JP2004074329A

JP2004074329A - Ball end mill

Info

Publication number: JP2004074329A
Application number: JP2002235872A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Yamakawa; 山川　啓介; Yasutaka Okazaki; 岡▲崎▼　泰崇; Taichi Aoki; 青木　太一
Original assignee: Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-13
Also published as: JP3754010B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball end mill used for cutting a workpiece in which both sharpness and chipping resistance are achieved. <P>SOLUTION: A radial rake angle α in an arc blade 16 is set at a roughly constant value in a range of -20°to 0° along the whole length of the arc blade 16 form around a rotation center C of a tip of a tool main body to around an outer circumference at a tip part of the tool main body 10. An axial rake angle β in the arc blade 16 is set at about 0° around the rotation center C of the tip of the tool main body, and it is gradually increased toward the outer circumference of the tip part of the tool main body 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを切削するために用いられるボールエンドミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、切削加工においては、ソリッドタイプのボールエンドミルがよく用いられている。
その一例としては、特許文献１（特開平６−２１８６１２号公報）に開示されているようなものがあり、これは、軸線回りに回転される工具本体の先端部に、軸線回りの回転軌跡が略半球状をなす略円弧状の切刃（円弧刃）が形成されていて、この円弧刃に直交する断面での円弧刃のすくい角が、工具本体先端の回転中心から工具本体の先端部外周に向かうにしたがい漸次増大し、かつ、工具本体先端の回転中心では、−４０゜〜−２０゜の範囲に設定されるとともに、工具本体の先端部外周では、−３０゜〜−１５゜の範囲に設定されたものである。
また、他の一例としては、特許文献２（特開平１１−５８１１９号公報）に開示されているようなものがあり、これは、工具本体の軸線に対して４５゜の角度の線に沿った断面での円弧刃のすくい角が、−１０゜〜０゜の範囲に設定され、逃げ角が、６゜〜１６゜の範囲に設定されたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載のボールエンドミルでは、円弧刃に与えられるすくい角があまりにも小さすぎるため、円弧刃にチッピング、欠けなどが生じるのを抑制する耐欠損性には優れているものの、その切れ味が悪いという問題が残っている。
また、特許文献２に記載のボールエンドミルでは、単に、軸線に対する角度が４５゜での断面における円弧刃のすくい角が設定されているだけであるため、この円弧刃における工具本体先端の回転中心付近でのすくい角や、工具本体の先端部外周付近でのすくい角の規定については、何ら考慮されておらず、切れ味と耐欠損性とを両立できるようなものではなかった。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、切れ味と耐欠損性とを両立することができるボールエンドミルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端部に、前記軸線回りの回転軌跡が略半球状をなす略円弧状の切刃が形成されたボールエンドミルにおいて、前記略円弧状の切刃における半径方向すくい角が、前記工具本体先端の回転中心付近から前記工具本体の先端部外周付近までに亘って、−２０゜〜０゜の範囲内のほぼ一定の値に設定され、前記略円弧状の切刃における軸方向すくい角が、前記工具本体先端の回転中心付近では、ほぼ０゜に設定されるとともに、前記工具本体の先端部外周に向かうにしたがい漸次増大するように設定されていることを特徴とするものである。
このような本発明は、工具本体の先端部に形成された略円弧状の切刃について、半径方向すくい角と軸方向すくい角とを個別に設定することによって、この略円弧状の切刃における切れ味と耐欠損性とを両立させることが可能となっているものである。
すなわち、略円弧状の切刃について、切削速度が小さく、切削抵抗が大きくならざるを得ない工具本体先端の回転中心付近では、半径方向すくい角を−２０゜〜０゜の範囲内の値に設定するとともに、軸方向すくい角をほぼ０゜に設定することによって、耐欠損性を重視しつつも、切れ味を損なわないようにしている。そして、工具本体先端の回転中心付近から工具本体の先端部外周付近に向かうにしたがっては、半径方向すくい角をほぼ一定に維持しながら、軸方向すくい角を漸次増大させていくことによって、切れ味を重視しつつも、耐欠損性を損なわないようにしているのである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照しながら説明する。
本実施形態によるボールエンドミルは、図１〜図４に示すように、例えば超硬合金等の硬質材料から構成されて、軸線Ｏ回りに回転される略円柱状の工具本体１０を有しており、この工具本体１０の先端部１０Ａが軸線Ｏ方向の先端側に凸となるように膨らむ略半球状を呈している。
【０００７】
工具本体１０の先端部１０Ａを除く外周には、周方向で等間隔に、例えば二つの切屑排出溝１１，１１が、工具本体１０の外周面に開口するように形成されており、これら切屑排出溝１１，１１の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面がすくい面１１Ａ，１１Ａとされている。
そして、すくい面１１Ａの外周側稜線部、すなわち、すくい面１１Ａと、このすくい面１１Ａに交差して工具本体外周側を向く逃げ面１２との交差稜線部にそれぞれ外周刃１３が形成されていて、いわゆる二枚刃となっている。
【０００８】
また、二つの切屑排出溝１１，１１は、工具本体１０の先端側から後端側に向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側に向けて、所定のねじれ角θで軸線Ｏを中心として螺旋状にねじれるように形成されており、これにともなって二枚の外周刃１３，１３も同様にねじれ角θで螺旋状にねじれるように形成されている。
なお、本実施形態においては、切屑排出溝１１のねじれ角θは、例えば、１５゜〜４５゜の範囲に設定されている。
【０００９】
略半球状を呈する工具本体１０の先端部１０Ａには、周方向で等間隔に、例えば二つのギャッシュ１４，１４が、先端部１０Ａの外周面に開口して先端部１０Ａを複数に分割するとともに、切屑排出溝１１，１１とそれぞれ連続するように形成されており、これらギャッシュ１４，１４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面が先端すくい面１４Ａ，１４Ａとされている。
そして、先端すくい面１４Ａの外周側稜線部、すなわち、先端すくい面１４Ａと、この先端すくい面１４Ａに交差して工具本体外周側及び軸線Ｏ方向の先端側を向く先端逃げ面１５との交差稜線部にそれぞれ、軸線Ｏ回りの回転軌跡が略半球状を呈するような略１／４円弧状の円弧刃１６，１６が形成されている。
【００１０】
二つの円弧刃１６，１６は、それぞれの先端を工具本体先端の軸線Ｏ上の回転中心Ｃ付近に位置させるとともに、そこから工具本体後端外周側に向かって延びており、これら円弧刃１６，１６の後端は、ギャッシュ１４，１４と切屑排出溝１１，１１とが連続しているために、工具本体１０の先端部外周付近に位置して外周刃１３，１３の先端とそれぞれ連続するようになっている。
なお、円弧刃１６，１６は、軸線Ｏ方向の先端側から見て、工具本体先端の回転中心Ｃを中心に対称とされ、それぞれ工具回転方向Ｔ前方側に凸となるような緩やかな凸曲線状を呈している。
【００１１】
ここで、円弧刃１６の半径方向すくい角α、すなわち、軸線Ｏに直交する断面で見たとき、図３（ａ）に示すように、この断面上における円弧刃１６に連なる先端すくい面１４Ａが、軸線Ｏからこの断面上に位置する円弧刃１６に向かって引いた直線Ｍに対してなす傾斜角度（工具本体内周側に向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側へ向かうような傾斜を正とする）が、工具本体先端の回転中心Ｃ付近から工具本体１０の先端部外周付近までの円弧刃１６の全長に亘って、−２０゜〜０゜の範囲内でほぼ一定の値となるように設定されており、本実施形態においては、例えばα＝−１０゜に設定されている。
【００１２】
また、円弧刃１６の軸方向すくい角β、すなわち、軸線Ｏに平行、かつ、先端すくい面１４Ａに直交するような断面で見たとき、図３（ｂ）に示すように、この断面上における円弧刃１６に連なる先端すくい面１４Ａが、軸線Ｏに対してなす傾斜角度（軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側へ向かうような傾斜を正とする）が、工具本体先端の回転中心Ｃ付近では、ほぼ０゜に設定されているとともに、この工具本体先端の回転中心Ｃ付近から工具本体１０の先端外周部付近に向かうにしたがって滑らかに漸次増大して、工具本体１０の先端外周部付近において切屑排出溝１１のねじれ角θ（外周刃１３のねじれ角θ）に近づくように設定されている。
【００１３】
このような構成とされた本実施形態によるボールエンドミルによれば、工具本体１０の先端部１０Ａに形成された円弧刃１６について、半径方向すくい角αと軸方向すくい角βとを個別に設定することによって、この円弧刃１６における切れ味と耐欠損性とを両立させ、高硬度材料の切削においても優れた性能を発揮することが可能となっている。
【００１４】
すなわち、円弧刃１６について、切削速度が小さく、切削抵抗が大きくならざるを得ない工具本体先端の回転中心Ｃ付近では、半径方向すくい角αを−２０゜〜０゜の範囲内に設定するとともに、軸方向すくい角βをほぼ０゜に設定することで、必要十分な耐欠損性を確保しつつも、優れた切れ味を得るようにしているのである。
このとき、「軸方向すくい角βをほぼ０゜に設定する」とは、具体的に言うと、軸方向すくい角βを−５゜〜５゜の範囲に設定することである。
【００１５】
ここで、この工具本体先端の回転中心Ｃ付近における円弧刃１６の半径方向すくい角αが−２０゜よりも小さく設定されていたり、軸方向すくい角βがほぼ０゜よりも小さく設定されていたりすると、良好な切れ味を得ることができず、切削効率の低下を招いてしまうおそれがある。
一方、回転中心Ｃ付近における円弧刃１６の半径方向すくい角αが０゜よりも大きく設定されていたり、軸方向すくい角βがほぼ０゜よりも大きく設定されていたりすると、耐欠損性を向上させることができず、円弧刃１６にチッピングや欠けなどが生じやすくなってしまうおそれがある。
なお、上述したようなおそれをより確実になくすためには、円弧刃１６における半径方向すくい角αが、−１５゜〜−５゜の範囲でほぼ一定に設定されていることが好ましい。
【００１６】
また、円弧刃１６について、工具本体先端の回転中心Ｃ付近から工具本体１０の先端外周部付近に向かうにしたがっては、半径方向すくい角αをほぼ一定に維持したまま、軸方向すくい角βを滑らかに（ねじれ角θに近づくように）漸次増大させていくことによって、切削速度が大きく、比較的切削抵抗が小さくなる工具本体１０の先端部外周付近において、切れ味を重視しつつも、耐欠損性を損ねることがないようにしている。
このとき、「半径方向すくい角αをほぼ一定に維持する」とは、具体的に言うと、半径方向すくい角αに生じる変動を±５゜程度に収めることである。
【００１７】
ここで、工具本体先端の回転中心Ｃ付近から工具本体１０の先端部外周付近に向かうにしたがって、円弧刃１６の半径方向すくい角αがほぼ一定ではなく漸次小さくなるように設定されていたり、軸方向すくい角βが一定のままや漸次小さくなるように設定されていたりすると、切れ味を損ねて、切削効率を低下させてしまうおそれがある。
一方、円弧刃１６の半径方向すくい角αが、回転中心Ｃ付近から先端部外周付近に向かうにしたがって漸次大きくなるように設定されていたりすると、優れた耐欠損性が得られず、チッピングや欠損を生じさせてしまうおそれがある。
【００１８】
なお、本実施形態においては、円弧刃１６について、工具本体先端の回転中心Ｃ付近での半径方向すくい角αや軸方向すくい角βに言及しているが、この回転中心Ｃ付近でのすくい角を実際に測定することは困難な場合も多く存在し、測定のバラツキも生じやすくなっている。
このような場合、回転中心Ｃ付近における円弧刃１６の半径方向すくい角α及び軸方向すくい角βは、回転中心Ｃ付近を除いた部分での半径方向すくい角α及び軸方向すくい角βの測定値に基づいて推定することとする。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の一例であるボールエンドミルを実施例とし、円弧刃のすくい角（半径方向すくい角α、軸方向すくい角β）が本発明の範囲から外れたボールエンドミルを比較例として、耐欠損性を確認するための切削試験を行った。
このとき用いた半径５ｍｍの工具本体を有するボールエンドミル（実施例、比較例）の円弧刃について、その全長を工具本体の軸線方向で５等分したときに、円弧刃の先端と後端とを除いた４つの点（軸線方向の先端側から測定位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする）について、半径方向すくい角αと軸方向すくい角βとをそれぞれ測定した。その測定結果を図５及び図６に示す。
【００２０】
このような半径方向すくい角αと軸方向すくい角βとが設定された円弧刃を有するボールエンドミル（実施例、比較例）を用いて、以下の切削条件及び試験方法での切削試験の結果を表１に示す。
〈切削条件〉
被削材：ＳＫＤ６１（５２ＨＲＣ）
回転速度：１００００ｍｉｎ^−１
突出し長さ：６０ｍｍ
その他：ダウンカット、エアブロー、横型ＭＣ使用
〈試験方法〉
▲１▼送り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎで５ｍ切削し、欠けの有無を確認。
▲２▼その後、送り速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎごとに上げて、▲１▼と同様に欠けの有無を確認。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１に示されるように、本発明の一例である実施例では、ピックフィードが１ｍｍ、切込み深さが３ｍｍのような低ピック高切込み条件と、ピックフィードが３ｍｍ、切込み深さが１ｍｍのような高ピック低切込み条件とのいずれであっても、比較例よりも格段に耐欠損性に優れていることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、工具本体の先端部に形成された円弧刃について、半径方向すくい角と軸方向すくい角とを個別に設定することで、この円弧刃における切れ味と耐欠損性とを両立できで、高硬度材料の切削においても優れた性能を発揮することができる。
すなわち、工具本体先端の回転中心付近では、円弧刃の半径方向すくい角を−２０゜〜０゜の範囲内の値に設定するとともに、軸方向すくい角をほぼ０゜に設定することによって、耐欠損性を確保しつつ、優れた切れ味を得ることができ、かつ、工具本体先端の回転中心付近から工具本体の先端部外周付近に向かうにしたがっては、円弧刃の半径方向すくい角をほぼ一定に維持しながら、軸方向すくい角を漸次増大させていくことによって、切れ味を確保しつつ、優れた耐欠損性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるボールエンドミルの側面図である。
【図２】図１におけるＸ方向矢視図である。
【図３】（ａ）は図１におけるＹ−Ｙ線断面図、（ｂ）は図１におけるＺ−Ｚ線断面図である。
【図４】半径方向すくい角を示すグラフである。
【図５】軸方向すくい角を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　工具本体
１０Ａ　先端部
１１　切屑排出溝
１１Ａ　すくい面
１２　逃げ面
１３　外周刃
１４　ギャッシュ
１４Ａ　先端すくい面
１５　先端逃げ面
１６　円弧刃
Ｃ　回転中心
Ｏ　軸線
Ｔ　工具回転方向
α　半径方向すくい角
β　軸方向すくい角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ball end mill used for cutting a workpiece.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a solid type ball end mill has been often used in cutting.
As an example thereof, there is one disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-218612). This is because the rotation locus around the axis is at the tip of the tool body rotated around the axis. A substantially arcuate cutting edge (arc blade) having a substantially hemispherical shape is formed, and the rake angle of the arc blade in the cross section orthogonal to the arc blade is the outer periphery of the tool body tip from the rotation center of the tool body tip. And gradually increases as the direction of the center of the tool body is set, and the rotation center at the tip of the tool body is set within a range of −40 ° to −20 °, and the outer periphery of the tip of the tool body is within a range of −30 ° to −15 °. Is set.
Another example is disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-58119), which is along a line having an angle of 45 ° with respect to the axis of the tool body. In the cross section, the rake angle of the arc blade is set in the range of -10 ° to 0 °, and the clearance angle is set in the range of 6 ° to 16 °.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ball end mill described in Patent Document 1, since the rake angle given to the arc blade is too small, it is excellent in fracture resistance to suppress chipping, chipping and the like on the arc blade. The problem of poor sharpness remains.
Further, in the ball end mill described in Patent Document 2, the rake angle of the arc blade in the cross section when the angle with respect to the axis is 45 ° is simply set. The specifications of the rake angle and the rake angle in the vicinity of the outer periphery of the tip of the tool main body are not taken into consideration at all, and it is not possible to achieve both sharpness and fracture resistance.
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ball end mill that can achieve both sharpness and fracture resistance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention provides a substantially arc shape in which the rotation locus around the axis forms a substantially hemispherical shape at the tip of the tool body rotated around the axis. In the ball end mill in which the cutting edge is formed, the rake angle in the radial direction of the substantially arc-shaped cutting edge extends from the vicinity of the rotation center of the tool body tip to the vicinity of the outer periphery of the tip portion of the tool body. The axial rake angle of the substantially arcuate cutting edge is set to approximately 0 ° near the center of rotation of the tool body tip, and the tool is set to a substantially constant value within a range of ˜0 °. It is set so that it may increase gradually as it goes to the outer periphery of the front-end | tip part of a main body.
In the present invention, the substantially arcuate cutting edge formed at the tip of the tool main body is set in the substantially arcuate cutting edge by individually setting the radial rake angle and the axial rake angle. It is possible to achieve both sharpness and fracture resistance.
That is, for a substantially arc-shaped cutting blade, the radial rake angle is set to a value within the range of −20 ° to 0 ° in the vicinity of the rotation center at the tip of the tool body where the cutting speed is low and the cutting resistance must be large. In addition to setting the axial rake angle to about 0 °, the sharpness is not impaired while emphasizing fracture resistance. And as it goes from the vicinity of the rotation center at the tip of the tool body to the vicinity of the outer periphery of the tip of the tool body, the axial rake angle is gradually increased while maintaining the rake angle in the radial direction substantially constant, thereby improving sharpness. While emphasizing it, it does not impair fracture resistance.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 4, the ball end mill according to the present embodiment is made of a hard material such as a cemented carbide, for example, and has a substantially cylindrical tool body 10 that is rotated around an axis O. The tip 10A of the tool body 10 has a substantially hemispherical shape that bulges so as to protrude toward the tip in the axis O direction.
[0007]
For example, two

chip discharge grooves

11 and 11 are formed on the outer periphery excluding the tip portion 10A of the tool body 10 at equal intervals in the circumferential direction so as to open to the outer peripheral surface of the tool body 10. The wall surfaces of the

grooves

11, 11 facing the front side in the tool rotation direction T are

rake surfaces

11A, 11A.
And the outer peripheral edge 13 is formed in the outer periphery side ridgeline part of the rake face 11A, ie, the ridge line part of the rake face 11A and the flank face 12 that intersects the rake face 11A and faces the outer peripheral side of the tool body. , So-called double blade.
[0008]
Further, the two

chip discharge grooves

11 and 11 are spirally formed around the axis O at a predetermined twist angle θ from the front end side to the rear end side of the tool body 10 toward the rear end side in the tool rotation direction T. The two outer

peripheral blades

13 and 13 are similarly formed so as to be helically twisted at a twist angle θ.
In the present embodiment, the twist angle θ of the chip discharge groove 11 is set in a range of 15 ° to 45 °, for example.
[0009]
At the distal end portion 10A of the tool body 10 having a substantially hemispherical shape, for example, two

gashes

14 and 14 are opened at the outer peripheral surface of the distal end portion 10A at equal intervals in the circumferential direction and the distal end portion 10A is divided into a plurality of portions. Further, the

chip discharge grooves

11 and 11 are formed so as to be continuous with each other, and the walls facing the front side of the tool rotation direction T of the

gashes

14 and 14 are the

tip scoop surfaces

14A and 14A.
Then, the outer peripheral side ridge line portion of the tip rake face 14A, that is, the intersection ridge line between the tip rake face 14A and the tip flank 15 that intersects the tip rake face 14A and faces the outer peripheral side of the tool body and the tip side in the axis O direction. The

arc blades

16 and 16 having a substantially ¼ arc shape are formed in each part so that the rotation trajectory around the axis O exhibits a substantially hemispherical shape.
[0010]
The two

arcuate blades

16, 16 have their tips positioned in the vicinity of the rotation center C on the axis O of the tool body tip, and extend from there toward the outer peripheral side of the tool body rear end. The rear end of 16 is located in the vicinity of the outer periphery of the tip of the tool body 10 and is continuous with the tips of the outer

peripheral blades

13 and 13 because the

gashes

14 and 14 and the

chip discharge grooves

11 and 11 are continuous. It has become.
Note that the

arcuate blades

16, 16 are symmetric with respect to the rotation center C at the tip of the tool body as viewed from the tip side in the direction of the axis O, and are gently convex curves that are convex forward in the tool rotation direction T, respectively. It has a shape.
[0011]
Here, when viewed in a cross section perpendicular to the radial rake angle α of the arc blade 16, that is, the axis O, as shown in FIG. , An inclination angle formed with respect to a straight line M drawn from the axis O toward the arcuate blade 16 located on the cross section (an inclination that goes toward the rear side of the tool rotation direction T toward the inner peripheral side of the tool body is positive) However, over the entire length of the arcuate blade 16 from the vicinity of the rotation center C at the tip of the tool body to the vicinity of the outer periphery of the tip of the tool body 10, the value is almost constant within a range of −20 ° to 0 °. In this embodiment, for example, α = −10 ° is set.
[0012]
Further, when viewed in a cross section that is parallel to the axial rake angle β of the arc blade 16, that is, the axis O and perpendicular to the tip rake face 14A, as shown in FIG. The inclination angle formed by the tip rake face 14A connected to the arcuate blade 16 with respect to the axis O (the inclination such that the inclination toward the rear side of the tool rotation direction T toward the rear end side in the direction of the axis O is positive) In the vicinity of the rotation center C at the tip of the main body, the angle is set to approximately 0 °, and gradually increases gradually from the vicinity of the rotation center C at the tip of the tool body toward the outer periphery of the tip of the tool body 10. 10 is set so as to approach the twist angle θ of the chip discharge groove 11 (the twist angle θ of the outer peripheral blade 13) in the vicinity of the outer peripheral portion of the tip 10.
[0013]
According to the ball end mill according to the present embodiment configured as described above, the radial rake angle α and the axial rake angle β are individually set for the circular arc blade 16 formed at the tip portion 10A of the tool body 10. This makes it possible to achieve both the sharpness and fracture resistance of the arc blade 16 and to exhibit excellent performance in cutting of a hard material.
[0014]
That is, for the arc blade 16, the radial rake angle α is set within the range of −20 ° to 0 ° in the vicinity of the rotation center C at the tip of the tool body where the cutting speed is low and the cutting force is inevitably large. By setting the rake angle β in the axial direction to approximately 0 °, an excellent sharpness is obtained while ensuring the necessary and sufficient fracture resistance.
In this case, “setting the axial rake angle β to approximately 0 °” means specifically setting the axial rake angle β in the range of −5 ° to 5 °.
[0015]
Here, the radial rake angle α of the arcuate blade 16 near the rotation center C at the tip of the tool body is set to be smaller than −20 °, or the axial rake angle β is set to be substantially smaller than 0 °. As a result, a good sharpness cannot be obtained, and the cutting efficiency may be reduced.
On the other hand, if the radial rake angle α of the arc blade 16 near the rotation center C is set to be larger than 0 ° or the axial rake angle β is set to be substantially larger than 0 °, the fracture resistance is improved. There is a risk that chipping or chipping is likely to occur in the arc blade 16.
In order to eliminate the above-described fear more reliably, it is preferable that the radial rake angle α of the arcuate blade 16 is set to be substantially constant in the range of −15 ° to −5 °.
[0016]
Further, with respect to the circular arc blade 16, the axial rake angle β is smoothly maintained while the radial rake angle α is maintained substantially constant from the vicinity of the rotation center C of the tool body tip to the vicinity of the outer peripheral portion of the tool body 10. In the vicinity of the outer periphery of the tip of the tool body 10 where the cutting speed is large and the cutting resistance is relatively small by gradually increasing (to approach the torsion angle θ), fracture resistance is emphasized. So as not to damage it.
In this case, “maintaining the rake angle α in the radial direction substantially constant” means that the variation occurring in the rake angle α in the radial direction is kept within about ± 5 °.
[0017]
Here, the radial rake angle α of the arcuate blade 16 is set to be gradually smaller than the rotation center C near the tip of the tool body toward the outer periphery of the tip of the tool body 10, If the direction rake angle β is set to be constant or gradually decreased, the sharpness may be lost and the cutting efficiency may be reduced.
On the other hand, if the rake angle α in the radial direction of the arc blade 16 is set to gradually increase from the vicinity of the rotation center C to the vicinity of the outer periphery of the tip, excellent chipping resistance cannot be obtained, and chipping and chipping May be caused.
[0018]
In the present embodiment, with respect to the arc blade 16, the radial rake angle α and the axial rake angle β near the rotation center C at the tip of the tool body are referred to, but the rake angle near the rotation center C is referred to. There are many cases where it is difficult to actually measure and measurement variations are likely to occur.
In such a case, the radial rake angle α and the axial rake angle β of the arc blade 16 in the vicinity of the rotation center C are measured as the radial rake angle α and the axial rake angle β in a portion excluding the vicinity of the rotation center C. The estimation is based on the value.
[0019]
【Example】
Hereinafter, a ball end mill which is an example of the present invention is used as an example, and a ball end mill whose arc rake angle (radial rake angle α, axial rake angle β) is out of the scope of the present invention is used as a comparative example. A cutting test was conducted to confirm the properties.
Regarding the arc blade of the ball end mill (Example, Comparative Example) having a tool body with a radius of 5 mm used at this time, when the total length of the arc blade is equally divided into 5 in the axial direction of the tool body, the tip and the rear end of the arc blade are With respect to the four excluded points (measurement positions A, B, C, and D from the tip side in the axial direction), the radial rake angle α and the axial rake angle β were measured, respectively. The measurement results are shown in FIGS.
[0020]
Using a ball end mill (Example, Comparative Example) having an arc blade with such a radial rake angle α and an axial rake angle β, the results of the cutting test under the following cutting conditions and test methods are shown. Table 1 shows.
<Cutting conditions>
Work material: SKD61 (52HRC)
Rotation speed: 10000min ^-1
Overhang length: 60mm
Others: Down cut, air blow, horizontal MC use <test method>
(1) Cut 5m at a feed rate of 1000mm / min and check for chipping.
(2) After that, increase the feed rate every 1000 mm / min and confirm the presence or absence of chip as in (1).
[0021]
[Table 1]

[0022]
As shown in Table 1, in an example which is an example of the present invention, low pick high cutting conditions such as a pick feed of 1 mm and a cutting depth of 3 mm, and a pick feed of 3 mm and a cutting depth of 1 mm. It can be seen that, even under any of the high pick and low cutting conditions, the fracture resistance is remarkably superior to that of the comparative example.
[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, by setting the radial rake angle and the axial rake angle individually for the arc blade formed at the tip of the tool body, both the sharpness and fracture resistance of the arc blade can be achieved. Thus, it is possible to exhibit excellent performance in cutting high hardness materials.
That is, in the vicinity of the rotation center at the tip of the tool body, the radial rake angle of the arc blade is set to a value within the range of −20 ° to 0 °, and the axial rake angle is set to approximately 0 °, thereby improving the resistance. An excellent sharpness can be obtained while ensuring breakage, and the rake angle in the radial direction of the arc blade is made almost constant as it goes from the vicinity of the rotation center of the tool body tip to the outer periphery of the tip of the tool body. By maintaining the axial rake angle gradually while maintaining it, excellent chipping resistance can be obtained while ensuring sharpness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a ball end mill according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of the arrow X in FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG.
FIG. 4 is a graph showing a rake angle in the radial direction.
FIG. 5 is a graph showing an axial rake angle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Tool body 10A Tip part 11 Chip discharge groove 11A Rake face 12 Relief face 13 Outer peripheral edge 14 Gash 14A Tip rake face 15 Tip relief face 16 Arc blade C Center of rotation O Axis T Tool rotation direction α Radial rake angle β Axial rake Corner

Claims

In a ball end mill in which a substantially arc-shaped cutting blade in which the rotation locus around the axis forms a substantially hemispherical shape is formed at the tip of the tool body rotated around the axis.
The rake angle in the radial direction of the substantially arcuate cutting edge is a substantially constant value in the range of −20 ° to 0 ° from the vicinity of the rotation center of the tool body tip to the outer periphery of the tip portion of the tool body. Set to
The axial rake angle of the substantially arcuate cutting edge is set to approximately 0 ° near the rotation center of the tool body tip, and is set to gradually increase toward the outer periphery of the tip of the tool body. A ball end mill characterized by being made.