JP2005297108A

JP2005297108A - エンドミル

Info

Publication number: JP2005297108A
Application number: JP2004114929A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Obata; 光由小幡
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】切れ味にすぐれ、かつ切削抵抗を軽減し、切りくず排出に十分なチップポケットを確保して、切りくず詰まりによる折損を少なくすることが可能なエンドミルを提供。
【解決手段】外周ねじれ刃１を２〜10枚有するエンドミルにおいて、軸直角断面で見た外周すくい面２が２つの外周すくい角γf1、γf2からなり、第一外周すくい角γf1を０°〜25°、第二外周すくい角γf2を５°〜40°として、第一すくい角γf1を第二すくい角γf2より小さくし、第一外周すくい面長さｔを外径Ｄの 0.5〜３％とし、かつ心厚Ｗを外径Ｄの40％〜70％とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、フライス加工において側面や溝加工で高能率加工が可能なエンドミルに関する。

一般的なエンドミルの軸直角断面で見た外周すくい面形状は、図７に示すような連続した一つのフォーム・曲線により形成されている。特許文献１では、外周すくい面に外径の５〜20％の直線または曲線状にランドを設けることにより切削抵抗を軽減させ、切れ味を向上させたとされる。このものの外周すくい面の外周すくい角は大きなすくい角を設けることが可能である、とのみ述べられ、外周すくい角の角度範囲の開示はない。さらに特許文献２では、外周すくい角が−20〜０°で、外周すくい面の一部に凸形状の段差を有する二段心厚のエンドミルが開示されている。
特開平５−９６４１７号公報特開平７−２０４９２１号公報

エンドミルの切削では、加工時の切りくずは外周すくい面に沿って排出されるので、外周すくい角の設定が切りくず接触長さ（面積）と大きな関連を持っており、一つのフォームによりすくい面が形成されている一般的なエンドミルにおいては、切りくず接触長さが大きいため切削抵抗の増大、切りくず詰まりに起因ずる折損が生じることがある（図４(b) 参照）。これらは、切削条件や加工物特に鉄やアルミ合金に関わらず発生しうる現象である。特許文献１のエンドミルでは、外周すくい面に外径の５〜20％の直線または曲線状にランドを設けているが、ランド幅が外径の５％以上ではまだ切りくずとすくい面との接触長さが大きく、切削抵抗を軽減させるには不十分であった。特許文献２では、外周すくい角が−20〜０°であり特にアルミ合金の加工においては切れ味不十分で、かつ二段心厚であり切りくず排出が悪く切りくず詰まりによる折損が起こることがあった。

本発明の課題は、かかる従来技術の課題を解決した、切れ味にすぐれ、かつ切削抵抗を軽減し、切りくず排出に十分なチップポケットを確保して、切りくず詰まりによる折損を少なくすることが可能なアルミ合金加工用又は鋼及び鋳物加工用エンドミルを提供することにある。

このため本発明によると、外周ねじれ刃を２〜10枚有するエンドミルにおいて、軸直角断面で見た外周すくい面が２つの外周すくい角からなり、第一外周すくい角を０°〜25°、第二外周すくい角を５°〜40°として、第一すくい角を第二すくい角より小さくし、かつ第一外周すくい面長さを外径の 0.5〜３％とし、心厚を外径Ｄの40％〜70％としたことを特徴とするエンドミルによって上述の本発明の課題を解決した。

本発明では、軸直角断面で見た第一外周すくい角を６°〜25°としたので、切れ味にすぐれ、外周すくい面が２つの外周すくい角から成り、第二外周すくい角は12°〜35°とし、第一外周すくい面長さは外径の 0.5〜３％とし、第一すくい角を第二すくい角より小さくし、かつ心厚は外径Ｄの40％〜70％としたことにより、切りくず接触長さが小さくなり切削抵抗を軽減し、切りくず排出に十分なチップポケットを確保して、切りくず詰まりによる折損を少なくすることが可能なエンドミルを提供するものとなった。

好ましくは、アルミ合金を加工するときは、第一外周すくい角を12〜20°、第二外周すくい角を20〜35°に設定すると、アルミ合金の切削で問題の切りくず詰まりが解消され良好な切削性能が得られる。
さらに好ましくは、鋼や鋳物を加工するときは、第一外周すくい角を６〜10°、第二外周すくい角を12〜18°に設定すると良好な切削性能が得られる。
また、第一外周すくい角が０°以下つまり負角の切れ刃になると切れ味が悪くなり切削抵抗も増大し、第一外周すくい角が25°以上になるとそれ以上の角度の第二外周すくい角を要してしまうため切れ刃強度が下がり切れ刃が欠損する場合があるため、第一外周すくい角は０〜25°に設定した。また、第一外周すくい角が第二外周すくい角より大きいと、切りくず接触長さを短くすることが出来なくなるので、第一外周すくい角を第二外周すくい角より小さくした。第一外周すくい面長さｔは外径Ｄの 0.5％未満では効果がなく、外径Ｄの３％を越えると切りくず接触長さが大きくなり切削抵抗が増大するので、第一外周すくい面長さｔを外径Ｄの 0.5〜３％に設定した。さらに心厚を40％以下にするとエンドミル切削において工具剛性が小さくなりすぎ、70％以上にするとチップポケットが小さくなり如何に切りくず接触長さが短くなっっても切りくず詰まりを起こすので、心厚を40〜70％に設定した。

本発明を実施するための最良の形態につき、図１を参照して説明する。図１は本発明を実施するための最良の形態のエンドミルの切れ刃外周すくい面形状を示す軸直角拡大要部断面図である。本発明のエンドミルは、外周ねじれ刃１を２〜10枚有するエンドミルにおいて、軸直角断面で見た外周すくい面２が２つの外周すくい角γf1、γf2からなり、第一外周すくい角γf1を０°〜25°、第二外周すくい角γf2を５°〜40°として、第一すくい角γf1を第二すくい角γf2より小さくし、かつ第一外周すくい面長さｔは外径Ｄの 0.5〜３％とし、心厚Ｗは外径Ｄの40％〜70％とした。図２に図１に示す切れ刃外周すくい面形状の本発明を実施するための最良の形態の外径Ｄ＝φ10mm４枚刃コーティングエンドミルの側面図を示す。工具材質にコバルトを10％含有する超微粒子超硬合金を母材とし、心厚Ｗを50％の５mmとし、かつコーティング範囲３の切れ刃表面にに窒化チタンアルミ系硬質膜を３μｍ被覆した。図３は図２に示すエンドミルの切れ刃外周すくい面形状を示す軸直角拡大要部断面図で、第一外周すくい角γf1を６°、第二外周すくい角γf2を12°、第一外周すくい面長さｔを外径Ｄの２％の 0.2mmとした。図４は本発明品（ａ）と図７に示す従来品（ｂ）との切りくず接触長さを示す説明図で、本発明品の切りくず接触長さは短く、従来品の切りくず接触長さは長い。

図２に示す本発明に示すφ10mm超硬コーティングエンドミル（発明品）と，φ10mm従来品超硬コーティングエンドミル（従来品）との比較テストを行った。切削条件は、被削材ダイス鋼 SKD11（230 HB）を切削速度90m/min （回転数2,870min^-1）、テーブル送り速度1,000mm/min （ｆ＝0.087 mm/t）、軸方向の切り込み10mm、半径方向の切り込み 5mmで、ドライ加工した。図５にこの比較テスト結果の切削抵抗を示す。（ｂ）の従来品は、2,100 Ｎの切削抵抗がかかっているのに対し、（ａ）の発明品はその約６割の1,300 Ｎの切削抵抗であった。

図１に示す本発明の外周切れ刃形状を有するφ８mmの第一外周すくい角γf1を15°、第二外周すくい角γf2を20°、第一外周すくい面長さｔを外径Ｄの２％の0.16mmに設定した４枚刃超硬コーティングエンドミル（発明品）と、図１に示す外周切れ刃形状としたφ８mmの第一外周すくい角γf1を15°、第二外周すくい角γf2を20°で、第一外周すくい面長さｔは外径Ｄの５％の 0.4mmとした４枚刃超硬コーティングエンドミル（比較品）との比較テストを行った。切削条件は、加工方法：側面切削（ダウンカット）、被削材アルミ材 ADC12を切削速度151m/min（ｓ＝6,000min^-1）、テーブル送り速度1,500mm/min （0.063 mm/t）、軸方向の切り込み 8.0mm、半径方向の切り込み 4.0mmで、ドライ（エヤブロー）加工した。図６にこの比較テスト結果の切削抵抗を示す。（ｂ）の比較品は、800 Ｎの切削抵抗がかかったが、（ａ）の発明品は1,200 Ｎの切削抵抗であった。
〔本発明の最良の実施形態の効果〕

以上述べたように、本発明の最良の実施形態では、軸直角断面で見た第一外周すくい角を６°〜25°としたので、切れ味にすぐれ、外周すくい面が２つの外周すくい角から成り、第二外周すくい角は12°〜35°とし、第一外周すくい面長さは外径の 0.5〜３％とし、第一すくい角を第二すくい角より小さくし、かつ心厚は外径Ｄの40％〜70％としたことにより、切りくず接触長さが小さくなり切削抵抗を軽減し、切りくず排出に十分なチップポケットを確保して、切りくず詰まりによる折損を少なくすることが可能なエンドミルを提供するものとなった。

好ましくは、アルミ合金を加工するときは、第一外周すくい角を12〜20°、第二外周すくい角を20〜35°に設定すると、アルミ合金の切削で問題の切りくず詰まりが解消され良好な切削性能が得られる。
さらに好ましくは、鋼や鋳物を加工するときは、第一外周すくい角を６〜10°、第二外周すくい角を12〜18°に設定すると良好な切削性能が得られる。

本発明を実施するための最良の形態のエンドミルの切れ刃外周すくい面形状を示す軸直角拡大要部断面図である。図１に示す切れ刃外周すくい面形状の本発明を実施するための最良の形態の外径Ｄ＝φ10mm４枚刃コーティングエンドミルの側面図を示す。図２に示すエンドミルの切れ刃外周すくい面形状を示す軸直角拡大要部断面図。本発明品と従来品との切りくず接触長さを示す説明図。図２に示す本発明に示すφ10mm超硬コーティングエンドミル（発明品）と、φ10mm従来品超硬コーティングエンドミル（従来品）との比較テスト結果の切削抵抗を示す。図１に示す本発明の外周切れ刃形状を有するφ８mmの第一外周すくい角γf1を15°、第二外周すくい角γf2を20°、第一外周すくい面長さｔを外径Ｄの２％の0.16mmに設定した４枚刃超硬コーティングエンドミル（発明品）と、図１に示す外周切れ刃形状としたφ８mmの第一外周すくい角γf1を15°、第二外周すくい角γf2を20°で、第一外周すくい面長さｔは外径Ｄの５％の 0.4mmとした４枚刃超硬コーティングエンドミル（比較品）との比較テストを行った結果の切削抵抗を示す。一般的なエンドミルの外周すくい面形状を示す拡大要部断面図である。

符号の説明

１：外周ねじれ刃２：外周すくい面３：コーティング範囲
Ｄ：外径 γf1：第一外周すくい角 γf2：第二すくい角
ｔ：第一外周すくい面長さ

Claims

外周ねじれ刃を２〜10枚有するエンドミルにおいて、軸直角断面で見た外周すくい面が２つの外周すくい角からなり、第一外周すくい角を０°〜25°、第二外周すくい角を５°〜40°として、第一外周すくい角を第二外周すくい角より小さくし、かつ第一外周すくい面長さを外径の 0.5〜３％とし、心厚を外径Ｄの40％〜70％としたことを特徴とするエンドミル。
前記第一外周すくい角を12〜20°、前記第二すくい角を20〜35°としたことを特徴とする請求項１記載のアルミ合金加工用エンドミル。
前記第一外周すくい角を６〜10°、前記第二すくい角を12〜18°としたことを特徴とする請求項１記載の鋼及び鋳物加工用エンドミル。