され、切削中のチッピングを防止し、高送り
を可能にする。該位置において2刃の切れ刃は両刃の逃
げ面で構成される稜で連続したから、該稜は心上がり量
と逃げ角に応分してわずかに凹状に屈曲する。その結
果、回転中心から離間した位置に軸方向最突出端が存す
ることとなり、これ以内の低速域で切削されることがな
い。この凹状に屈曲する稜は、切れ刃が心上がりに配す
ることによってのみ得られるものである。2刃の切れ刃
の軸方向最突出点の間隔を0.3mm以上離間し、逃げ
面で構成される稜は、切れ刃すくい面と15度以下の傾
きで連続したから、心上がり量は小さな値に制限され
る。また、離間距離がわずかであるから底刃を設けるま
でもなく、切れ刃と稜が方向を変えずに連続しように作
用して切り屑が刃溝方向に流出するから、切り屑が切れ
刃と切削面とに挟まって切削仕上げ面を傷つけることが
ない。
【0007】本発明はボ−ル形状のエンドミルにとどま
らず、楕円、放物線等任意曲線でよいのであって、回転
中心近傍において2刃の切れ刃の逃げ面で構成される稜
は、該切れ刃と軸方向最突出点以内で連接していればよ
い。すなわち軸方向最突出点は凸状の曲率を有する切れ
刃内に存するのである。従って、適正なすくい角とチッ
プポケットを備えた切れ刃で良質の仕上げ面が生成でき
るのである。凸状の曲率は切削する平面の大きさに応じ
て適宜に選択すればよく、ボ−ル刃にこだわらないから
エンドミル直径も随意に選択できる。
【0008】ところで、ボ−ルエンドミルをはじめ、曲
率を有するエンドミルにおいて底面切削を行なう場合、
切り込みの大きさに連動して、関与する切れ刃の長さが
決まる。そしてピック送りに相当する幅のみが仕上げ面
として切削後にまで残ることになる。本発明において、
2刃の切れ刃の軸方向最突出点の間隔が0.3mm以上
としたのは、作業性と仕上げ面とを両立するピック送り
として0.3mm程度が望ましいためであって、間隔を
ピック送り以上の値としておくことによって、平坦な底
面のみが仕上げ面として残るのである。1刃送りに関し
ては該間隔が大きいから送りを大きくした場合、切り屑
が1刃送りごとに明瞭に分離して生成されて、能率のよ
い仕上げ切削が可能となる。これはまた大きな切り屑を
作ることになり、切削熱は切り屑とともに排除されるか
ら、切削油を用いない乾式切削にも応用できるのであ
る。このように本発明によれば心上がり刃として回転中
心付近の切れ刃を強化し、最突出部を離間して切削速度
を得ると同時にチップポケットを確保し、さらには切れ
刃の軌跡にも配慮することによって、滑らかで光沢のあ
る仕上げ面を得ることができかのである。以下、本発明
を実施例に基づいて説明する。
【0009】
【実施例】図3、図4は本発明をボ−ルエンドミルに適
用した実施例を表わす。このエンドミルは刃径10m
m、ボ−ル刃半径5mm、2刃の超硬合金製ストレ−ト
シャンクボ−ルエンドミルであって、その先端形状は心
上がりの量が片側0.06mm、2刃の切れ刃の軸方向
最突出点の間隔が0.4mm、切れ刃すくい面との傾き
が10゜である。本発明品と、従来のわずかなチゼルエ
ッジを有するものとを比較切削に供した。加工材料は4
0HRCに調質したプリハ−ドン金型用鋼である。回転
中心が切削加工面を形成する平面送り切削に用い、この
とき得られる切削面粗さを評価対象として、切削速度1
10m/min、1刃送り0.1mm、切り込みは上
下、ピック送りとも0.3mmの切削条件で切削した。
エアブローを使用した乾式切削である。結果は、本発明
品は切削初期において仕上げ面粗さが2.5〜2.7μ
mRy、約270m切削後においても粗さの劣化はな
く、さらに仕上げ切削を継続することができた。従来品
は切削初期で8〜10μmRyであって、切削とともに
粗さが劣化し、270m切削後は15μmRy以上であ
った。3μmRy以下であると磨き工程がはかどるとさ
れていて、本発明の効果が実証された。この相違は仕上
げ面を観察することによって一層明白であって、本発明
品ではエンドミル回転中心が通過するパス上においても
規則正しい切れ刃マ−クを示しているのに対して、比較
品には磨き加工を難しくする不規則なむしれが切削面全
面に観察された。このような結果は切り屑状態からも類
推することができ、本発明品では常時切り屑が飛散して
いたのに対して、比較品は飛散する切り屑が少なく、ま
た切削音が高くて切削性に劣ることを窺わせた。すなわ
ち本発明品においてチップポケットを大きくしたことが
奏効したものにほかならない。
【0010】ボ−ルエンドミルにより平面を形成する場
合はボ−ル刃の半径によって図5、図6に示すように幾
何学的な凹凸が生じ、これは理論値が計算できる。上記
実施例の切削条件の場合は2.3μmと計算された。通
常の切削においては切削中の振動、切削面のむしれ等が
重畳してこれの数倍の数値を示すことも珍しくない。本
発明品は軸方向最突出部をピック送り以上に離間したか
ら、図7で解るように理論値ですでに凹凸がなく、切削
粗さのみが計測されたものである。以上は2刃のボ−ル
エンドミルに適用した実施例を示したが、凸状の曲率を
有していればボ−ル刃に限るものでなく、図8に例示す
るように楕円、放物線等任意曲線でよく、また回転中心
に向かう2刃の切れ刃を備えていれば外周刃、曲線刃と
も3刃以上であっても差し支えないことは言うまでもな
い。
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、切れ刃の
構成を改良することによって回転中心部分の強度を高
め、切り屑処理を適正にして仕上げ面粗さを向上し、と
くに後加工である磨き工程を省略ないしは短縮できるほ
ど切削表面に光沢のある美しい金属表面を長時間にわた
って達成できる仕上げ用エンドミルを得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、従来のボ−ルエンドミルの正面図を示
す。
【図2】図2は、他の従来のボール刃の側面図を示す。
【図3】図3は、本発明の実施例の側面図を示す。
【図4】図4は、図3の正面方向部分図を示す。
【図5】図5は、ピック送りを行なう説明図を示す。
【図6】図6は、図5の部分拡大図を示す。
【図7】図7は、図6の部分拡大図を示す。
【図8】図8は、本発明の他の実施例の正面図を示す。
【符号の説明】
1 本体 2 ボ−ル刃 3 凸状の曲率をもつ刃 4 逃げ面 5 逃げ面が作る稜 6 すくい面と稜との傾き 7 軸方向最突出点 8 最突出点の間隔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本体から凸状の曲率を有し、回転中心に
    向かう2刃の切れ刃を備えたエンドミルにおいて、該切
    れ刃は回転中心近傍において心上がりの位置に配し、か
    つ、該位置において該切れ刃は各々の刃の逃げ面で構成
    される稜で連続させるとともに、該2刃の切れ刃の軸方
    向最突出点の間隔が0.3mm以上であることを特徴と
    する仕上げ用エンドミル。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエンドミルにおいて、回
    転中心近傍において2刃の切れ刃の逃げ面で構成される
    稜は、該切れ刃と軸方向最突出点以内で連接し、かつ切
    れ刃すくい面と15度以下の傾きで連続したことを特徴
    とする仕上げ用エンドミル。
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