JP2001025912A - ボールエンドミル - Google Patents

ボールエンドミル

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JP2001025912A
JP2001025912A JP11202229A JP20222999A JP2001025912A JP 2001025912 A JP2001025912 A JP 2001025912A JP 11202229 A JP11202229 A JP 11202229A JP 20222999 A JP20222999 A JP 20222999A JP 2001025912 A JP2001025912 A JP 2001025912A
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JP
Japan
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cutting blade
end mill
arc
outer peripheral
cutting edge
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Application number
JP11202229A
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Aoki
渉 青木
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BTT KK
Original Assignee
BTT KK
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Publication date
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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

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】剛性の向上、切屑の排出容易化、食い付き性の
向上を図り、撓みや振動の防止、切削加工精度の向上、
工具の破損防止などを図ること。 【解決手段】ボールエンドミルは、先端部に円弧状切刃
2を有し、円弧状切刃2の自由端aから外周部切刃3が
延在する略円柱状をしている。円弧状切刃2の掬い面2
aは、その掬い角が、円弧状切刃2の先端aから自由端
dに至る間、連続的に増大する負角となるよう形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に鍛造型、プレ
ス型、ダイキャスト型、プラスチック型などの金型のプ
ロフィル加工に用いられる、全体形状が略円柱状をして
おり先端部が球状をしているボールエンドミルに関す
る。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】ボールエンドミルは、
先端部に円弧状切刃を有し、該円弧状切刃の自由端から
外周部切刃が延在して構成され、従来、円弧状切刃の掬
い面は正の掬い角で構成されていた。このため、先端部
の横断面の断面積が小さく剛性が比較的低かった。
【0003】また、外周部切刃の掬い面も円弧状切刃と
同様正の掬い角で構成され溝形状をしていた。このた
め、外周部の剛性も低く、しかも切屑が溝から排出され
にくく、切屑が原因で切刃が欠損し易かった。
【0004】本発明は、上記のような従来のボールエン
ドミルの問題点を解決し、剛性の向上、切屑の排出容易
化、食い付き性の向上を図り、撓みや振動の防止、切削
加工精度の向上、工具の破損防止などを図ることを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のボールエンドミ
ルは、先端部に円弧状切刃を有し、該円弧状切刃の自由
端から外周部切刃が延在する略円柱状のボールエンドミ
ルにおいて、前記円弧状切刃の掬い面の掬い角が、円弧
状切刃の先端から前記自由端に至る間、連続的に増大す
る負角となるよう、当該円弧状切刃の掬い面が形成され
ることを特徴とする。
【0006】ここで、前記円弧状切刃と前記外周部切刃
との接続点において、前記円弧状切刃の掬い面の掬い角
と前記外周部切刃の掬い面の掬い角とが一致していると
ともに、前記円弧状切刃の掬い面と前記外周部切刃の掬
い面とが同一の曲率を有している。
【0007】また、前記外周部切刃の掬い面は、当該ボ
ールエンドミルの横断面において、該横断面の中心点と
該外周部切刃の先端とを結んだ仮想直線に対し負の掬い
角をもつ直線又は直線に近い大きな半径の円弧により構
成されている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。
【0009】図1(A)、(B)は、本実施形態に係る
ボールエンドミルの側面図及び底面図を示す。また、図
2は、同ボールエンドミルの円弧状切刃のa〜d点にお
ける掬い角を断面図として描いた円弧状切刃の掬い面の
構成図を示す。また、図3は、図1図示矢印III 方向か
ら見たときの切刃部の側面図を示す。また、図4
(A)、(B)は、図1(A)に示すボールエンドミル
の切刃部の拡大側面図及び図4(A)図示B−B断面図
を示す。また、図5は、同ボールエンドミルの斜視図を
示す。
【0010】図1〜図5において、本実施形態に係るボ
ールエンドミルは、全体形状が略円柱状をしている。
【0011】ボールエンドミルは切刃部1とシャンク部
(柄部)5を有し、切刃部1は、先端部の円弧状切刃2
と、この円弧状切刃2の自由端dから延在する外周部切
刃3とを有する。
【0012】円弧状切刃2の掬い面2aは、図2に断面
で示すように、円弧状切刃2の先端aから自由端(円弧
状切刃2と外周部切刃3との接続点)dに至る間、掬い
角が連続的に増大する負角となるよう形成されている。
すなわち、円弧状切刃2のa点、b点、c点、d点にお
ける各掬い角a°、b°、c°、d°は負角であり、か
つ、a°<b°<c°<d°に設定されている。
【0013】円弧状切刃2の掬い面2aの掬い角と外周
部切刃3の掬い面3aの掬い角は、図3に示すように、
円弧状切刃2と外周部切刃3との接続点dにおいて一致
している。また、円弧状切刃2の掬い面2aと外周部切
刃3の掬い面3aは、図3に示すように、円弧状切刃2
と外周部切刃3との接続点dにおいて同一の曲率を有し
ている。
【0014】また、外周部切刃3の掬い面3aは、図4
(B)に示すように、ボールエンドミルの横断面におい
て、横断面の中心点Oと外周部切刃3の先端dとを結ん
だ仮想直線Lに対し負の掬い角αをもつ直線4又は直線
に近い大きな半径の円弧4’により構成されている。
【0015】以上説明したように、本実施形態に係るボ
ールエンドミルは、円弧状切刃2の掬い面2aの掬い角
が、円弧状切刃2の先端aから自由端dに至る間、連続
的に増大する負角となるよう、円弧状切刃2の掬い面2
aが形成されているため、先端部の横断面の断面積が増
大しボールエンドミルの先端部の剛性が向上する。ま
た、円弧状切刃2の先端aに向かって食い付き性が増大
し、ボールエンドミルの回転時に外周側への逃げが減少
し求心性が向上する。
【0016】また、円弧状切刃2と外周部切刃3との接
続点dにおいて、円弧状切刃2の掬い面2aの掬い角と
外周部切刃3の掬い面3aの掬い角とが一致していると
ともに、円弧状切刃2の掬い面2aと外周部切刃3の掬
い面3aとが同一の曲率を有しているため、円弧状切刃
2と外周部切刃3との接続点dに角や段が生じない滑ら
かな切刃稜線となる。
【0017】さらに、外周部切刃3の掬い面3aは、ボ
ールエンドミルの横断面において、横断面の中心点Oと
外周部切刃3の先端dとを結んだ仮想直線に対し負の掬
い角αをもつ直線4又は直線に近い大きな半径の円弧
4’により構成されているため、ボールエンドミルの回
転によってこの掬い面3a上の切屑が外側に向かって勢
いよく排出されるようになり、切り屑の排出が容易にな
りしかも切屑による切刃の欠損を防止することができ
る。また、外周部切刃3の掬い面3aに従来からの断面
V字状の溝が形成されていないため、横断面の断面積
の増大により剛性が向上し、円弧状切刃2の稜線2b
を、ボールエンドミルの先端部の前方から見て、曲率の
大きなS字曲線を描くように形成させることが可能にな
り、同一径の従来のボールエンドミルと比べ円弧状切刃
2の稜線2bの全長を増大させ、円弧状切刃2の切削抵
抗力の分散により切刃寿命が長くなる。
【0018】図6、図7及び図8は、それぞれ、本発明
によるボールエンドミル(コーティング付き)及びその
比較例としての他社製超硬ボールエンドミル(コーティ
ング付き)の切削試験データを示すグラフである。
【0019】図6に示すグラフは、下記の条件によるも
のである。
【0020】 ・使用ボールエンドミル寸法 φ12mmX6R ・エンドミル刃数 二枚刃 ・被削材 炭素鋼S50C(硬度220〜250HB) ・回転数 3200rpm ・切削速度(周速) 120m/min ・送り量 0.16mm/一刃 1024mm/min ・切り込み量 軸方向 0.5mm 径方向(ピックフィード) 0.5mm この切削試験において、他社製超硬ボールエンドミル
は、切削距離300mにて摩耗幅が0.3mmになり切削
続行不能になったのに対し、本発明のボールエンドミル
は、切削距離400mにおいても摩耗幅が0.13mmと
なり切削続行が可能であった。
【0021】また、図7に示すグラフは、下記の条件に
よるものである。
【0022】 ・使用ボールエンドミル寸法 φ12mmX6R ・エンドミル刃数 二枚刃 ・被削材 NAK55(硬度HRC35) ・回転数 3200rpm ・切削速度(周速) 120m/min ・送り量 0.12mm/一刃 630mm/min ・切り込み量 軸方向 1.0mm 径方向(ピックフィード) 1.0mm この切削試験において、他社製超硬ボールエンドミル
は、切削距離200mにて摩耗幅が0.3mmになり切削
続行不能になったのに対し、本発明のボールエンドミル
は、切削距離350mにおいても摩耗幅が0.23mmと
なり切削続行が可能であった。
【0023】また、図8に示すグラフは、下記の条件に
よるものである。
【0024】 ・使用ボールエンドミル寸法 φ10mmX6R ・エンドミル刃数 二枚刃 ・被削材 SKD61(硬度HRC46〜47) ・回転数 2600rpm ・切削速度(周速) 81.6m/min ・送り量 0.11mm/一刃 580mm/min ・切り込み量 軸方向 1.0mm 径方向(ピックフィード) 1.0mm この切削試験において、他社製超硬ボールエンドミル
は、切削距離170mにて摩耗幅が0.3mmになり切削
続行不能になったのに対し、本発明のボールエンドミル
は、切削距離280mにおいても摩耗幅が0.25mmと
なり切削続行が可能であった。
【0025】
【発明の効果】本発明のボールエンドミルは、円弧状切
刃の掬い面の掬い角が、円弧状切刃の先端から自由端に
至る間、連続的に増大する負角となるよう、円弧状切刃
の掬い面が形成されている。このため、先端部の横断面
の断面積が増大しボールエンドミルの先端部の剛性が向
上する。また、円弧状切刃の先端に向かって食い付き性
が増大し、ボールエンドミルの回転時に外周側への逃げ
が減少し求心性が向上する。
【0026】また、円弧状切刃と外周部切刃との接続点
において、円弧状切刃の掬い面の掬い角と外周部切刃の
掬い面の掬い角とが一致しているとともに、円弧状切刃
の掬い面と外周部切刃の掬い面とが同一の曲率を有して
いるため、円弧状切刃と外周部切刃との接続点に角や段
が生じない滑らかな切刃稜線となる。
【0027】さらに、外周部切刃の掬い面は、ボールエ
ンドミルの横断面において、横断面の中心点と外周部切
刃の先端とを結んだ仮想直線に対し負の掬い角をもつ直
線又は直線に近い大きな半径の円弧により構成されてい
るため、ボールエンドミルの回転によってこの掬い面上
の切屑が外側に向かって勢いよく排出されるようにな
り、切り屑の排出が容易になりしかも切屑による切刃の
欠損を防止することができる。また、外周部切刃の掬い
面に従来からのV字状溝が形成されないため、横断面
の断面積の増大により剛性が向上し、円弧状切刃の稜
線を、ボールエンドミルの先端部の前方から見て、曲率
の大きなS字曲線を描くように形成させることが可能に
なり、同一径の従来のボールエンドミルと比べ円弧状切
刃の稜線の全長を増大させ、円弧状切刃の切削抵抗力の
分散により切刃寿命が長くなる。
【0028】このように、本発明によると、剛性が向上
し、切屑の排出が容易になり、しかも食い付き性が向上
し、撓みや振動を防止でき、切削加工精度の向上、工具
の破損防止などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)、(B)は、一実施形態に係るボー
ルエンドミルの側面図及び底面図を示す。
【図2】図2は、同ボールエンドミルの円弧状切刃2の
a〜d点における掬い角を断面図として描いた円弧状切
刃2の掬い面の構成図を示す。
【図3】図3は、図1図示矢印III 方向から見たときの
切刃部1の側面図を示す。
【図4】図4(A)、(B)は、図1(A)に示すボー
ルエンドミルの切刃部1の拡大側面図及び図4(A)図
示B−B断面図を示す。
【図5】同ボールエンドミルの斜視図である。
【図6】本発明によるボールエンドミル及びその比較例
としての他社製超硬ボールエンドミルの切削試験データ
を示すグラフである。
【図7】同じく本発明によるボールエンドミル及びその
比較例としての他社製超硬ボールエンドミルの切削試験
データを示すグラフである。
【図8】同じく本発明によるボールエンドミル及びその
比較例としての他社製超硬ボールエンドミルの切削試験
データを示すグラフである。
【符号の説明】
2 円弧状切刃 2a 掬い面 a 円弧状切刃2の先端 d 円弧状切刃2の自由端(円弧状切刃2と外周部切
刃3との接続点、外周部切刃3の先端) 2b 稜線 3 外周部切刃 3a 掬い面 O ボールエンドミルの横断面の中心点 4 負の掬い角αをもつ直線 4’ 負の掬い角αをもつ直線に近い大きな半径の円弧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端部に円弧状切刃を有し、該円弧状切
    刃の自由端から外周部切刃が延在する略円柱状のボール
    エンドミルにおいて、 前記円弧状切刃の掬い面の掬い角が、円弧状切刃の先端
    から前記自由端に至る間、連続的に増大する負角となる
    よう、当該円弧状切刃の掬い面が形成されることを特徴
    とするボールエンドミル。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記円弧状切刃と前
    記外周部切刃との接続点において、前記円弧状切刃の掬
    い面の掬い角と前記外周部切刃の掬い面の掬い角とが一
    致しているとともに、前記円弧状切刃の掬い面と前記外
    周部切刃の掬い面とが同一の曲率を有していることを特
    徴とするボールエンドミル。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記外周部切
    刃の掬い面は、当該ボールエンドミルの横断面におい
    て、該横断面の中心点と該外周部切刃の先端とを結んだ
    仮想直線に対し負の掬い角をもつ直線又は直線に近い大
    きな半径の円弧により構成されていることを特徴とする
    ボールエンドミル。
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