JP2001121340A - ラフィングエンドミル - Google Patents

ラフィングエンドミル

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JP2001121340A JP30893299A JP30893299A JP2001121340A JP 2001121340 A JP2001121340 A JP 2001121340A JP 30893299 A JP30893299 A JP 30893299A JP 30893299 A JP30893299 A JP 30893299A JP 2001121340 A JP2001121340 A JP 2001121340A
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コーナ部の損傷を極力低減することができ、
耐久性を著しく改善することができるラフィングエンド
ミルを提供する。 【解決手段】 ラフィングエンドミルの底刃と各波状外
周切刃によって形成される各コーナ部のうち、コーナ角
が90°以下となるコーナ部にコーナ刃を設け、このコ
ーナ刃は、コーナ角が90°よりも大きいコーナ部の最
も突出している外周切刃および底刃よりも突出していな
い様に構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料などの切
削加工において、主に粗削り用として用いられるエンド
ミル(以下、ラフィングエンドミルと呼ぶ)に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】金属材料の切削加工における粗削り用と
して、工具母材の刃先部外周に連続した波状に形成され
たねじれ切刃(以下、「波状外周切刃」と呼ぶことがあ
る)を有するラフィングエンドミルが使用されており、
この様なラフィングエンドミルは、直線状の外周切れ刃
を有する通常のエンドミルに比べて、切削抵抗が小さ
く、また切り屑が細かく分断されるために切り屑が排出
されやすいといった、粗削りに優れた特徴がある。
【0003】図1は、ラフィングエンドミルの外観を示
す概略説明図であり、図中1は工具母材刃先部に複数ね
じれて形成された波状外周切刃、2は底刃、3は溝(切
り屑排出溝)、4は柄部、5は波状外周切刃1と底刃2
によって形成されるコーナ部、7はエンドミルの回転軸
を夫々示す。しかしながら、この様なラフィングエンド
ミルにおいては、コーナ部5の損傷が大きいという問題
があった。
【0004】こうしたことから、例えば特開平8−11
2709号、同7−299635号、同6−33581
7号等には、波状外周切刃の形状を工夫することによっ
て、ラフィングエンドミルの耐久性を向上させる技術が
提案されている。また、特開平9−29530号には、
波状外周切刃にホーニングを施して切刃の強度を高める
ことも提案されている。
【0005】しかしながら、上記の様なラフィングエン
ドミルでは、エンドミルの半径方向の切込み量が大きい
場合などでは、コーナ部5の損傷が依然として大きくな
りやすく、波状外周切刃の形状等を工夫するだけでは、
大きな性能改善を期待できないのが実状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした状況
の下になされたものであって、その目的は、コーナ部の
損傷を極力低減することができ、耐久性を著しく改善す
ることができるラフィングエンドミルを提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
のできた本発明のラフィングエンドミルとは、ラフィン
グエンドミルの底刃と各波状外周切刃によって形成され
る各コーナ部のうち、コーナ角が90°よりも小さくな
るコーナ部にコーナ刃を設け、このコーナ刃は、コーナ
角が90°以上となるコーナ部の最も突出している外周
切刃および底刃よりも突出していない様に構成したもの
である点に要旨を有するものである。
【0008】また、本発明の上記目的は、ラフィングエ
ンドミルの底刃と各波状外周切刃によって形成される全
てのコーナ部にコーナ刃を設けると共に、当該コーナ刃
と底刃の交点におけるコーナ刃のエンドミル先端側の始
点が、前記波状外周切刃の稜線よりもエンドミル軸心側
とし、且つ溝を介して隣接する各切刃の当該コーナ刃と
底刃の交点がエンドミル軸回転軌道上同じ位置にあっ
て、当該コーナ刃と底刃のなす角度を等しくすると共
に、前記コーナ刃が底刃となす角度および波状外周切刃
となす角度がともに90°よりも大きくなる様に構成す
ることによっても達成され、こうした構成を採用するこ
とによってラフィングエンドミルの耐久性を更に向上さ
せることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者らが検討したところによ
ると、前記図1に示した様な複数の波状外周切れ刃を有
するラフィングエンドミルのコーナ部5の損傷が大きく
なりやすい原因は、以下の理由によるものと考えられ
た。
【0010】ラフィングエンドミルのねじれた波状外周
切刃1が複数ある場合に、溝3を介して隣接する波状外
周切れ刃1の位相を同じにすると、波状外周切刃1の形
状がそのまま仕上げ面に転写されてしまうため、仕上げ
面が著しく悪くなる。このため、上記の様なラフィング
エンドミルでは、溝3を介して隣接する波状外周切刃1
の位相は、各波状外周切刃1でずれているのが通常であ
る。
【0011】図2は、波状外周切刃1が4枚であるラフ
ィングエンドミルを、エンドミルの回転軸7に対して回
転させて、エンドミル軸を含む平面に波状外周切刃1を
投影させた図である。この図2では、溝3を介して隣接
する波状外周切刃1のうねりの位相が、図2(a)→図
2(b)→図(c)→図2(d)になるにつれて、波状
外周切刃1における波のうねりのピッチの1/4ずつず
れている例を示したものである。尚、波状外周切刃1の
うねりの深さは、うねりのピッチの22%とたものであ
る。
【0012】図2に示した様に、波状外周切刃1と底刃
2によって形成される(波状外周切刃1の底刃側端点)
コーナ部5の角度(コーナ角θ)は、各波状外周切刃1
の位相によって異なり、図2では図(a)および(b)
の部分のコーナ部5では、90°よりも小さな鋭角にな
っている。そして、この様にコーナ角θが90°よりも
小さなコーナ部5の切刃の強度は弱く、こうした状況は
波状外周切刃1の形状を工夫しても改善することができ
ないのである。
【0013】そこで本発明者らは、上記の様な波状外周
切刃1を有するラフィングエンドミルにおけるコーナ部
5の損傷を軽減するために、様々な角度から検討した。
その結果、波状外周切刃1と底刃2によって形成される
コーナ部5に、適切なコーナ刃を設けるようにすれば、
ラフィングエンドミルのコーナ部5の耐久性を著しく向
上させ得ることを見出し、本発明を完成した。即ち、本
発明では、ラフィングエンドミルのコーナ部5の損傷を
軽減するために、波状外周切刃1と底刃2によって形成
されるコーナ部5に適切なコーナ刃を設けて、コーナ角
θが90°よりも小さくなるコーナ部5をなくせば、切
刃の強度を強くすることができ、ラフィングエンドミル
のコーナ部5における耐久性を著しく向上させることが
できたのである。
【0014】本発明のラフィングエンドミルの構成を図
面を用いて説明する。図3は、本発明のラフィングエン
ドミルの一構成例を底刃2側から見た概略説明図であ
る。また図4は、上記図3に示したラフィングエンドミ
ルを、エンドミルの回転軸に対して回転させて、エンド
ミル軸を含む平面に切刃を投影させた図である。尚、図
4(a)〜(d)は、図3における波状外周切刃1の位
相の位置(a)〜(d)に対応して示したものである。
【0015】図3、4に示した構成では、底刃2と波状
外周切刃1によって形成されるコーナ部5のうち、コー
ナ角θが90°よりも小さいのコーナ部5[図4
(a),(b)]に、コーナ刃6を設けることによっ
て、コーナ部5の強度を向上させラフィングエンドミル
の耐久性を向上させたものである。即ち、溝3を介して
隣接して複数形成される波状外周切刃1のうち、コーナ
角θが90°よりも小さいコーナ部5のみにコーナ刃6
を加えることにより、コーナ部5の切削負荷を低減させ
耐久性を向上させるものである。
【0016】このラフィングエンドミルでは、コーナ角
θが90°以上となるコーナ部5[図4(c),
(d)]にはコー刃6を設けないのであるが、前記コー
ナ刃6を、コーナ刃6を設けないコーナ部5の波状外周
切刃1や底刃2よりも突出させてしまうと、コーナ刃6
そのものの長さが小さくなるだけでなく、切刃が突出す
ることにより切削負荷が集中して加わることになるた
め、コーナ部5を補強する効果は得られにくくなる。
【0017】従って、図3、4に示したラフィングエン
ドミルでは、コーナ刃6を、コーナ角が90°以上とな
ってコーナ刃を設定しないコーナ部5の最も突出した波
状外周切刃1や底刃2よりも突出していない様にする必
要がある。こうした構成を採用することによって、コー
ナ角θが90°よりも小さく強度が弱いコーナ部5の切
削負荷を小さくすることができ、ラフィングエンドミル
の損傷を防止することができる。
【0018】尚、前記コーナ刃6を、他の波状外周切刃
1や底刃2よりも著しく後退させ過ぎると、波状外周切
刃1や底刃2を必要以上除去してしまうことになり、波
状外周切刃1や底刃2の性能を劣化させてしまうことに
なる。また、コーナ刃6の切削負荷量によっては、コー
ナ刃6と底刃2となす角度が90°以上となることが強
度上のぞましく、またコーナ刃6の製作も容易となる。
【0019】図5は、本発明のラフィングエンドミルの
他の構成例を底刃2側から見た概略説明図である。また
図6は、上記図5に示したラフィングエンドミルを、エ
ンドミルの回転軸に対して回転させて、エンドミル軸を
含む平面に切刃を投影させた図である。尚、図6(a)
〜(d)は、図5における波状外周切刃1の位相の位置
(a)〜(d)に対応して示したものである。
【0020】前記図3、4に示したラフィングエンドミ
ルでは、強度が不十分なコーナ部5のみにコーナ刃6を
設け、切削負荷を低減させることによって、ラフィング
エンドミルのコーナ部の耐久性を向上させるものである
が、図5、6に示した構成では、全てのコーナ部5に、
出入りのないコーナ刃6を設けることによって、このコ
ーナ刃6を積極的に切削に関与させてコーナ部の耐久性
を更に向上させるものである。
【0021】即ち、図5、6に示したラフィングエンド
ミルでは、底刃2と波状外周切刃1によって形成される
全てのコーナ部5にコーナ刃6を設け、このコーナ刃6
と底刃2の交点におけるコーナ刃6のエンドミル先端側
の始点6aが、波状外周切れ刃1の稜線1aよりもエン
ドミル軸心側にあるようにすることにより、コーナ角θ
が90°よりも小さくなるコーナ部5をなくし、耐久性
を向上させるものである。
【0022】尚、コーナ刃6と底刃2の交点であるコー
ナ刃6のエンドミル先端側の始点6aが、波状外周切刃
1の稜線1aよりもエンドミル軸中心側になければ、コ
ーナ刃6のエンドミル先端側の始点6aが、波状外周切
刃1のうねりの深さよりも浅くなってしまうので、底刃
2と波状外周切刃1によって形成される全てのコーナ部
5にコーナ刃6を設けることができない場合が生じる。
【0023】図5、6に示したラフィングエンドミルに
おいて、全コーナ刃6を積極的に切削に関与させて切削
性を向上させるために、製造上不可避的な誤差は除い
て、各コーナ刃6の出入りをできるだけ小さくし、各コ
ーナ刃6の切削時の負担を同じにする必要がある。この
ためには、溝3を介して隣接する各切れ刃の当該コーナ
刃6と底刃2の交点がエンドミル軸回転軌道上同じ位置
(図5における仮想円8上)にあって、当該コーナ刃6
と底刃2のなす角度(図6中αで示す)もほぼ等しくな
らなければならない。また、コーナ刃6と底刃2となす
角度αおよびコーナ刃6と波状外周切刃1となす角度β
がともに90°よりも大きくなるようにすれば、コーナ
刃6の外周刃側と底刃側の双方の強度をバランスよく強
化することができる。
【0024】尚、コーナ刃6の長さを長くすれば、ラフ
ィングエンドミルの耐久性向上には効果的であるが、通
常コーナ刃6はエンドミルの回転軸7と並行ではないの
で、加工物の削り残し量が増加するという欠点がある。
こうしたことから、コーナ刃6の長さは、加工部によっ
て許容される削りの残し量によって決定する必要があ
る。また、コーナ刃6の長さを長くし過ぎると、コーナ
刃6と前記回転軸7とがなす角度や波状外周切刃1の形
状によっては、エンドミル先端(底刃2)から2山め以
降の波状外周切刃1の山部にコーナ刃が接触することに
なる。こうした形態では、波状外周切刃1が波状になっ
たラフィングエンドミルの、切削抵抗が小さく、また切
り屑が細かく分断されるために切り屑が排出されやすい
といった、粗削りに優れた特徴が弱められることになる
ため望ましくないので、できるだけ避ける必要がある。
【0025】以下、実施例によって本発明のラフィング
エンドミルによる作用効果をより具体的に示すが、下記
実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後
記の趣旨に徴して設計変形することはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれるものである。
【0026】
【実施例】前記図3、4に示したラフィングエンドミル
(本発明品1)、前記図5、6に示したラフィングエン
ドミル(本発明品2)およびコーナ刃を設けていないラ
フィングエンドミル(従来品)を準備し、これらの各ラ
フィングエンドミルによる切削試験を行なった。
【0027】上記本発明品1は、4刃のコーナのうちコ
ーナ角が90°より小さい2刃のコーナに、他の切れ刃
よりも突出しないように、コーナ刃6を施したものであ
り、このコーナ刃6はエンドミル軸との角度が45°で
施されているものである。本発明品2(全コーナ角にコ
ーナ刃6を施したもの)では、コーナ刃6のエンドミル
先端側の始点6aは、外周切れ刃2の山部頂点からエン
ドミルの半径方向に、波状外周切刃1のうねりの深さ8
の1.5倍の長さとし、コーナ刃6と底刃2となす角度
は全刃125°、コーナ刃6とエンドミルの回転軸7と
はエンドミル先端側から柄側へ広がる方向に全コーナ刃
35°になっているものを用いた。また、コーナ刃6と
外周切れ刃1となす角度は90°〜137°と、十分な
強度を保つために90°以上の角度になるように製作さ
れている。このときの切削条件は下記の通りである。
【0028】(切削条件) エンドミル:4枚刃ラフィングエンドミル エンドミル直径:φ25mm 波状外周切刃:うねりピッチ1.8mm,うねり深さ
0.4mm エンドミル材質:粉末ハイス(AlTiNコーティング
処理品) 被削材:炭素工具鋼SK7(硬さHB195) 回転速度:460min-1(切削速度:36m/mi
n) 送り速度:230mm/min(0.5mm/rev) 切込み量:エンドミル半径方向10mm、エンドミル軸
方向5mm 切削油:水溶性切削油 切削方式:ダウンカット
【0029】切削試験結果を下記表1に示すが、本発明
のラフィングエンドミル(本発明品1、2)ではコーナ
刃を設けていない従来のラフィングエンドミルと比べて
コーナ部の損傷が低減され、耐久性が格段に向上してい
ることが分かる。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、波
状外周切刃と底刃によって形成されるコーナ部に適切な
コーナ刃を設けることによって、コーナ部の損傷を極力
低減することができ、耐久性を著しく改善することがで
きるラフィングエンドミルが実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】波状の外周切れ刃をもつラフィングエンドミル
の外観を示す。
【図2】波状外周切刃が4枚であるラフィングエンドミ
ルを、エンドミルの回転軸に対して回転させて、エンド
ミル軸を含む平面に切刃を投影させた図である。
【図3】本発明のラフィングエンドミルの一構成例を底
刃2側から見た概略説明図である。
【図4】図3に示したラフィングエンドミルを、エンド
ミルの回転軸に対して回転させて、エンドミル軸を含む
平面に切刃を投影させた図である。
【図5】本発明のラフィングエンドミルの他の構成例を
底刃2側から見た概略説明図である。
【図6】図5に示したラフィングエンドミルを、エンド
ミルの回転軸に対して回転させて、エンドミル軸を含む
平面に切刃を投影させた図である。
【符号の説明】
1 波状外周切刃 2 底刃 3 溝(切り屑排出溝) 4 柄部 5 コーナ部 6 コーナ刃 7 エンドミル回転軸
フロントページの続き (72)発明者 岡崎 泰崇 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179−1 神鋼コベルコツール株式会社内 (72)発明者 松本 元基 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179−1 神鋼コベルコツール株式会社内 Fターム(参考) 3C022 KK03 KK16 KK23 KK25 KK28 KK29

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラフィングエンドミルの底刃と各波状外
    周切刃によって形成される各コーナ部のうち、コーナ角
    が90°よりも小さくなるコーナ部にコーナ刃を設け、
    このコーナ刃は、コーナ角が90°以上となるコーナ部
    の最も突出している外周切刃および底刃よりも突出して
    いない様に構成したものであることを特徴とするラフィ
    ングエンドミル。
  2. 【請求項2】 ラフィングエンドミルの底刃と各波状外
    周切刃によって形成される全てのコーナ部にコーナ刃を
    設けると共に、当該コーナ刃と底刃の交点におけるコー
    ナ刃のエンドミル先端側の始点が、前記波状外周切刃の
    稜線よりもエンドミル軸心側とし、且つ溝を介して隣接
    する各切刃の当該コーナ刃と底刃の交点がエンドミル軸
    回転軌道上同じ位置にあって、当該コーナ刃と底刃のな
    す角度を等しくすると共に、前記コーナ刃が底刃となす
    角度および波状外周切刃となす角度がともに90°より
    も大きくなる様に構成したものであることを特徴とする
    ラフィングエンドミル。
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