JP2009056559A - ボールエンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命化を図ると共に加工面粗さを改善することが可能な極めて実用性に秀れたボールエンドミルの提供。
【解決手段】工具本体11の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の複数の切り屑排出溝12が形成され、この切り屑排出溝12のすくい面と前記工具本体11の先端逃げ面14との交差稜線部には夫々ボール刃15が設けられたボールエンドミルであって、このボールエンドミルは先端に２枚以上の前記ボール刃15を有し、工具先端部には、断面視略Ｖ字状若しくは断面視略Ｕ字状にして工具回転中心Ｏ’から外方に延びる溝部20が前記ボール刃15の間に夫々１つずつ設けられているボールエンドミル。
【選択図】図３

Description

本発明は、ボールエンドミルに関するものである。

例えば特許文献１に開示されているような、一般的なボールエンドミルは、工具本体の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の多数の切り屑排出溝が形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の先端逃げ面との交差稜線部には夫々ボール刃が設けられた構成であり、ボール刃によって切削された切り屑は、切り屑排出溝を介して排出される。

特開２００５−２２４８９８号公報

ところで、従来のボールエンドミルは、切り屑排出溝の排出性が悪く、送り速度を速くし且つ切り込み量を増すと、特に工具先端に切り屑が滞留して、切り屑の再切削によるボール刃の欠損等の損傷や切り屑詰まりによるビビリ振動を誘発し、加工精度が悪化してしまう。また、切り屑が詰まることで切削抵抗の増大を招き、欠損やチッピング等の原因となっており、工具寿命が短くなる。

本発明は、上述のような問題点を解決したもので、工具先端部に溝部を設けることで、工具中心部からも切り屑を排出できるようにして切り屑がボール刃の先端近傍に滞留することを阻止し、送り速度を速くし且つ切り込み量を増しても良好に切り屑を排出することができ、難削材の高能率加工を高精度で行うことが可能で、更に、切り屑が詰まらないことで欠損等を抑制でき長寿命化を図ると共に加工面粗さを改善することが可能な極めて実用性に秀れたボールエンドミルを提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

工具本体11の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の複数の切り屑排出溝12が形成され、この切り屑排出溝12のすくい面と前記工具本体11の先端逃げ面14との交差稜線部には夫々ボール刃15が設けられたボールエンドミルであって、このボールエンドミルは先端に２枚以上の前記ボール刃15を有し、工具先端部には、断面視略Ｖ字状若しくは断面視略Ｕ字状にして工具回転中心Ｏ’から外方に延びる溝部20が前記ボール刃15の間に夫々１つずつ設けられていることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

また、請求項１記載のボールエンドミルにおいて、前記溝部20は、夫々工具回転方向側の前記ボール刃15に対して「２０°」乃至「隣り合うボール刃15同士のなす角マイナス２０°」ずらして設けられていることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボール刃15の工具中心側には、前記先端逃げ面14同士の交差稜線部21が連設されており、前記溝部20は、この交差稜線部21の工具外方側の一部を残すように設けられていることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

また、請求項３記載のボールエンドミルにおいて、前記先端逃げ面14同士の交差稜線部21と前記ボール刃15との交点23の回転径φＤ_２３が次式（１）を満たすことを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

２×（ｒ＋０．０１）×ｓｉｎα≧φＤ_２３ （１）
ただし、α＝ｃｏｓ^−１（ｒ／（ｒ＋０．０１））
ｒ：工具半径（工具外径Ｄの１／２）
α：工具回転軸と該工具回転軸上の工具先端から工具半径ｒの距離の点ａ及び
先端逃げ面14同士の交差稜線部21とボール刃15との交点23を結ぶ線とがな
す角
また、請求項１〜４いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記先端逃げ面14同士の交差稜線部21の長さは、夫々「０．００５ｍｍ」乃至「前記交点23の回転径φＤ_２３の４５％」に設定されていることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記溝部20の前記交点23に対する没入深さｄは、夫々工具外径の０．２％乃至１０％に設定されていることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

また、請求項１〜６いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボール刃15は２枚であることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

また、請求項１〜６いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボール刃15は４枚であることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

また、請求項８記載のボールエンドミルにおいて、下記第一の直線及び第二の直線が成す角γ11が７０°乃至８８°に設定されていることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

記
一の先端逃げ面14と切り屑排出溝12のすくい面との交差稜線部に設けられるボール刃15と工具回転中心Ｏ’を中心として工具外径の５％の半径を有する円ｃ11との交差点ａ11及び前記工具回転中心Ｏ’を通る第一の直線。

前記交差点ａ11が設定されたボール刃15の工具回転方向前方側に位置する先端逃げ面14の工具回転方向後方側稜線部16と前記円ｃ11との交差点ｂ11及び前記工具回転中心Ｏ’を通る第二の直線。

また、請求項９記載のボールエンドミルにおいて、下記第三の直線及び第四の直線が成す角γ12が７０°乃至８８°に設定されていることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

記
一の先端逃げ面14と切り屑排出溝12のすくい面との交差稜線部に設けられるボール刃15と工具回転中心Ｏ’を中心として工具外径の１０％の半径を有する円ｃ12との交差点ａ12及び前記工具回転中心Ｏ’を通る第三の直線。

前記交差点ａ12が設定されたボール刃15の工具回転方向前方側に位置する先端逃げ面14の工具回転方向後方側稜線部16と前記円ｃ12との交差点ｂ12及び前記工具回転中心Ｏ’を通る第四の直線。

また、請求項９，１０いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記先端逃げ面14の幅が、夫々工具回転中心Ｏ’から工具外径の１０％の範囲において「０．００５ｍｍ」乃至「工具外径の３％」に設定されていることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

また、請求項１〜６いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボール刃15は６枚であることを特徴とするボールエンドミルに係るものである。

本発明は上述のように構成したから、切り屑がボール刃の先端近傍に滞留することを阻止し、送り速度を速くし且つ切り込み量を増しても良好に切り屑を排出することができ、難削材の高能率加工を高精度で行うことが可能で、更に、切り屑が詰まらないことで欠損等を抑制でき長寿命化を図ると共に加工面粗さを改善することが可能な極めて実用性に秀れたボールエンドミルとなる。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

工具先端部に設けた溝部20により、工具先端中心部からも良好に切り屑が排出されることになり、ボール刃15の先端近傍に切り屑が滞留し難くなる。従って、それだけ切り屑が詰まり難く、ボール刃15の欠損やチッピング等の工具の損傷を防止して長寿命化を図ることが可能となる。また、切り屑の噛み込みに起因する工具の逃げ面摩耗が抑制されることで加工面粗さが改善される。

また、例えば、各先端逃げ面14間の間隔を、例えば先端逃げ面14の幅を狭くすることで、可及的に広くすることにより、工具先端のチップポケット（切り屑排出溝12の入口部分、後述する実施例におけるギャッシュ）を可及的に広く確保することができ、従って、高硬度の焼入れ鋼等の難削材を高能率な条件で切削しても、切り屑がボール刃15近傍に滞留せず、良好にチップポケットを通じて切り屑排出溝12から排出され、切削加工時のビビリ振動が抑制され、加工面のむしれを抑制でき、高精度の加工が可能となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、工具本体11の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の４つの切り屑排出溝12が形成され、この切り屑排出溝12のすくい面と前記工具本体11の先端逃げ面14との交差稜線部には夫々ボール刃15が設けられ、切り屑排出溝12のすくい面と前記工具本体11の外周面との交差稜線部に外周刃17が形成された４枚刃ボールエンドミルであって、基端部にフライス盤の工具取り付け部と連結するシャンク部を有し、フライス盤に取り付けられ鉄鋼材料等の金属に３次元加工等の切削加工を施すものである。

尚、切り屑排出溝12には、すくい面の先端側に設けたギャッシュ面と、このすくい面と対向する溝壁面に設けられた前記ギャッシュ面と対向するギャッシュ対向面12ａとから成る側面視略Ｌ字状のギャッシュが形成されている（本実施例においてはギャッシュは切り屑排出溝12の一部としている。）。

また、本実施例の工具先端部には、図１に図示したように、断面視略Ｖ字状若しくは断面視略Ｕ字状にして工具回転中心Ｏ’から外方に延びる溝部20がボール刃15の間に夫々１つずつ設けられている。

各部を具体的に説明する。

ボール刃15の工具中心側には、先端逃げ面14同士の交差稜線部21が連設されており、この交差稜線部21は、図２に図示したように、工具回転中心Ｏ’で連設するように構成されている。

溝部20は、各交差稜線部21にして工具外方側の一部を残すように設けられている。

即ち、本実施例は、一般的なボールエンドミルの工具先端中心部に溝部20を設けて先端逃げ面14同士の交差稜線部21（の一部）を除去したものであり、これにより工具回転中心Ｏ’付近に滞留する切り屑の排出性能を高め、切り屑の噛み込みによる工具及び加工面の損傷の抑制を図ることができることになる。

また、交差稜線部21の工具外方側の一部を残すため、溝部20を設けることで（工具回転中心Ｏ’近傍が没入することで）工具の最先端部となる交点23の工具中心側には交差稜線部21及び該交差稜線部21を形成する先端逃げ面14が存在することになる。交差稜線部21は交点23と同じ高さ（軸方向）であるか、または交点23から工具中心側に没入するようにやや緩やかに傾斜する稜線とされている。よって、最先端部となる交点23による切削痕が被削材の加工面に付き難くなる。

尚、交差稜線部21を全て除去した場合でも工具回転中心Ｏ’付近に滞留する切り屑の排出性能を高め、切り屑の噛み込みによる工具及び加工面の損傷の抑制を図ることができるが、交点23の工具中心側は急角度で切り立った先鋭形状となり易く、被削材の加工面に交点23による切削痕が残り易い。この場合は溝部20を断面視略Ｕ字状として円弧状の溝底部とボール刃15とが交差するように溝部20部を設け、最先端部となる交点23が先鋭になりすぎないようにすれば良い。

また、先端逃げ面14同士の交差稜線部21とボール刃15との交点23の回転径φＤ_２３（図５参照）は次式（１）を満たすように構成されている。尚、図５中のｒ’は基準となるボール刃15の曲率半径ｒに対する誤差（以下「ボールＲ誤差」という。）を表し、本実施例では０．０１としている。図中、符号Ｄは工具外径である。
２×（ｒ＋０．０１）×ｓｉｎα≧φＤ_２３ （１）
ただし、α＝ｃｏｓ^−１（ｒ／（ｒ＋０．０１））
ｒ：工具半径（工具外径Ｄの１／２）
α：工具回転軸と該工具回転軸上の工具先端から工具半径ｒの距離の点ａ及び
交点23を結ぶ線とがなす角

即ち、回転径が上記数値範囲を超えて大きくなると、交点23の部分のボールＲ誤差が０．０１を超えてしまい、一般的に要求されているボールＲ精度を満足しなくなってしまうため、上記の範囲に設定している。より好ましくは次式（２）を満たすように構成すると良い（ｒ’を０．００５とすると良い。）。この場合、交点23の部分のボールＲ誤差が０．００５以内の高精度工具となる。
２×（ｒ＋０．００５）×ｓｉｎα≧φＤ_２３ （２）
ただし、α＝ｃｏｓ^−１（ｒ／（ｒ＋０．００５））

また、エンドミルによる切削加工の主体は横方向加工であるが、特にボールエンドミルでは工具先端部を使った平面加工の際の加工面粗さが問題となる。ここで、図２に図示したように交差稜線部21が工具回転中心Ｏ’で連設する構成であると、この工具回転中心Ｏ’が加工周速０ｍｍ／ｍｉｎで被削材に接触するため、被削材若しくはエンドミルを移動させる際、この工具回転中心Ｏ’が被削材に点接触しながら引き摺られることになり、被削材の加工面粗さを悪化させる可能性がある。この点、本実施例は、加工周速が０ｍｍ／ｍｉｎである工具回転中心Ｏ’は被削材に接触せず、また、上述のように切り屑の噛み込みによる損傷が抑制されるため、図２に図示したような構成に比し、加工面粗さの改善も図ることができる。

以下、溝部20について図３，４を用いて更に具体的に説明する。

溝部20は、上述したように工具回転中心Ｏ’から外方に延びるものであり、前記ボール刃15の間に夫々１つずつ計４つ設けられている。具体的には、工具回転中心Ｏ’を通る図３中左上−右下方向に断面略Ｖ字状の砥石外縁を工具回転軸と略直交するように当接転写するか若しくは前記方向に沿う向きとした砥石を工具回転軸直角方向に移動させて溝Ａを研削形成し、工具回転中心Ｏ’を通る図３中右上−左下方向に断面略Ｖ字状の砥石外縁を工具回転軸と略直交するように当接転写するか若しくは前記方向に沿う向きとした前記砥石を工具回転軸直角方向に移動させて溝Ｂを研削形成することで、４つの溝部20が形成される。即ち、所定方向を向いた砥石を工具先端部に対して工具軸方向に移動させて工具先端部に砥石形状を工具回転軸と略直交するように当接転写するか若しくは砥石を所定方向に工具回転軸直角方向に移動させて上記溝を研削形成することで溝Ａ，Ｂを形成することができる。よって、本実施例における溝部20の溝底部は、工具回転軸と略直交する略直線形状となる。

尚、本実施例においては90°間隔で４つのボール刃を設けているため、溝Ａと溝Ｂは夫々直交するように設けられる。この溝部20を上述のように形成することでボールエンドミルの刃数の１／２の加工回数で（刃数の１／２の数だけ工具回転中心Ｏ’を通り直線状に延びる溝を形成することで）刃数と同じ数だけ溝部20を設けることができ、極めて簡便かつ高能率に溝部20を形成できる。また、本実施例においては溝部20は断面視略Ｖ字状としているが、断面視略Ｕ字状としてもよい。

これにより、工具回転中心Ｏ’を含む工具先端中心部は軸方向に没入し、この工具先端中心部に加工面と接触せず切り屑を排出可能な空間が形成される。

また、溝部20は工具回転方向側のボール刃15に対して所定角度ずらして設けられている。具体的には、工具回転方向側のボール刃15に対して、夫々「２０°」乃至「工具回転方向後方側に隣り合うボール刃15同士のなす角マイナス２０°」ずらして設けられている。即ち、本実施例の場合２０°乃至７０°ずらして設けられている。具体的には、溝部20の（工具回転中心Ｏ’を通る）中心線Ｐ（溝底中心線Ｐ）と、先端逃げ面14同士の交差稜線部21とボール刃15との交点23と工具回転中心Ｏ’を通る線Ｑとがなす角θが、「２０°」乃至「工具回転方向後方側に隣り合うボール刃15同士のなす角マイナス２０°」に設定されている。２０°未満では、ボール刃先端のバックアップ強度の低下が著しく、ボール刃15の工具先端側がチッピングしやすくなり、工具回転方向後方側に隣り合うボール刃15同士のなす角マイナス２０°を超えるとボール刃先端のすくい面の一部が除去されるため、切刃強度が低下しボール刃15の工具先端側がチッピングしやすくなる。本実施例においては４枚刃ボールエンドミルで約４０°に設定されている。特に、上記角度は、隣り合うボール刃15同士のなす角の１／２に対して±１０°の範囲に設定するのが好ましい（本実施例の場合、工具回転方向側のボール刃15に対して３５°乃至５５°ずらして設けるのが好ましい。）。この場合、ボール刃15間の略中央に溝部20を設けることができ、安定した切刃強度を確保できることになる。

また、工具先端部の先端逃げ面14同士の交差稜線部21の長さは、「０．００５ｍｍ」乃至「交点23の回転径φＤ_２３の４５％」に設定されている。この交点23（工具最先端部）が先鋭とならないよう、０．００５ｍｍ以上を確保するが、交点23を構成しているボール刃15と逃げ面同士の交差稜線21のなす角が先鋭であると、加工面に切削痕が残りやすいため、可及的に大きい鈍角とすることが望ましい。また、必要な溝部20のチップポケットを確保し、切り屑排出を行うために、先端逃げ面14同士の交差稜線部21の長さを交点23の回転径φＤ_２３の４５％以下とした。特に、交点23の回転径φＤ_２３の２０％乃至４０％に設定するのが好ましい。この場合、先端逃げ面14同士の交差稜線部21を確実に確保でき、この交差稜線部21が切削中の摩耗によって容易に摩滅しない量となり、更に、溝部20の必要な溝幅を確保して安定した切り屑排出性を確保することが可能となり、切り屑の噛み込みによる工具の逃げ面損傷を抑制し、一層良好な加工面粗さを実現できる。

また、溝部20のボール刃15の交点23（最先端部）に対する没入深さｄ（図４参照）は夫々工具外径の０．２％乃至１０％に設定されている。０．２％未満ではチップポケットが不足して工具先端中心部の切屑滞留が生じやすくなり、１０％を超えると工具先端部の強度が著しく低下し、欠損しやすくなる。特に、０，５％乃至２％の範囲に設定するのが好ましい。この場合、ボール先端中心部で安定した切り屑排出が可能な必要最低限の深さとなり、それだけ能率的な生産が可能となる。本実施例では４枚刃のボールエンドミルで約１．０％に設定されている。尚、溝部20の溝底22は砥石Ｒ形状が転写するように加工した場合には図４に図示したようにＲ形状となる（上述のように砥石を工具回転軸直角方向に移動させて溝部20を形成した場合には、溝底22は工具回転軸に直交する直線状となる。）。

更に、本実施例は、図６に図示したように、一の先端逃げ面14と切り屑排出溝12のすくい面（ギャッシュ面）との交差稜線部に設けられるボール刃15にして工具回転中心Ｏ’を中心として工具外径の５％の半径を有する円ｃ11との交差点ａ11及び前記工具回転中心Ｏ’を通る第一の直線と、前記交差点ａ11が設定されたボール刃15の工具回転方向前方側に位置する先端逃げ面14の工具回転方向後方側稜線部16と前記円ｃ11との交差点ｂ11及び前記工具回転中心Ｏ’を通る第二の直線とが成す角γ11が、７０°乃至８８°に設定されている。尚、図６では説明のため溝部20を省略している。

本実施例においては、前記第二の直線は、前記ボール刃15を形成する切り屑排出溝12のすくい面と対向する溝壁面（ギャッシュ対向面12ａ）と他の先端逃げ面14との交差稜線部16にして前記円ｃ11との交差点ｂ11及び前記工具回転中心Ｏ’を通る直線としている。図中、符号Ｘ’は工具の回転方向である。

また、一の先端逃げ面14と切り屑排出溝12のすくい面との交差稜線部に設けられるボール刃15にして工具回転中心Ｏ’を中心として工具外径の１０％の半径を有する円ｃ12との交差点ａ12及び前記工具回転中心Ｏ’を通る第三の直線と、前記交差点ａ12が設定されたボール刃15の工具回転方向前方側に位置する先端逃げ面14の工具回転方向後方側稜線部16と前記円ｃ12との交差点ｂ12及び前記工具回転中心Ｏ’を通る第四の直線とが成す角γ12が、７０°乃至８８°に設定されている。本実施例においては、前記第四の直線は、前記ボール刃15を形成する切り屑排出溝12のすくい面と対向する溝壁面と他の先端逃げ面14との交差稜線部16にして前記円ｃ12との交差点ｂ12及び前記工具回転中心Ｏ’を通る直線としている。

本実施例においては、前記先端逃げ面14の幅を可及的に小さくすることにより、具体的には、工具回転中心Ｏ’から工具外径（外周刃17の回転軌跡の径）の１０％の範囲において「０．００５ｍｍ」乃至「工具外径の３％」に設定することで、上記γ11及び上記γ12を７０°乃至８８°に設定できるようにし、この先端逃げ面14間に形成される切り屑排出溝12（チップポケット）を広く確保できるように構成している。

尚、先端逃げ面14は、その幅が工具外方側から工具中心側に向かって緩やかに漸減し、工具回転中心近傍（工具回転中心Ｏ’から工具外径の５％の範囲程度）では、加工誤差を除けば略一定となる。

具体的には、上記γ11若しくは上記γ12が７０°未満であると、すくい面に沿って排出される切り屑の排出が良好に行われず、切り屑がすくい面と対向する溝壁面側に向かって滞留してしまうため、切り屑のすくい面に沿った流れがスムーズに行かず、ボール刃15の欠損やビビリ振動が生じ、加工精度が悪化する。

また、上記γ11若しくは上記γ12が８８°を超えると、先端逃げ面14の幅が小さくなり過ぎ、ボール刃15のバックアップ量が不足し、剛性が低下し過ぎてしまい、また、隣り合って配置されたボール刃15の成す角以上（例えばボール刃が等分割に配置された４枚刃ボールエンドミルの場合は９０°以上）となると、先端逃げ面４を形成することができなくなることで所望の形状精度を有するボール刃15の欠如に至り、良好な切削作用を発揮できなくなってしまい、好ましくない。

従って、上記γ11及び上記γ12は、いずれも上記数値範囲内とすることが好ましい。

図７は、上記γ11及び上記γ12を種々変化させて切削試験を行った結果を示す表である。

切削試験に用いる工具は４枚刃Ｒ２ボールエンドミル、被削材はＳＫＤ６１（５０ＨＲＣ）とし、加工条件は、回転速度を１５，０００ｍｉｎ^−１、送り速度を４，５００ｍｍ／ｍｉｎ、軸方向の切り込み深さを１．２ｍｍ、半径方向の切り込み深さを１．２ｍｍ、切削距離を３０ｍ、クーラントをエアブローに設定した。

比較例１，２を比較すると明らかなように、上記γ11及び上記γ12が大きくなるほど、底刃のチッピングが発生せず、逃げ面摩耗幅が減少し、ビビリ振動及び加工面のむしれが抑制される様子が確認でき、また、上記γ11及び上記γ12が上記の角度範囲を満たす実験例１，２ではビビリ振動及び加工面のむしれは全く生じないことが確認された。

即ち、上記γ11及び上記γ12が広くなることで、切り屑の排出がスムーズに行われ、この切り屑がボール刃近傍に滞留することで生じる切り屑の再切削や切り屑詰まりが解消されて切削抵抗の減少に伴い、逃げ面摩耗幅の減少、ビビリ振動の抑制及び加工面のむしれの抑制が達成されることが確認された。

尚、本実施例は４枚刃ボールエンドミルについて説明しているが、２枚刃や６枚刃等の他の偶数枚刃ボールエンドミルでも同様である。例えば２枚刃の場合には、図８，９に図示したように、２つの溝部20を有する構成となる（上記同様に加工した場合、加工する溝は一つ）。この場合も、回転径φＤ_２３，交差稜線部21の長さ，没入深さｄ及びボール刃15に対するずらし角の数値範囲については同様である。尚、ボール刃15に対するずらし角は、２枚刃の場合、工具回転方向側のボール刃15に対して、夫々２０°乃至１６０°、好ましくは、８０°乃至１００°に設定する。

本実施例は上述のように構成したから、工具先端部に設けた溝部20により、工具先端中心部からも良好に切り屑が排出されることになり、ボール刃15の先端近傍に切り屑が滞留し難くなる。従って、それだけ切り屑が詰まり難く、ボール刃15の欠損やチッピング等の工具の損傷を防止できると共に、逃げ面摩耗幅も少なくでき、長寿命化を図ることが可能となる。また、切り屑の噛み込みが抑制されることで加工面粗さが改善される。

更に、各先端逃げ面14間の間隔を、例えば先端逃げ面14の幅を狭くすることで、可及的に広くすることにより、工具先端のチップポケット（切り屑排出溝12の入口部分、後述する実施例におけるギャッシュ）を可及的に広く確保することができ、従って、高硬度の焼入れ鋼等の難削材を高能率な条件で切削しても、切り屑がボール刃15の先端近傍に滞留せず、良好にチップポケットを通じて切り屑排出溝12から排出され、切削加工時のビビリ振動が抑制され、加工面のむしれを抑制でき、高精度の加工が可能となる。

また、心高さ（工具先端中心部のボール刃15と該ボール刃15と略平行な工具回転中心Ｏ’を通る中心線との距離）をより中心線より回転方向側に設定する（心高さを上げる）ことで、逃げ面形成の際に上記溝部20同様、工具先端中心部を前記交点23に対して没入させることは可能ではあるが、この場合、ボール先端側ほど被削材に作用するすくい角が鈍角化することで、切削性が悪化し、ボール刃の先端側ほどチッピング問題が生じる。この点、本実施例は、心高さを上げる必要なく（ボール刃15を中心付近とし）、上記溝部20を設けることで、逃げ面・加工面の損傷抑制効果と加工面粗さの改善効果を得ることが可能である。

従って、本実施例は、切り屑がボール刃の先端近傍に滞留することを阻止し、送り速度を速くし且つ切り込み量を増しても良好に切り屑を排出することができ、難削材の高能率加工を高精度で行うことが可能で、更に、切り屑が詰まらないことで欠損等も抑制でき長寿命化を図ることも可能であり、且つ良好な加工仕上げ面粗さを得ることができる極めて実用性に秀れた４枚刃ボールエンドミルとなる。

本実施例の概略説明平面図である。 本実施例の溝部を設ける前の工具先端中心部の拡大概略説明平面図である。 本実施例の工具先端部の拡大概略説明平面図である。 本実施例の工具先端部の拡大概略説明側面図である。 本実施例の概略説明図である。 本実施例の概略説明平面図である。 本実施例の切削試験の結果を示す表である。 別例の概略説明平面図である。 別例の工具先端部の拡大概略説明平面図である。

符号の説明

11 工具本体
12 切り屑排出溝
14 先端逃げ面
15 ボール刃
16 稜線部
20 溝部
21 交差稜線部
23 交点
Ｏ’ 工具回転中心
φＤ_２３ 交点23の回転径
ｒ 工具半径
Ｄ 工具外径
α 角
ｄ 没入深さ

Claims (12)

1. 工具本体の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の複数の切り屑排出溝が形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の先端逃げ面との交差稜線部には夫々ボール刃が設けられたボールエンドミルであって、このボールエンドミルは先端に２枚以上の前記ボール刃を有し、工具先端部には、断面視略Ｖ字状若しくは断面視略Ｕ字状にして工具回転中心から外方に延びる溝部が前記ボール刃の間に夫々１つずつ設けられていることを特徴とするボールエンドミル。
2. 請求項１記載のボールエンドミルにおいて、前記溝部は、夫々工具回転方向側の前記ボール刃に対して「２０°」乃至「隣り合うボール刃同士のなす角マイナス２０°」ずらして設けられていることを特徴とするボールエンドミル。
3. 請求項１，２いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボール刃の工具中心側には、前記先端逃げ面同士の交差稜線部が連設されており、前記溝部は、この交差稜線部の工具外方側の一部を残すように設けられていることを特徴とするボールエンドミル。
4. 請求項３記載のボールエンドミルにおいて、前記先端逃げ面同士の交差稜線部と前記ボール刃との交点の回転径φＤ_２３が次式（１）を満たすことを特徴とするボールエンドミル。
   ２×（ｒ＋０．０１）×ｓｉｎα≧φＤ_２３ （１）
   ただし、α＝ｃｏｓ^−１（ｒ／（ｒ＋０．０１））
   ｒ：工具半径（工具外径Ｄの１／２）
   α：工具回転軸と該工具回転軸上の工具先端から工具半径ｒの距離の点ａ及び
   先端逃げ面同士の交差稜線部とボール刃との交点を結ぶ線とがなす角
5. 請求項１〜４いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記先端逃げ面同士の交差稜線部の長さは、夫々「０．００５ｍｍ」乃至「前記交点の回転径の４５％」に設定されていることを特徴とするボールエンドミル。
6. 請求項１〜５いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記溝部の前記交点に対する没入深さは、夫々工具外径の０．２％乃至１０％に設定されていることを特徴とするボールエンドミル。
7. 請求項１〜６いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボール刃は２枚であることを特徴とするボールエンドミル。
8. 請求項１〜６いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボール刃は４枚であることを特徴とするボールエンドミル。
9. 請求項８記載のボールエンドミルにおいて、下記第一の直線及び第二の直線が成す角γ11が７０°乃至８８°に設定されていることを特徴とするボールエンドミル。
   記
   一の先端逃げ面と切り屑排出溝のすくい面との交差稜線部に設けられるボール刃と工具回転中心を中心として工具外径の５％の半径を有する円ｃ11との交差点ａ11及び前記工具回転中心を通る第一の直線。
   前記交差点ａ11が設定されたボール刃の工具回転方向前方側に位置する先端逃げ面の工具回転方向後方側稜線部と前記円ｃ11との交差点ｂ11及び前記工具回転中心を通る第二の直線。
10. 請求項９記載のボールエンドミルにおいて、下記第三の直線及び第四の直線が成す角γ12が７０°乃至８８°に設定されていることを特徴とするボールエンドミル。
    記
    一の先端逃げ面と切り屑排出溝のすくい面との交差稜線部に設けられるボール刃と工具回転中心を中心として工具外径の１０％の半径を有する円ｃ12との交差点ａ12及び前記工具回転中心を通る第三の直線。
    前記交差点ａ12が設定されたボール刃の工具回転方向前方側に位置する先端逃げ面の工具回転方向後方側稜線部と前記円ｃ12との交差点ｂ12及び前記工具回転中心を通る第四の直線。
11. 請求項９，１０いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記先端逃げ面の幅が、夫々工具回転中心から工具外径の１０％の範囲において「０．００５ｍｍ」乃至「工具外径の３％」に設定されていることを特徴とするボールエンドミル。
12. 請求項１〜６いずれか１項に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボール刃は６枚であることを特徴とするボールエンドミル。

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