JP2003251514A

JP2003251514A - 刃先交換式ボールエンドミル

Info

Publication number: JP2003251514A
Application number: JP2002053550A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kobayashi; 由幸小林
Original assignee: Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】インサート取付座に装着するインサートの取付
強度を向上させることにより、高能率切削加工を行って
もインサートに位置ずれが生じない刃先交換式ボールエ
ンドミルを提供する。【解決手段】工具本体１１の端部に前記工具本体の直線
状側壁を有する主インサート取付座１２と副インサート
取付座１３とを備え、前記主インサート取付座の直線状
側壁には主インサート１４に形成した直線状傾斜側面
を、前記副インサート取付座の直線状側壁には副インサ
ート１６に形成した直線状傾斜側面を当接した状態で前
記主インサートと副インサートとを着脱自在に装着した
刃先交換式ボールエンドミルであって、前記主インサー
トの直線状傾斜側面が前記主インサート取付座の直線状
側壁に拘束される長さをＬ、前記副インサートの直線状
傾斜側面が前記副インサート取付座の直線状側壁に拘束
される長さをｌとしたときに、ｌ≧Ｌとなるように構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具本体の端部に
形成したインサート取付座に、切刃を有するインサート
を着脱自在に装着した刃先交換式ボールエンドミルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】金型等の被切削材に断面が半円形または
円弧状の底面を有する溝加工を行う切削工具として、ボ
ールエンドミルが使用されている。ボールエンドミル
は、高速度鋼や超硬合金からなる工具本体の先端部に刃
先部を形成したソリッドタイプ、工具本体の端部に超硬
合金からなる切刃をろう付けしたタイプ、インサートを
工具本体の端部に形成したインサート取付座にねじ止め
手段により着脱自在に装着した刃先交換タイプが実用化
されている。このうち、刃先交換式ボールエンドミル
は、近年の高能率加工への要求に応じることができるた
め、特に２枚のインサートを装着したタイプが広く実用
化されている。

【０００３】ボールエンドミルは通常のスクエアタイプ
のエンドミルに比べて、切削抵抗のうち、軸方向の切削
抵抗である背分力が大きくなる。このため、刃先交換式
ボールエンドミルにおいては、高速度切削や重切削を行
うほど、切削加工中にこの切削抵抗によりインサートの
位置ずれが生じやすくなる。従って、刃先交換式ボール
エンドミルは、インサートの取付強度と取付精度が特に
強く要求される切削工具である。従来から刃先交換式ボ
ールエンドミル、特にそのインサートの取付け構造につ
いては種々の構成が提案されている。その一例として、
本出願人が先に出願した実公平８−４９６３号公報に記
載の刃先交換式ボールエンドミルの構成を図１３〜図１
８に示す。図１３および図１４にその全体構成例を示す
ように、従来の刃先交換式ボールエンドミルは、略円柱
状の工具本体１の先端部（ボール部）に、回転中心とな
る軸中心線Ｏに対して略１８０°の位置に主インサート
取付座２、副インサート取付座３を形成し、主インサー
ト取付座２には主インサート４が、副インサート取付座
３には副インサート５が、ねじ孔を介して止めねじ６に
より着脱自在に装着する構成になっている。この主イン
サート４には、図１６に示すように、すくい面となる上
面４ａ方向から見ると、略１／４円の円弧状の傾斜側面
４ｂと、この円弧状傾斜側面４ｂに滑らかに連なる直線
状傾斜側面４ｃとが、止めねじ６が挿入されるねじ孔７
に対して対称に一対ほど形成されている。そして、図１
７に示すように、円弧状傾斜側面４ｂと直線状傾斜側面
４ｃとの２つの交線４ｅ、４ｆ間ですくい面となる上面
４ａを半径Ｒ１の凸状曲面とし、さらに、円弧状傾斜側
面４ｂ、直線状傾斜側面４ｃと上面４ａとが交差する稜
線部には切刃８が形成されている。また、主インサート
４の底面４ｄには、直線状凹部９が形成されている。

【０００４】副インサート５は、上記した主インサート
４の形状と若干小さいほぼ相似形になっており、上記し
た主インサート４と同様な円弧状傾斜側面、直線状傾斜
側面、切刃、さらにその底面には直線状凹部が形成され
ている。なお、主インサート４は軸中心線Ｏまで切刃を
有し、副インサート５は軸中心線Ｏ付近を除いて切刃を
有するように、主インサート４は主インサート取付座２
に、副インサート５は副インサート取付座３に装着され
ている。主インサート４が装着される主インサート取付
座２には、図１４および図１５に示すように、工具本体
１の回転方向を向く底面２ａ、この底面２ａから工具本
体１の回転方向側に起立する側壁２ｂが形成されてい
る。この側壁２ｂは、図１５に示すように、３つの側壁
２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３から構成されている。第１の側
壁２ｂ１は、主インサート取付座２の底面２ａに直交す
る上方から見て、工具本体１の先端部から軸中心線Ｏ方
向に沿って直線状に形成されている。第２の側壁２ｂ２
は、同じく底面２ａに直交する上方から見てほぼ直線状
であり、第１の直線状側壁２ｂ１に鈍角で交わるように
形成されている。さらに、第３の壁面２ｂ３は、同じく
底面２ａに直交する上方から見てほぼ直線状であり、第
２の側壁２ｂ２に鈍角で交わり、かつ工具本体１の先端
部を向くように形成されている。また、主インサート取
付座２の底面２ａには、図１８に示すように、主インサ
ート４の底面４ｄに形成した直線状凹部９が嵌合する直
線状凸部１０が形成されている。

【０００５】副インサート５が装着される副インサート
取付座３にも、上記した主インサート取付座２と同様
に、その底面から起立する３つの直線状側壁と、底面に
は副インサート５の底面に形成した直線状凹部が嵌合す
る直線状凸部が形成されている。上記した従来の刃先交
換式ボールエンドミルにおいて、主インサート４は次の
手順により主インサート取付座に装着される。まず、主
インサート４の直線状凹部９を主インサート取付座２に
形成した直線状凸部１０に嵌合させる。続いて、主イン
サート４の直線状傾斜側面４ｃを主インサート取付座２
の直線状側壁２ｂ１に当接させた状態で、主インサート
４を主インサート取付座２上に位置決めする。続いて、
主インサート４をねじ孔７を介して止めねじ６により主
インサート取付座２に固定する。このとき、主インサー
ト４は、その直線状傾斜側面４ｃが主インサート取付座
２の直線状側壁２ｂ１に当接した状態で固定される。副
インサート５を副インサート取付座３に装着する場合
も、上記した主インサート４の装着手順と同様に行う。
そして、このような刃先交換式ボールエンドミルを使用
して切削加工を行う場合には、工具本体１を軸中心線Ｏ
回りに回転させ、工具本体１を軸中心線Ｏと交差する方
向に送りながら、主インサート４、副インサート５の切
刃により断面が半円形状、あるいは円弧状の底面を有す
る溝加工を行う。

【０００６】このような従来の刃先交換式ボールエンド
ミルにおいては、図１５に示すように、主インサート４
に形成した直線状傾斜側面４ｃの長さをＬｃ、副インサ
ート５に形成した直線状傾斜側面５ｃの長さをｌｃとし
たときに、Ｌｃ＞ｌｃにしていた。このため、主インサ
ート４、副インサート５をインサート取付座に装着した
ときに、主インサート４の直線状傾斜側面４ｃが主イン
サート取付座２に形成した直線状側壁２ｂ１（軸線Ｏ方
向に延びる側壁）に当接して拘束される長さＬは、副イ
ンサート５の直線状傾斜側面が副インサート取付座３に
形成した直線状側壁（軸線Ｏ方向に延びる側壁）に当接
して拘束される長さｌより大きくなっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の刃
先交換式ボールエンドミルを用いて切削加工を行うとき
に、主インサート４や副インサート５の直線状傾斜側面
や円弧状傾斜側面に対抗する方向からかかる切削加工負
荷は、主インサート４、副インサート５の軸中心線Ｏに
沿って固定された直線状傾斜側面から、インサート取付
座２、３の底面に起立し軸中心線Ｏに沿って形成された
直線状側壁（主インサート取付座２の場合は、直線状側
壁２ｂ１）に作用する。このような切削加工負荷は、主
インサート４、あるいは副インサート５をそのねじ孔７
の回りに回転させようとする回転力として作用する。

【０００８】主インサート４、あるいは副インサート５
にこのような回転力が作用しても、通常の切削において
は、上記軸中心線Ｏ方向に沿った直線状側壁による拘束
力と、インサート底面に形成した直線状凹部とインサー
ト取付座に形成した直線状凸部との嵌合による拘束力と
により、主インサート４、副インサート５の位置ずれは
防止することができる。しかし、過大な切削加工負荷が
作用するような高能率（高速のテーブル送り）、かつ重
切削を行う場合には、主インサート４あるいは副インサ
ート５の位置ずれが発生しやすくなり、びびり振動の発
生による加工精度の低下、あるいはインサート底面に形
成した直線状凹部やインサート取付座に形成した直線状
凸部に損傷が生じ、さらに主インサート４、副インサー
ト５に破損が発生する恐れが生じてくる。特に、刃径が
５０ｍｍ以下の刃先交換式ボールエンドミルに装着した
副インサート５に、上記のような不具合が発生しやす
い。

【０００９】副インサート５にこのような不具合が発生
しやすくなる理由は次の通りである。従来の刃先交換式
ボールエンドミルは、副インサート５の直線状傾斜側面
５ｃの長さｌｃは、主インサート４の直線状傾斜側面４
ｃの長さＬｃより短くしている。従って、副インサート
５の直線状傾斜側面５ｃが副インサート座３の直線状側
壁により拘束される長さｌは、主インサートの直線状傾
斜側面４ｃが主インサート座２の直線状側壁２ｂ１に拘
束される長さＬより短くなる。このため、インサート取
付座へのインサートの取付強度、特に切削加工負荷に対
する位置ずれ拘束力は、主インサート４より副インサー
ト５の方が低くなっているため、副インサート５に位置
ずれが生じやすくなるからである。

【００１０】そこで本発明の目的は、従来の刃先交換式
ボールエンドミルにおいて、インサートの取付強度およ
び取付精度をさらに改良し、これにより高能率かつ高い
切削加工精度を得ることができる刃先交換式ボールエン
ドミルを提供することにある。本発明は、次のような技
術思想に基づいてなされたものである。刃先交換式ボー
ルエンドミルを用いて金型等の複雑形状の切削加工を高
能率で行うためには、刃径は５０ｍｍ以下の切削工具を
使用した方がよい。しかし、従来の刃先交換式ボールエ
ンドミルにおいては、主インサートの直線状傾斜側面が
主インサート取付座に形成した直線状側壁に拘束される
長さは、副インサートの直線状傾斜側面が副インサート
取付座に形成した直線状側壁に拘束される長さより大き
くしていたために、切削加工中において、副インサート
の方に位置ずれが発生しやすかった。そこで、本発明者
は副インサートの直線状傾斜側面が副インサート取付座
に拘束される長さを可能な限り大きくすれば、副インサ
ートの位置ずれを防止することができることに着目し
た。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、工具本体の端
部に前記工具本体の直線状側壁を有する主インサート取
付座と副インサート取付座とを備え、主インサート取付
座の直線状側壁には主インサートに形成した直線状傾斜
側面を、副インサート取付座の直線状側壁には副インサ
ートに形成した直線状傾斜側面部を当接した状態でこれ
ら主インサートと副インサートとを着脱自在に装着した
刃先交換式ボールエンドミルであって、主インサートの
直線状傾斜側面が主インサート取付座の直線状側壁に拘
束される長さをＬ、副インサートの直線状傾斜側面が副
インサート取付座の直線状側壁に拘束される長さをｌと
したときに、ｌ≧Ｌとした刃先交換式ボールエンドミル
である。また、本発明は、この刃先交換式ボールエンド
ミルの刃径をＤとしたときに、ｌ／Ｄを０．３以上、望
ましくは０．３〜０．６にした刃先交換式ボールエンド
ミルである。

【００１２】さらに本発明は、主インサートと副インサ
ートの底面には直線状凹部または直線状凸部を有し、主
インサート取付座には前記主インサートの直線状凹部ま
たは直線状凸部と嵌合する直線状凸部または直線状凹部
を備え、さらに副インサート取付座には前記副インサー
トの直線状凹部または直線状凸部と嵌合する直線状凸部
または直線状凹部を備えている刃先交換式ボールエンド
ミルである。さらに本発明は、主インサートと副インサ
ートはその上面から挟圧固定されるクランプ駒を備える
ことにより、主インサートまたは副インサートのインサ
ート取付座への取付強度をさらに向上させた刃先交換式
ボールエンドミルである。

【００１３】本発明において、刃径をＤ、副インサート
の直線状傾斜側面が副インサート取付座の直線状側壁に
拘束される長さをｌとしたときに、ｌ／Ｄを０．3以上
にする理由は下記の通りである。すなわち、ｌ／Ｄが
０．３より小さいと、副インサートの直線状傾斜側面が
副インサート取付座に拘束される長さが短くなり、副イ
ンサートの取付強度が向上せず、高速テーブル送りによ
る切削加工を行うと、副インサートの位置ずれが生じや
すくなる。一方、ｌ／Ｄが０．６を越えると、副インサ
ートの取付座の軸中心線Ｏ方向の長さが大きくなって、
工具本体の剛性が低下する。このためびびり振動が発生
しやすくなって、切削加工精度が低下するからである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第1の実施の形
態を示す２枚刃タイプの刃先交換式ボールエンドミルの
平面図を示し、その刃径はＤである。図１において、工
具本体１１の先端ボール部には、回転軸となる軸中心線
Ｏに対して略１８０°の位置にあるインサートポケット
部に連なる主インサート取付座１２、副インサート取付
座１３が形成されている。主インサート取付座１２に
は、主インサート１４が止めねじ１５によりねじ孔１７
（図４に示す）を介して着脱自在に装着されている。同
様に、副インサート取付座１３にも、副インサート１６
が止めねじ１５により着脱自在に装着されている。な
お、主インサート１４は軸中心線Ｏまで切刃を有し、副
インサート１６は軸中心線Ｏ付近を除いて切刃を有する
ように、それぞれ主インサート取付座１２、副インサー
ト取付座１３に装着されている。さらに、工具本体１１
には、止めねじにより補助インサートｈ１、ｈ２が着脱
自在に装着されている。補助インサートｈ１、ｈ２は、
深彫り加工を行うときに外周刃の役目をするもので、必
要に応じて設けるものである。

【００１５】主インサート１４は、図４に示すように、
すくい面となる上面１４ａ方向から見て、略１／４円の
円弧状の傾斜側面１４ｂと、この円弧状傾斜側面１４ｂ
に滑らかに連なる長さＬｃの直線状傾斜側面１４ｃと
が、止めねじ１５が挿入されるねじ孔１７に対して対称
になるように各一対ほど形成されている。そして、円弧
状傾斜側面１４ｂと直線状傾斜側面１４ｃとの交線１４
ｄ、１４ｆ間ですくい面となる上面１４ａは、図１７に
示す従来の主インサートと同様に、半径R１の凸状曲面
になっている。さらに主インサート１４には、円弧状傾
斜側面１４ｂ、直線状傾斜側面１４ｃと上面１４ａとが
交差する稜線部に切刃１８が形成されている。なお鎖線
で示す１９、２０は、主インサート１４の底面１４ｅに
形成した直線状凹部である。これら直線状凹部１９、２
０は、直線状傾斜側面１４ｃの延長線となす角度が９０
°以下のθになるように設けられている。

【００１６】副インサート１６は、図５に示すように、
すくい面となる上面１６ａ方向から見て、略１／４円の
円弧状の傾斜側面１６ｂと、この円弧状傾斜側面１６ｂ
に滑らかに連なる長さｌｃの直線状傾斜側面１６ｃと
が、止めねじ１５が挿入されるねじ孔２１に対して対称
になるように各一対ほど形成されている。そして、主イ
ンサート１４と同様に、円弧状傾斜側面１６ｂと直線状
傾斜側面１６ｃとの交線１６ｄ、１６ｆ間ですくい面と
なる上面１６ａは、半径R１の凸状曲面になっている。
さらに副インサート１６には、円弧状傾斜側面１６ｂ、
直線状傾斜側面１６ｃと上面１６ａとが交差する稜線部
に切刃２２が形成されている。なお、鎖線で示す２３、
２４は副インサート１６の底面１６ｅに形成した直線状
凹部である。これらの直線状凹部２３、２４は、直線状
傾斜側面１６ｃの延長線となす角度は９０°以下のθに
なるように設けられている。

【００１７】続いて、インサート取付座の構成を図６に
基づいて説明する。主インサート取付座１２は、工具本
体１１の回転方向を向く底面１２ａと、底面１２ａの上
方から見てこの底面１２ａから工具本体１１の回転方向
側に起立する円弧状側壁１２ｂと直線状側壁１２ｃとを
備えている。直線状側壁１２ｃは、軸中心線Ｏ方向に直
線状に延びる壁面であって、その長さＬｚは、主インサ
ート１４の直線状傾斜側面１４ｃの長さＬｃに対して僅
かに短い長さに形成されている。円弧状側壁１２ｂは、
略１／４円の円弧状に形成された壁面であり、主インサ
ート１４の円弧状傾斜側面１４ｂとほぼ同じ形になって
いる。また、底面１２ａには、直線状に延びる凸部２
５、２６と、ねじ孔２７が形成されている。この直線状
凸部２５、２６は、主インサート１４の底面１４ｅに形
成した直線状凹部１９、２０と嵌合するために設けられ
ている。

【００１８】次に副インサート取付座１３の構成を図７
に基づいて説明する。副インサート取付座１３は、主イ
ンサート取付座１２と同様に、工具本体１１の回転方向
を向く底面１３ａと、底面１３ａの上方から見てこの底
面１３ａから工具本体１１の回転方向側に起立する円弧
状側壁１３ｂと直線状側壁１３ｃとを備えている。直線
状側壁１３ｃは、軸中心線Ｏ方向に沿って直線状に延び
る壁面であって、その長さｌｚは、副インサート１６の
直線状傾斜側面１６ｃの長さｌｃに対して僅かに短い長
さに形成されている。円弧状側壁１３ｂは、略１／４円
の円弧状に形成した壁面であり、副インサート１６の円
弧状傾斜側面１６ｂとほぼ同じ形になるように形成され
ている。また、底面１３ａには、直線状に延びる凸部２
８、２９と、ねじ孔３０が形成されている。この直線状
凸部２８、２９は、副インサート１６の底面１６ｅに形
成した直線状凹部２３、２４と嵌合するために設けられ
ている。

【００１９】上記した本発明の第１の実施の形態におい
ては、主インサート１４の直線状傾斜側面１４ｃの長さ
をＬｃ、副インサート１６の直線状傾斜側面１６ｃの長
さをｌｃとしたとき、ｌｃ≧Ｌｃになるように主インサ
ート１４、副インサート１６を形成している。さらに、
主インサート取付座１２の直線状側壁１２ｃの長さをＬ
ｚ、副インサート取付座１３の直線状側壁１３ｃの長さ
をｌｚとしたとき、ｌｚ≧Ｌｚとなるように主インサー
ト取付座１２、副インサート取付座１３を形成してい
る。

【００２０】以上に説明した本発明の第1の実施の形態
である刃先交換式ボールエンドミルは、次のようにして
主インサート１４と副インサート１６とをインサート取
付座に装着する。主インサート１４については、その底
面１４ｅに形成した２条の直線状凹部１９、２０を主イ
ンサート取付座１２に形成した直線状凸部２５、２６に
嵌合させた後、その直線状傾斜側面１４ｃを主インサー
ト取付座１２の直線状側壁１２ｃに当接させた状態で、
主インサート取付座１２上に位置決めする。続いて、こ
の主インサート１４を止めねじ１５によりねじ孔１７を
介して主インサート取付座１２に固定する。これによ
り、主インサート１４はその直線状傾斜側面１４ｃが主
インサート取付座１２の直線状側壁１２ｃに当接して拘
束された状態で強固に固定される。副インサート１６を
副インサート取付座１３に装着する場合も、上記した主
インサート１４の装着手順と同様に行う。そして、この
ような刃先交換式ボールエンドミルを使用して切削加工
を行う場合には、工具本体１１を軸中心線Ｏ回りに回転
させながら、工具本体１１を軸中心線Ｏと交差する方向
に送って、主インサート１４、副インサート１６の切刃
１８、２２により断面が半円形状あるいは円弧状の底面
を有する溝を加工することができる。

【００２１】上記した本発明の刃先交換式ボールエンド
ミルを用いて切削加工を行っているとき、切削加工負荷
は主インサート１４や副インサート１６の直線状傾斜側
面や円弧状傾斜側面に対抗する方向から作用する。この
切削加工負荷は、主インサート取付座１２と副インサー
ト取付座１３に起立して形成した直線状側壁、その底面
に形成した直線状凸部、および止めねじに作用する。し
かし、本発明においては、主インサート１４はその直線
状傾斜側面１４ｃが主インサート座１２の直線状側壁１
２ｃに当接し、そのずれを防止するための拘束長さＬ
は、従来の刃先交換式ボールエンドミルと同様に十分長
く確保されている。これにより、主インサート１４をね
じ孔１７の回りに回転させようとする回転力は、この直
線状側壁１２ｃ、主インサート１４の底面１４ｅに形成
した直線状凹部１９、２０と主インサート取付座１２に
形成した２条の直線状凸部２５、２６との嵌合による拘
束力、および止めねじ１５の締付力により防止すること
ができる。

【００２２】一方、副インサート１６については、その
直線状傾斜側面１６ｃの長さをｌｃ、主インサート１４
の直線状傾斜側面１４ｃの長さをＬｃ、主インサート座
１２の直線状側壁１２ｃの長さをLｚ、副インサート取
付座の直線状側壁１３ｃの長さをｌｚとしたときにｌｃ
≧Ｌｃ、ｌｚ≧Ｌｚとしている。さらに、副インサート
１６の直線状傾斜側面１６ｃが副インサート座１３の直
線状側壁１３ｃに当接してそのずれを防止するための拘
束長さをｌ、主インサート１４の直線状傾斜側面１４ｃ
が主インサート座１２の直線状側壁１２ｃに当接してそ
のずれを防止するための拘束長さをＬとしたとき、ｌ≧
Ｌになるようにしている。これにより、切削加工時に副
インサート１６を回転させようとする回転力は、この十
分な拘束長さｌにより阻止することが可能になる。さら
に、副インサート１６の底面１６ｅに形成した直線状凹
部２３、２４と、副インサート取付座１３に形成した２
条の直線状凸部の少なくとも２８、２９のいずれかとの
嵌合による拘束力、止めねじ１５の締付力により、副イ
ンサート１６の位置ずれをより確実に阻止することがで
きるようになる。

【００２３】なお、上記した第1の実施の形態におい
て、刃先交換式ボールエンドミルの刃径をＤとしたと
き、ｌ／Ｄは０．３以上、望ましくは０．３〜０．６に
なるような構成にすると、工具本体１１の剛性を低下さ
せることなく、副インサート１６の取付強度や取付精度
を向上させることができる。

【００２４】続いて、本発明の第２の実施の形態につい
て説明する。第２の実施の形態が前記した第１の実施の
形態と相違する点は、副インサートのみに第１と第２の
直線状傾斜側面を設け、これら２箇所の直線状傾斜側面
を副インサート取付座に形成した直線状側壁で拘束する
ようにしたことにある。以下、図８〜図１０に基づいて
説明する。図８に示す副インサート３１には、ねじ孔２
１を対称にして、円弧状傾斜側面３１ｂ、第１の直線状
傾斜側面３１ｃ、この第１の直線状傾斜側面３１ｃに連
なって第２の直線状傾斜側面３１ｄがそれぞれ一対ほど
形成されている。第１の直線状傾斜側面３１ｃと第２の
直線状傾斜側面３１ｄとは、略直行した向きになるよう
にしている。なお、第２の直線状傾斜側面３１ｄの長さ
は第１の直線状傾斜側面３１ｃの１／２以下、望ましく
は１／７〜１／２程度にするとよい。また、第1の直線
状傾斜側面３１ｃと第２の直線状傾斜側面３１ｄとの境
界部には微小な面取り部を設けるとよい。また、副イン
サート３１の底面には、図７に示す副インサート１３と
同様に、２条の直線状凹部３２，３３が形成されてい
る。その他の副インサート３１の形状は、前記した副イ
ンサート１６の形状とほぼ同様である。

【００２５】図９は、図１に示すような工具本体１１の
副インサート座の形状を改良し、副インサート３１を装
着したときの刃先交換式ボールエンドミルの正面図を示
す。主インサートは、図１に示す直線状傾斜側面１４ｃ
を有する主インサート１４を装着したものである。ま
た、図１０は図９に示す副インサート座３４の構成を説
明するための正面図である。図９および図１０に示すよ
うに、副インサート３１を装着する副インサート取付座
３４は、その底面３４ａから第１の直線状側壁３４ｃと
第２の直線状側壁３４ｄを起立させている。第１の直線
状側壁３４ｃは軸中心線Ｏ方向に沿って形成し、第２の
直線状側壁３４ｄは軸中心線Ｏ方向と略直交する方向に
形成する。そして、副インサート３１を副インサート取
付座３４に装着したときに、第１の直線状側壁３４ｃが
副インサート３１の第１の直線状傾斜側面３１ｃを拘束
し、第２の直線状側壁３４ｄが副インサート３１の第２
の直線状傾斜側面３１ｄを拘束するようにする。このと
き、第１の直線状側壁３４ｃと第２の直線状側壁３４ｄ
とが、副インサート３１の第１の直線状傾斜側面３１ｃ
と第２の直線状傾斜側面３１ｄとを拘束する長さの和
が、主インサート１４の直線状傾斜側面１４ｃが主イン
サート取付座１２の直線状側壁１２ｃに拘束される長さ
Ｌ以上になるようにする。

【００２６】上記した本発明の第２の実施の形態におい
ては、第１の実施の形態と比較して、副インサート３１
に形成した第１および弟２の直線状傾斜側面３１ｃ、３
１ｄをその向きが異なるように形成したことにより、副
インサート３１を副インサート取付座３４に形成した２
箇所の直線状側壁３４ｃ、３４ｄにより強固に固定する
ことが可能になり、一層の高能率の切削加工ができるよ
うになる。

【００２７】続いて、本発明の第３の実施の形態を図１
１に基づいて説明する。第３の実施の形態は、前記した
第１、第2の実施の形態で説明した刃先交換式ボールエ
ンドミルの主インサート１４、副インサート１６、３１
を、さらにクランプ駒を用いて、強固に挟圧固定したこ
とに特徴がある。すなわち、図１１に示すように、クラ
ンプ駒３７を止めねじ３８により工具本体１１に締め付
けることにより、主インサート１４、副インサート１６
あるいは３１をその上面から強固に挟圧してその拘束力
を向上させたものである。この第３の実施の形態におい
ては、主インサート、副インサートはその直線状傾斜側
面が主インサート取付座、副インサート取付座に形成し
た直線状側壁により拘束されること、主インサート１
４、副インサート１６あるいは３１の底面に形成した直
線状凹部と主インサート取付座、副インサート取付座の
底面に形成した直線状凸部との嵌合による拘束力、止め
ねじ１５による拘束力に加えて、このクランプ駒３７に
よる拘束力により、第1および第2の実施の形態より、一
段と主インサート１４、副インサート１６の位置ずれを
防止することが可能になる。

【００２８】なお、上記した本発明の第１、２、３の実
施の形態においては2枚刃の例について説明したが、本
発明は３枚刃の刃先交換式ボールエンドミルにも適用で
きる。さらに、主インサートおよび副インサートの底面
に直線状凹部、主インサート座および副インサート座に
はこの直線状凹部と嵌合する直線状凸部を備えた例につ
いて説明したが、これら直線状凹部、直線状凸部の形成
位置は逆にしてもよい。また、２条の直線状凹部と直線
状凸部を備えた例について説明したが、対称中心となる
ねじ孔を通る１条の直線状凹部と直線状凸部を形成して
もよい。

【００２９】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の実施例について
説明する。本発明の効果を確認するために、材質Ｓ５０
Ｃからなる被切削材について溝加工の切削テストを行っ
てみた。まず、図４および図５に示すような形状の主イ
ンサートと副インサート、すなわち、一対の直線状傾斜
側面を備え、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金からなり数種の寸法
値を有する主インサート、副インサートを工具本体（材
質：ＳＣＭ４４０）のインサート取付座に装着し、かつ
前記したｌ／Ｄの値を０．１〜０．９にした9種の刃先
交換式ボールエンドミルを製造した。そして、工作機械
のテーブル送り速度を８００ｍｍ／分まで変化さて溝の
切削加工を行ったとき、テストした刃先交換式ボールエ
ンドミルのびびり振動の発生と、副インサートの刃先部
及びボディの破損状況とについて調査した。なお、テス
トした刃先交換式ボールエンドミルの全長は１５０ｍ
ｍ、刃径は２０ｍｍ、主インサートの直線状傾斜側面が
主インサート座の直線状側壁により拘束される長さ
（Ｌ）は７ｍｍ〜９ｍｍ、副インサートの直線状傾斜側
面が副インサート座の直線状側壁により拘束される長さ
（ｌ）は２ｍｍ〜１８ｍｍとした。

【００３０】（実施例２）図８に示すような第１の直線
状傾斜側面と第2の直線状傾斜側面とを有し、かつこれ
ら側面の長さを変えた数種類の副インサートと、これら
の副インサートを装着するためのインサート取付座を備
えた工具本体を製作して、切削加工テストを行った。な
お、テストした刃先交換式ボールエンドミルの仕様は、
刃径は第1実施例と同様に２０ｍｍ、全長は同じく１５
０ｍｍ、主インサートの第１の直線状傾斜側面が主イン
サート座の第1の直線状側壁により拘束される長さは７
ｍｍ〜９ｍｍ、副インサートの第2の直線状傾斜側面が
副インサート座の第2の直線状側壁により拘束される長
さは１．４ｍｍ〜５ｍｍとした。また、工作機械の切削
条件、被切削材の材質、および切削加工結果の評価は実
施例１と同一にした。

【００３１】なお、上記実施例１および実施例２と比較
するために、全長は同じく１５０ｍｍ、刃径２０ｍｍ、
主インサートの直線状傾斜側面が主インサート取付座の
直線状側壁により拘束される長さ８ｍｍ、副インサート
の直線状傾斜側面が副インサート取付座の直線状側壁に
より拘束される長さ６ｍｍの従来の刃先交換式ボールエ
ンドミルを比較例として製作し、上記実施例１、２と同
じ条件で切削加工テストを行った。

【００３２】実施例１および実施例２による切削加工の
テスト結果を図１２に示す。図１２は、横軸はｌ／Ｄの
値、縦軸は工作機械のテーブル送り速度を示し、棒グラ
フは正常に切削加工が継続できた領域、エンドミルにび
びり振動が発生した領域、または主インサートまたは副
インサートの切刃部に破損の発生が認められた領域を示
している。なお、図１２において、棒グラフＡは実施例
１、棒グラフＢは実施例２、棒グラフＣは上記比較例の
刃先交換式ボールエンドミルのテスト結果を示す。図１
２に示す切削加工結果から次のことが判明した。

【００３３】図１２に示す切削加工のテスト結果から次
のことが判明した。１）ｌ／Ｄの値が０．３〜０．６の刃先交換式ボールエ
ンドミルは、テーブル送り速度を７００ｍｍ／分の高速
にしても正常に切削加工を行うことができた。２）ｌ／Ｄの値が０．３〜０．６を外れた刃先交換式ボ
ールエンドミルは、各々テーブル送り速度が２００〜７
００ｍｍ／分の範囲で正常な切削加工ができたが、これ
以上送り速度を上げるとびびり振動や、切刃部の破損が
認められた。３）前記本発明の第２の実施の形態で説明した構成、す
なわち、副インサートに第1と第2の直線状傾斜側面を形
成し、これら2箇所の直線状傾斜側面を副インサート座
の直線状側壁で拘束すると、副インサートの直線状傾斜
側面の１箇所のみを拘束する第1の実施の形態と比較し
て、よりテーブル送り速度を向上させることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明した本発明は次のような効果
を有している。１）副インサートに形成した直線状側面の長さは、主イ
ンサートに形成した直線状傾斜側面の長さに等しいか、
それ以上の長さを有するように形成しているので、副イ
ンサートを副インサート取付座に形成した直線状側壁に
より強固に拘束することができる。２）上記１）により、刃径が小さい刃先交換式ボールエ
ンドミルにおいても、切削加工中の副インサートの位置
ずれをより確実に防止することができ、速い送り速度で
精度の高い切削加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の刃先交換式ボールエンドミルの第1の
実施の形態を示す正面図である。

【図２】図１の先端ボール部の側面図を示し、主インサ
ートの装着状態を説明するための図である。

【図３】図１の先端ボール部の側面図を示し、副インサ
ートの装着状態を説明するための図である。

【図４】図１に示す刃先交換式ボールエンドミルに用い
るインサートの正面図であり、主インサートを示す。

【図５】図１に示す刃先交換式ボールエンドミルに用い
るインサートの正面図であり、副インサートを示す。

【図６】図１に示す刃先交換式ボールエンドミルのイン
サート取付座の構成を説明するための正面図であって、
主インサート取付座を示す。

【図７】図１に示す刃先交換式ボールエンドミルのイン
サート取付座の構成を説明するための正面図であって、
副インサート取付座を示す。

【図８】本発明の第２の実施の形態に用いる副インサー
トの構成を説明するための正面図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態を示す刃先交換式ボ
ールエンドミルの正面図である。

【図１０】図９に示す刃先交換式ボールエンドミルの副
インサート座の構成を説明するための正面図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態を示す刃先交換式
ボールエンドミルの正面図である。

【図１２】本発明の刃先交換式ボールエンドミルを用い
て切削加工テストを行ったとき、正常に加工できたテー
ブル送り速度の領域を示す線図である。

【図１３】従来の刃先交換式ボールエンドミルを示す正
面図である。

【図１４】図１４に示す従来の刃先交換式ボールエンド
ミルの側面図である。

【図１５】図１４に示す従来の刃先交換式ボールエンド
ミルの先端部の構成を説明するための部分拡大正面図で
ある。

【図１６】図１４に示す従来の刃先交換式ボールエンド
ミルに装着する主インサートの正面図である。

【図１７】図１６に示す主インサートの側面図である。

【図１８】図１３に示す従来の刃先交換式ボールエンド
ミルの主インサート取付座の構成を説明するための側面
図である。

【符号の説明】

１１：工具本体１２：主インサート取付座１２ａ：底面１２ｂ：円弧状側壁１２ｃ：直線状側壁１３：副インサート取付座１３ａ：底面１３ｂ：円弧状側壁１４：主インサート１４ａ：上面１４ｂ：円弧状傾斜側面１４ｃ：直線状傾斜側面１４ｄ：交線１４ｅ：底面１４ｆ：交線１５：止めねじ１６：副インサート１６ａ：上面１６ｂ：円弧状傾斜側面１６ｃ：直線状傾斜側面１６ｄ：交線１６ｅ：底面１６ｆ：交線１７：ねじ孔１８：切刃１９：直線状凹部２０：直線状凹部２１：ねじ孔２２：切刃２３：直線状凹部２４：直線状凹部２５：直線状凸部２６：直線状凸部２７：ねじ孔２８：直線状凸部２９：直線状凸部３０：ねじ孔３１：副インサート３１ｂ：円弧状傾斜側面３１ｃ：第１の直線状傾斜側面３１ｄ：第２の直線状傾斜側面３２、３３：直線状凹部３４：副インサート座３４ａ：底面３４ｃ：第１の直線状側壁３４ｄ：第２の直線状側壁３５、３６：直線状凸部３７：クランプ駒３８：止めねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具本体の端部に前記工具本体の直線状側
壁を有する主インサート取付座と副インサート取付座と
を備え、前記主インサート取付座の直線状側壁には主イ
ンサートに形成した直線状傾斜側面を、前記副インサー
ト取付座の直線状側壁には副インサートに形成した直線
状傾斜側面を当接した状態で前記主インサートと副イン
サートとを着脱自在に装着した刃先交換式ボールエンド
ミルであって、前記主インサートの直線状傾斜側面が前
記主インサート取付座の直線状側壁に拘束される長さを
Ｌ、前記副インサートの直線状傾斜側面が前記副インサ
ート取付座の直線状側壁に拘束される長さをｌとしたと
きに、ｌ≧Ｌとしたことを特徴とする刃先交換式ボール
エンドミル。
【請求項２】前記副インサートは前記直線状傾斜側面に
連なる第２の直線状傾斜側面を有し、副インサート取付
座には前記副インサートの第２の直線状傾斜側面が当接
する第２の直線状側壁を有することを特徴とする請求項
１に記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項３】刃径をＤとしたときに、ｌ／Ｄを０．３以
上としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項４】主インサートと副インサートの底面には直
線状凹部または直線状凸部を有し、主インサート取付座
には前記主インサートの直線状凹部または直線状凸部と
嵌合する直線状凸部または直線状凹部を備え、さらに副
インサート取付座には前記副インサートの直線状凹部ま
たは直線状凸部と嵌合する直線状凸部または直線状凹部
を備えていることを特徴とする請求項１、請求項２、請
求項３に記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項５】主インサートと副インサートはその上面か
ら挟圧固定されるクランプ駒を備えていることを特徴と
する請求項１から請求項４に記載の刃先交換式ボールエ
ンドミル。