JP2005153122A

JP2005153122A - ボールエンドミル

Info

Publication number: JP2005153122A
Application number: JP2003398557A
Authority: JP
Inventors: Tadao Sasa; 忠夫佐々; Kazuya Matsushita; 和也松下
Original assignee: SANKO SEIKI KK; Sango Co Ltd
Current assignee: SANKO SEIKI KK; Sango Co Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】右刃左捩れのボールエンドミルにおいて、ボール刃先部の剛性確保と切り屑の積極的排出を両立させ、耐久性と良好な切削性を両立させる。
【解決手段】軸芯に対し略対称に２枚の右刃左捩れの切れ刃２を有するボールエンドミルにおいて、２枚のボール部切れ刃２をノーズＯにて衝接するとともに、２枚のボール部切れ刃２に跨る略凹面４をシャンク方向へ延在させる。
【選択図】図３

Description

本発明はボールエンドミルに関する。

ボールエンドミル、特にＨＲＣ６０以上の硬質材の炭素鋼の肉盛り溶接部を切削加工するような超硬ボールエンドミルにおいては、ボール刃先部の剛性確保と切り屑の排出性確保との両立が重要であり、長年の課題である。

従来、右刃右捩れボールエンドミルにおいては、切り屑は刃稜によってシャンク方向（先端と反対方向）へ移動させられるが、この右刃右捩れボールエンドミルにおいても、ボール先端付近での切り屑の積極的排除が課題となっている。

そのため、右刃右捩れボールエンドミルにおいて、ボール先端部の刃によって構成されるチゼルエッジとギャッシュの関係を規定して、チゼルエッジで生成された切り屑が刃の逃げ面を通ってチップポケット方向へ排出されることを促して、先端付近での積極的な切り屑の排除を企図したものが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

また、右刃左捩れボールエンドミルにおいては、切り屑は刃稜によってボール先端方向に押しやられ先端付近に集中する傾向があるため、先端付近での積極的な切り屑の排除が必須要件となる。

例えば、右刃左捩れボールエンドミルとして従来、図６に示すような技術（特許文献３参照）が提案されているが、この技術においては、ボール先端付近での刃先形状において、２対の切れ刃稜１０１の間に形成された２対の補強稜１０２の存在が壁となって、放射方向への切り屑の積極的な排除（放出）が困難になり、切り屑はボール先端付近に溜まる。

したがって、この技術においても、硬質材を切削加工しうるボール刃先部の剛性は確保されるものの、切り屑の排出性の課題は解決されない。

そのため、前記右刃右捩れボールエンドミルの技術を、右刃左捩れボールエンドミルへ適用して切り屑の排除をすることも考えられるが、しかし、右刃右捩れと右刃左捩れでは、刃の形状、強いてはボール部の形状自体が異なるため、右刃右捩れボールエンドミルの技術を右刃左捩れボールエンドミルへ適用することはできない。
特開２０００−２３３３１１号公報特開２００３−５３６１７号公報特開平５−９６４１６号公報

前記のことから、右刃左捩れのボールエンドミルにおいて、ボール刃先部の剛性確保と切り屑の積極的な排出を両立させ、耐久性と良好な切削性を両立できる技術が待たれていた。

そこで本発明は、この両立を図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ものである。

本発明は前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、軸芯に対し略対称に２枚の右刃左捩れの切れ刃を有するボールエンドミルにおいて、２枚のボール部切れ刃をノーズにて衝接するとともに、２枚のボール部切れ刃に跨る略凹面をシャンク方向へ延在させたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記略凹面は２枚の切れ刃のすくい面をそれぞれ包含し、その後端が補強稜へそれぞれ接続されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、右刃左捩れのボールエンドミルにおいて、補強稜が切削に邪魔にならないように形成されるため、ボール刃先部の剛性確保と切り屑の積極的排出を両立させ、耐久性と良好な切削性を両立させることができるボールエンドミルを提供できる。

本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図５に示す実施例に基づいて説明する。
図１及び図２に示す本発明のボールエンドミル（工具）において、本体１の右側がシャンク部８、左側が刃部であり、左端にボール部７が一体形成されている。

刃部には、工具の軸芯を軸として軸対称に２対の螺旋状の切れ刃（稜）２と、その間に同じく軸対称に２対の螺旋状の補強稜３が形成されている。これは所謂“右刃左捩れ”の刃形状であり、刃のシャンクから先端を見て右回りに回転させてワークを切削するように切れ刃（稜）２が設定されている。

補強稜３は切れ刃ではなく、切削の邪魔にならぬよう、切れ刃２よりも小さい半径設定となっている。
２対の螺旋状の切れ刃（稜）２は、ボール部７の先端であるノーズＯにおいて図３及び図４に示すように直線状にぶつかって（衝接して）おり、ノーズＯにおいて、ごく短いチゼルエッジ５を形成している。

従来のボールエンドミルは、図７に示すように、両方から弧を描いて近接した切れ刃２０１，２０１はノーズ（回転中心）においてオフセットして接続しているため、比較的長いチゼルエッジ２０２となっているが、本発明では切れ刃２，２がオフセットさせることなく一直線上で衝接させているので、逃げ刃同士で構成されるチゼルエッジ５が最短となっている。なお、前記の一直線上とは、衝接の直線部分は殆ど存在しないが、衝接部は微視的に相対角度を有さないという意味である。

図３において、ノーズＯを挟んだ両切れ刃２の両側には、略凹面４が接続している。そして略凹面４は、シャンク方向（図２においてボール部７の右方まで）へ延び、β点において補強稜３と接続している。該略凹面４の先端側は、図２に示すように、ボール部７の切れ刃のＯ〜α間を共有している。換言すると、Ｏ〜α間の刃先曲線をβ方向へ移動させることによって、Ｏ〜α〜β〜α〜Ｏで画定された略凹面４が形成されている。この略凹面４は、図３に示すように、ボール部７の両面に形成されている。

このとき、両切り刃２のすくい面をそれぞれ包含するようにしておくと好適である。
前記略凹面４はなるべく平面に近い曲率が好ましいが、曲率は任意であるし、複合曲面でも良い。更に該凹面４は、図４のノーズ部においてその垂線で断面をとると、図５のように現れる。すなわち、ノーズＯを頂点として、刃部から斜めに（直線あるいは曲線で）下方（シャンク方向）へ展開している。この両略凹面４，４は、図５に示すように、中心からの傾斜角Ｘ，Ｙが２５°〜３０°に設定するのが好ましいが、これに限定されない。また、傾斜角ＸとＹは同等が望ましい。

通常の右刃左捩れボールエンドミルは、図２において補強稜３がもっと左方へ延出しボール部７の切れ刃にまで至るのが普通である（図６（ｃ）の１０２）が、略凹面４の存在により、補強稜３の先端はかなりシャンク側のβ点まで後退していることになる。これは、本発明の実施例が、一端、通常の右刃左捩れボールエンドミルのように補強稜３を形成したあと、その先端周辺を意図的に切除して略凹面４を設けているために顕著となっているのであるが、製造方法はこれに限定しない。例えば、先に略凹面４を設けても構わない。

以上のような略凹面４により、本発明品では、前記従来の図６（ｃ）における補強稜１０２が存在せず、ボール部７の切り刃により生成された切り屑が補強稜３に邪魔されることなく、略凹面４上を滑って、（放射方向へ）直ちに排除されることになる。

また、略凹面４に両切り刃２，２のすくい面がそれぞれ包含されていると、一層、切り屑の排除が促進される。
更に、加工中にエアー（高圧空気）をボール部７へ吹き付けて強制的に切り屑を排除する（吹き飛ばす）場合においても、エアーが補強稜３に邪魔されることなく切削箇所にとどくとともに、前記のとおり切り屑排除も円滑になされるので、その効果が高められる。

更に、略凹面４は、オフセットせず一直線上に衝接しチゼルエッジ５が最短とされた両切れ刃２，２に亘って一体的に形成できるため、その切り屑排除効果が高められるとともに、切れ刃にとっても略凹面４の存在により、チゼルエッジ５を最短化し有効切削刃を最長に確保することが可能となっている。

すなわち、本発明におけるボール部の両切れ刃２の形状と略凹面４とは、相互補完の関係、あるいは相乗効果を生み出しているといえる。
なお、図４において、６はアール部ギャッシュを示す。

以上の通り本発明により、右刃左捩れのボールエンドミルにおいて、ボール刃先部の剛性確保と切り屑の積極的排出を両立させ、耐久性と良好な切削性を両立させられることが可能となった。

次に、一般的に市販されている右刃右捩れのボールエンドミル（従来品）と本発明のボールエンドミル（本発明品）の、超硬被削材における切削性能比較を図８に記す。
なお、被削材をＳＫＤからなる金型に施した溶接肉盛部（ＨＲＣ６０）としてこれを切削した。また、エンドミル径をφ２０とした。更に、切削条件として、回転数Ｓ＝１６００ｒ．ｐ．ｍ、１分間の刃物の送り速度Ｆ＝４８０ｍｍ・ｍｉｎとした。

この図８から、本発明のボールエンドミルは、従来のボールエンドミルと比較して、耐久性と良好な切削性の両立を図ることができることが明らかである。

なお、本発明のボールエンドミルの使用材質としては、超硬母材である超微粒子合金を使用するのが望ましい。
また、本発明のボールエンドミルの刃先に、ＴｉＡｌＮのコーティングを施すと一層良い。

本発明の実施例を示す側面図。図１において上方から見た図。図２において左側から見た図。本発明におけるチゼルエッジ部を示す図。図４におけるＡ−Ａ線断面図。従来のボールエンドミルを示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の左側Ｂから見た図、（ｃ）はボール４５°方向Ｃの断面図。従来のチゼルエッジを示す図。本発明品と従来品の性能比較図。

符号の説明

１本体
２切れ刃
３補強稜
４略凹面
５チゼルエッジ

Claims

軸芯に対し略対称に２枚の右刃左捩れの切れ刃を有するボールエンドミルにおいて、２枚のボール部切れ刃をノーズにて衝接するとともに、２枚のボール部切れ刃に跨る略凹面をシャンク方向へ延在させたことを特徴とするボールエンドミル。
前記略凹面は２枚の切れ刃のすくい面をそれぞれ包含し、その後端が補強稜へそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１記載のボールエンドミル。