JP2012232350A - 刃先交換式ラジアスエンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】 金型等の仕上げ加工を高速、高能率、高精度に行うための刃先交換式ラジアスエンドミルを提供する。
【解決手段】 工具本体２の先端部３に第１のインサート１２を固定する第１取付座４と、第２、第３のインサート１３、１４をそれぞれ固定する第２及び第３取付座を備えている。第１取付座４に装着される第１のインサート１２を、第１の固定用ネジ９により固定する固定用ネジ穴８の向きは、第１取付座４となるインサート嵌合溝７が工具本体２の径方向に延びる向きと直交する方向に対して、工具本体２の回転方向とは逆方向に角度θ傾斜した方向に形成している。さらに、第１の固定用ネジ９を挿通させるために第１のインサート１２に形成した傾斜ネジ挿通穴１２ｊも角度θ傾斜させている。そして、第１取付座４に第１のインサート１２を固定したときには、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの内周面部１２ｋと第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃとは角度θ傾斜した状態で密に係合するようにしている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、工具本体の先端部に設けた取付座に切れ刃を備えたインサートを着脱自在に装着できるようにした刃先交換式ラジアスエンドミル、特に、被削材の中仕上げ及び仕上げ加工において、取付座へのインサートの装着精度が確保できるように改善して、高速度、高精度の切削加工を可能にした刃先交換式ラジアスエンドミルに関するものである。

各種の金型を製作する際には、金型の素材となる被削材に３次元の切削加工を行う必要がある。従来から金型の切削加工用の工具としては、ラジアスエンドミル、あるいはボールエンドミルが用いられる。ボールエンドミルは、刃部の形状は側面視で半球状をなしているため、曲面を高速で仕上げ加工を行う切削工具として適しているが、工具本体の先端部軸線（工具回転軸）付近の刃部はその回転速度が遅くなるため、工具先端部軸線付近の刃部を使用した切削加工を行うと刃部が欠損し易くなるという欠点がある。

これに対して、ラジアスエンドミルは、底刃と外周刃と、これら底刃と外周刃との間に形成されたＲ形状のコーナＲ刃を備えているため、平面加工や曲面加工も行うことができる。このため、近年、複雑な曲面を有する金型の仕上げ加工や中仕上げ加工に用いる切削工具として、ボールエンドミルに代わってラジアスエンドミルも多用されてきている。

近年、各種の金型の寸法は大型化する傾向にあり、これに伴って金型の切削加工を行うための切削工具には、高速、高能率、高精度の切削加工を行い、かつ長寿命化が要求されている。このような事情により、各種の金型の加工を行うための切削工具としてラジアスエンドミルが使用されるようになっている。また、切削加工を高能率、高精度に行うためには、ソリッドタイプの切削工具よりも、切れ刃を形成したインサートを、工具本体に形成した取付座にクランプネジ等により着脱自在に装着する方式である、刃先交換式のラジアスエンドミル（刃先交換式ラジアスエンドミル）が適している。この理由は、インサートに形成した切れ刃が摩耗して切れ味が低下すると、直ちに新しいインサートと交換することができるので、切削加工の高能率化と高精度化を維持することができ、かつ、切削工具に対するコスト低減も行うことができるからである。

刃先交換式ラジアスエンドミルの技術に関しては、例えば、下記の特許文献１〜３に記載の発明が提案されている。

特許文献１（特開平１０−１５６６１６号公報）には、突き加工、ドリル加工、肩削り加工を可能としたスローアウェイ式ラジアスエンドミルの提供を目的とした発明が提案されている。このスローアウェイ式ラジアスエンドミルは、工具本体に複数のスローアウェイチップを装着する方式であって、第１のチップとして丸チップを用い、第２のチップとして円弧側面とこれに連なる直線状側面とから成るチップを用いて、この直線状側面を工具本体中心軸付近まで延ばし、かつ、中心軸付近に位置するコーナ部に面取り刃を設けた構成としたものである。

特許文献２（特開２００５−３１９５５８号公報）には、倣い加工時において、被削材の面粗さを改善することを目的とした刃先交換式の仕上げ用ラジアスエンドミルに関する発明が提案されている。この刃先交換式ラジアスエンドミルは、工具本体の先端部に設けたスリット状のインサート取付座に切れ刃を形成したインサートを装着する構成であって、インサートの切れ刃の形状は、外周側の円弧状切れ刃の半径をｒ１とし、工具直径をＤとしたときに、０．３１Ｄ≦ｒ１≦０．４５Ｄ、Ｄ≧８ｍｍとされ、底刃は半径ｒ２の円弧状内周刃とこの円弧状内周刃に接続されて工具軸まで形成された直線状内周刃から構成され、ｒ１＞ｒ２としたものである。

特許文献３（特開２００９−１０７０４６号公報）には、インサート本体自体の強度やインサート取付座への取付強度は確保したまま、切削工具に取り付けて高速回転させても工具本体に振れを生じることが少なく、加工精度を損なうことなく、さらに加工効率の向上を図ることを目的とした切削インサート及びインサート着脱式切削工具に関する発明が提案されている。

特許文献３に記載されているインサート着脱式切削工具は、図面の図８、図１１にラジアスエンドミルとして示されているように、先端縁に切れ刃が形成されるとともに取付孔が厚さ方向に貫通させられた平板状のインサート本体を備え、このインサートを、インサート着脱式切削工具のスリット状のインサート取付座に挿入してクランプネジにより固定する構成とされている。さらに、インサートには、インサート本体に設けた取付孔の周りの取付座壁面によって挟まれる被挟持面の内側に、このインサート本体を厚さ方向に貫通する複数の貫通部をこの取付孔と間隔をあけて形成することによりインサートの重量を軽減して、高速回転させても工具本体に振れの発生を生じないように改善したものである。

また、刃先交換式ラジアスエンドミル及び刃先交換式ボールエンドミルにおいては、取付座に装着してクランプネジ等により固定したインサートが、切削加工中に発生する切削加工負荷によりその固定位置がズレないようにすること、切屑の排出が良好に行われるように工具本体の先端部の構造を改善すること、及び新しいインサートを取付座に装着したときに所定の位置に、特にインサートに形成した切れ刃が工具本体の先端部から突出する長さ（位置）が、常に所定の位置に正確に固定・維持されるように、インサートを取付座に固定する方法やその手段を改善することも重要になる。

上記したインサートを工具本体の取付座に固定する機構を改善する技術としては、下記の特許文献４〜特許文献６に記載の発明が提案されている。

特許文献４（実開昭５４−２９４９０号公報）には、切屑つまりを解消して工具の破損がなく、かつ作業能率を向上させた、切刃チップを交換自在とした穴あけ工具が提案されている。特許文献４に記載の考案は、切刃チップをホルダの相対する一対の挟持部間に挿入し、この切刃チップを貫通する締付ボルトにより固定する穴あけ工具において、一方の挟持部の縁部を切刃チップの一方の側面に対してホルダの回転方向へ鈍角をなすように切欠して一方の切削屑排出溝を形成するとともに、これと対称位置にある他方の挟持部の縁部を切刃チップの他方の側面に対しホルダの回転方向へ鈍角をなすように切欠して他方の切削屑排出溝を形成し、かつ締付ボルトを一方の挟持部の切欠した面と他方の挟持部の切欠した面とに、略平行となるように傾斜させた構成にすることが開示されている。

特許文献５（特開２００１−１２１３３９号公報）には、上記特許文献４とほぼ同様な構成を有するスローアウエイエンドミルに関する発明が提案されている。このスローアウエイエンドミルは、ホルダ本体に形成されたチップ嵌合溝に嵌合されるチップの取付座に直交する位置に対して、周方向に所要の角度ほど傾斜した方向からクランプボルトがチップの挿通穴を挿通して両チップ挟持半体にわたってネジこまれる構成とすることにより、チップポケットを大きく取れるようにしたエンドミルである。

特許文献６（特許第４５３１９８１号公報）には、ホルダの先端部（溝脚部）に形成された溝に挿入された切削インサートを、クランプネジにより確実にクランプする機構を備えた穴ぐり工具に関する発明が提案されている。このクランプ機構（特許文献６の図３参照）は、溝脚部に設けたクランプネジ用の穴の中心軸はＸ方向に対して傾斜させるとともに、切削インサートに設けた受容穴の中心軸もＸ方向に対して傾斜させ、さらに、クランプネジはその頭部と先端部のネジ部との間のシャフト部分の外周面を、頭部からネジ部に向かって先細にしたテーパ状の構成にしたことが記載されている。このような構成にすることにより、切削インサートはクランプネジのくさび面伝道装置のような形式で協働して、ストッパ面に押圧されるので、切削加工中における切削インサートに発生する振動もなくなり、優れたクランプ作用を達成することができると記載されている。

また、ラジアスエンドミルの切れ刃の長寿命化を図るために、耐摩耗性を有する立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）からなる硬質焼結体製の切れ刃を備えたラジアスエンドミルも提案されている。切れ刃を立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）からなる硬質焼結体製としたラジアスエンドミルに関しては、例えば、特許文献７、特許文献８が提案されている。

特許文献７（特開２００８−２７９５２０号公報）には、コーナＲ刃の欠損を防止して寿命延長を図ることを目的としたラジアスエンドミルに関する発明が提案されている。このラジアスエンドミルは、エンドミル本体２の先端部外周にコーナＲ刃が備えられたラジアスエンドミルにおいて、このコーナＲ刃の先端部とコーナＲ刃の先端側に配置される底刃４とで構成される先端刃部を立方晶窒化硼素焼結体によって形成し、先端刃部の軸線Ｏ方向の長さＬが、コーナＲ刃の半径Ｒよりも小さい値となるように構成されている。

特許文献８（特開２００９−２４１１９０号公報）には、ＣＢＮラジアスエンドミルの底刃とラジアス刃の境界部を強化することにより、寿命を向上させたラジアスエンドミルに関する発明が提案されている。このＣＢＮラジアスエンドミルは、工具本体の先端部にＣＢＮ焼結体を接合し、ＣＢＮ焼結体には２枚の切れ刃を設けた構成とされている。そして、この切れ刃は、底刃、繋ぎ刃、１／４円のラジアス刃、外周刃から構成され、すくい角が−３０°〜−５０°に設定され、かつ、くさび角が切れ刃の各部で一定しているネガランドをすくい面上に切れ刃の全域に沿って形成し、さらに、底刃とラジアス刃との間に、すきま角γ０が底刃のすきま角γ１よりも小さく、かつ、０．５°≦γ０≦２°の条件を満たす繋ぎ刃３ｂを形成したものである。

特開平１０−１５６６１６号公報 特開２００５−３１９５５８号公報 特開２００９−１０７０４６号公報 特開昭５４−２９４９０号公報 特開２００１−１２１３３９号公報 特許第４５３１９８１号公報 特開２００８−２７９５２０号公報 特開２００９−２４１１９０号公報

特許文献１に記載のスローアウェイ式ラジアスエンドミルは、刃先交換式のラジアスエンドミルであるが、突き加工、ドリル加工、あるいは肩削り加工を可能とするために、第１のチップとして丸チップを用い、第２のチップとして円弧側面とこれに連なる直線状側面とから成るチップを用いて、この直線状側面を工具本体中心軸付近まで延ばし、かつ、中心軸付近に位置するコーナ部に面取り刃を設けた構成とされている。しかしながら、加工中にこれらのチップに作用する負荷に対してチップの位置ずれを防止する機構については開示されていない。

特許文献２に記載の刃先交換式仕上げ用ラジアスエンドミルは、被削材の仕上げ加工において、被削材の面粗さを改善するために、インサートに形成した切れ刃の形状と工具直径との関係を特定したラジアスエンドミルであって、切削加工中にインサートに作用する加工負荷によりこのインサートの位置ずれをより確実に防止するために、インサートを取付座に装着して固定するための機構の改善については開示されていない。

特許文献３の図８、図１１に示されている刃先交換式のラジアスエンドミルは、インサート本体に設けた取付孔の周りに、このインサートの厚さ方向に貫通する複数の貫通部を設けてインサートの重量を軽減することにより、高速度切削を行っても工具本体に振れが発生しない構成としたものであって、高速度切削を行っても取付座に装着して固定したインサートの位置ずれを防止するための対策については、開示されていない。

特許文献４に記載の穴あけ工具は、工具先端部に、締付けボルトを傾斜した方向から締付けて切刃チップを固定する構成にすることにより、切屑排出溝を大きく確保するようにした穴あけ専用の工具である。従って、この穴あけ工具は、金型のキャビティー等の３次元切削加工を高速で行うための工具として使用することはできない。また、特許文献４には、切刃チップに形成した挿通穴と締付けボルトの外周面との係合関係の詳細については開示されていない。

特許文献５に記載のスローアウエイエンドミルは、ホルダ本体に形成されたチップ嵌合溝に嵌合されるチップの取付座に直交する位置に対して、周方向に所要の角度ほど傾斜した方向からクランプボルトがチップの挿通穴を挿通して両チップ挟持半体にわたってネジこまれる構成とすることにより、チップポケットを大きく取ることができるようにして切屑の排出性を良好にした刃先交換式エンドミルである。しかし、このスローアウエイエンドミルは切れ刃が２枚から構成されているので、金型を高速で切削加工するボールエンドミルとして適用することは困難である。金型等を高速で切削加工するためには、切れ刃を少なくとも４枚刃からなる構成にすることが望ましい。また、特許文献５には、チップに形成した挿通穴とクランプボルトの外周面との係合関係の詳細については開示されていない。

特許文献６に記載の切削インサートを備えた穴ぐり工具は、穴開け専用の工具であって、金型のキャビティー等を高速で切削加工するための工具として使用することはできない。また、加工中に切削インサートの位置ずれを防止するためにクランプネジのテーパ状の外周面と切削インサートに設けた挿通穴との具体的な係合関係については記載されていない。

特許文献７及び特許文献８に記載のラジアスエンドミルは、エンドミル本体の先端部に形成されるコーナＲ刃と底刃の先端刃部を立方晶窒化硼素焼結体から構成したソリッドタイプのエンドミルであって、刃先交換式のラジアスエンドミルではない。金型等の被削材を高効率、かつ高速度で切削加工を行うためには、ソリッドタイプよりも刃先交換式のエンドミルの方が優れていることは明らかである。

一方、刃先交換式ラジアスエンドミル等において、インサートの工具本体への装着と固定は、取付座に装着したインサートを、このインサートに形成されたネジ挿通穴に固定用ネジを挿通させ、この固定用ネジを取付座と螺合させる手段が採用されている。一般的に、金型等の被削材の仕上げ加工に使用される刃先交換式工具では、摩耗したインサートを新しいインサートと交換して装着する都度、新しく装着したインサートの装着・固定状態、すなわち、工具本体の先端部に対する切れ刃の位置や切れ刃形状等を確認し、必要に応じてはインサートの固定位置を微調整することがある。従って、インサートを工具本体に装着する際において、新しいインサートを装着して固定する都度、この固定位置について高い精度を得るための改善は、インサートの位置調整時間の短縮につながることから、重要な技術課題の一つである。

本願の発明者は、高速で、かつ高精度で金型の切削加工、特に仕上げ加工を行うための刃先交換式ラジアスエンドミルの構成、さらにインサートの構成や取付座への固定方法の改善について、種々の検討と実験を行った結果、インサートの固定用のネジ挿通穴の向き、このネジ挿通穴の内周面の面粗さと、固定用ネジの円筒部における外周面の面粗さとを適切に設定して、インサートのネジ挿通穴の内周面と固定用ネジの円筒部の外周面とを、密に係合させることが重要であるとの知見を得た。

従って、本発明の目的は、刃先交換式ラジアスエンドミルにおいて、工具本体の先端部に第１のインサート、第２及び第３のインサートをそれぞれの取付座に装着して固定するための固定機構を改善することにより、金型等の被削材の加工を、高速、高能率、高精度に行うことを可能とし、さらにインサートを装着した１本当りの工具の寿命を長寿命とした刃先交換式ラジアスエンドミルを提供することにある。

本発明の請求項１に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルは、軸線回りに回転する工具本体の先端部に取付座を設け、前記取付座に切れ刃を有するインサートを着脱自在に装着可能とした刃先交換式ラジアスエンドミルであって、
前記取付座は、
前記工具本体の先端部に前記軸線を含む該工具本体の径方向に形成されたスリット状のインサート嵌合溝からなり、前記インサート嵌合溝に挿入された第１のインサートを、前記第１のインサートを貫通して形成された傾斜ネジ挿通穴に、外周面に仕上げ加工を施した外周面部を備えた第１の固定用ネジを挿通させたネジ締結により固定するための第１取付座と、
前記インサート嵌合溝により、前記工具本体の先端部に形成された先端半体部の一方と他方にそれぞれ設けられた取付座であって、第２のインサートを着脱自在に固定用ネジにより固定する第２取付座と、第３のインサートを着脱自在に固定用ネジにより固定する第３取付座と、を備え、
平板状で、平面視で略四角形状をなす前記第１のインサートは、切れ刃として、その先端面部の中央部からそれぞれの側面部に向けて形成された底刃と、前記側面部のそれぞれに形成された外周刃と、前記底刃と前記外周刃とを繋ぐコーナＲ刃を有し、前記傾斜ネジ挿通穴の中心線は、前記平板状の平面に対して角度θ傾斜するとともに、その内周壁面は仕上げ加工を施した内周面部を有し、
平板状をなす前記第２及び第３のインサートは、切れ刃として、その先端面部に形成された底刃と、一方の側面部に形成された外周刃と、前記底刃と前記外周刃とを繋ぐコーナＲ刃を有し、
前記先端半体部は、一方の前記先端半体部の外表面から前記インサート嵌合溝内において前記軸線を介するように、他方の前記先端半体部の内部に達して形成されたネジ穴であって前記インサート嵌合溝が前記工具本体の径方向に延びる向きと直交する方向に対して、前記工具本体の回転方向とは逆方向に前記角度θ傾斜した方向に形成された第１インサート固定用ネジ穴を備え、
前記第１取付座に、前記第１のインサートを前記第１の固定用ネジによるネジ締結で固定したときには、
前記第１の固定用ネジの前記外周面部と前記傾斜ネジ挿通穴の前記内周面部とは密に係合していることを特徴としている。

請求項２に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルは、 請求項１に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記第１取付座に前記第１のインサートを装着して固定し、前記第２取付座に前記第２のインサートを、さらに前記第３取付座に前記第３のインサートを装着して固定したときに、
前記軸線方向に対する前記工具本体に装着した前記インサートの最下点が、前記軸線と垂直に交わる同一平面上であって、前記第１のインサートの切れ刃に２ケ所、前記第２及び第３のインサートの切れ刃にそれぞれ１ケ所存在するようになされていることを特徴としている。

請求項３に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルは、 請求項１又は請求項２に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記第１のインサートは超硬合金から構成され、
前記第２及び第３のインサートはその基体が超硬合金から構成されるとともに該第２及び第３のインサートの前記切れ刃は、前記基体に立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から形成された切れ刃を接合した構成からなっていることを特徴としている。

請求項４に記載の先交換式ラジアスエンドミルは、請求項１又は請求項２に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記第１のインサートと前記２及び第３のインサートは、その基体が超硬合金から構成されるとともに、前記第１、前記２及び第３のインサートの前記切れ刃は、それぞれの前記基体に立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から形成された切れ刃を接合した構成からなっていることを特徴としている。

請求項５に記載の先交換式ラジアスエンドミルは、請求項１に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記第１の固定用ネジの前記仕上げ加工を施した外周面部の表面粗さは、前記第１のインサートの前記傾斜ネジ挿通穴の前記仕上げ加工を施した前記内周面部の表面粗さより粗くされていることを特徴としている。

請求項６に記載の先交換式ラジアスエンドミルは、請求項１に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記角度θは、２０°≦θ≦４０°の範囲に設定されていることを特徴としている。

本発明の先交換式ラジアスエンドミルは、次の効果を奏することが可能になる。
（１）第１のインサートの固定用ネジ挿通穴と工具本体の第１インサート固定用ネジ穴を、工具本体の正回転方向とは逆方向に傾斜させることによって、第２、第３のインサートをネジにより装着できるスペースを充分に設けることができるので、刃先交換式ラジアスエンドミルを４枚刃とすることが可能になる。その結果として、本発明は、従来の２刃タイプの刃先交換式ラジアスエンドミルに比べ、１刃当りの負荷が半分に低減される事により、送り速度Ｖｆを２倍にアップでき、工具寿命も約２倍に向上するなど、切削工具１本当たりの切削性能を向上することができ、平面切削加工及び立ち壁の高速切削加工において高能率、高精度、且つ、工具寿命に優れる刃先交換式ラジアスエンドミルを提供することができる。

（２）さらに、第１のインサートを第１の固定用ネジを用いて第１取付座に装着して固定したときには、第１のインサートの傾斜ネジ挿通穴の内周面に形成した仕上げ加工を施した内周面部と第１の固定用ネジの外周面に仕上げ加工を施した外周面部とが密に係合した構成になるので、切削加工中において、第１のインサートが第１取付座から位置ズレすることを防止できる。これにより、金型などの高速切削加工において、高能率・高精度、且つ、工具寿命に優れる刃先交換式ラジアスエンドミルを提供することができる。

（３）本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルは、工具本体の第１取付座から第３取付座に、それぞれ第１、第２、第３のインサートを装着して固定したときに、工具本体の軸線Ｏ方向に対する最下点が、軸線Ｏと垂直に交わる同一平面上であって、第１のインサートの切れ刃に２ケ所、第２及び第３のインサートの切れ刃に各１ケ所存在するようにしている。これにより、底刃を主体にした平面部の切削加工の制御を実施したときに、切削加工負荷に伴う振動の発生が抑制されるので、上記（２）に記載の効果に加えて第１のインサートの第１取付座に対する位置ズレをより防止することが可能になる。

（４）本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルは、工具本体の第１取付座から第３取付座に、それぞれ第１、第２、第３のインサートを装着して固定したときに、工具本体の軸線Ｏを回転中心とした第１インサートの外周切れ刃の最外周点の回転軌跡が、工具径（Ｄｃ）を直径とした円をなし、この円周上に第２、第３インサートの切れ刃の最外周点が、存在するようにしている。これにより、外周刃を主体にした立ち壁の切削加工の制御を実施したときに、一刃当たりの切削負荷が均等化されることにより、振動の発生が抑制される。従って、上記（２）、（３）に記載の効果に加えて、更に振動の発生を抑制することが可能となり、好ましい。

本発明に係る刃先交換式ラジアスエンドミルの実施形態について、インサートを装着していないときの工具本体の状態を示す平面図である。 図１に示す刃先交換式ラジアスエンドミルについて、回転中心軸方向から見たときの先端部の構成を示す側面図である。 図１に示す刃先交換式ラジアスエンドミルについて、先端部の構成を説明するための部分正面図である。 図１に示す刃先交換式ラジアスエンドミルについて、インサートを装着したときの状態を示す平面図である。 図４に示す刃先交換式ラジアスエンドミルについて、回転中心軸方向から見たときの先端部の構成を示す側面図である。 図４に示す刃先交換式ラジアスエンドミルについて、先端部の構成を説明するための部分正面図である。 図４に示す第１のインサートの構成を示す平面図である。 図７に示す第１のインサートについて、紙面の左側方向から見たときの構成を示す側面図である。 図７に示す第１のインサートについて、Ａ−Ａ線に沿った断面の形状を示す断面図である。 図９に示す第１のインサートの傾斜ネジ挿通穴について、その内周面に仕上げ加工を施すための手順を説明するための図であって、（ａ）は第１のインサートを粉末成形により成形し、焼結した素材形状の断面図、（ｂ）は（ａ）に示す内周面部に仕上げ加工を施したときの状態を説明するための断面図である。 図４に示す第１の固定用ネジの構成を示す正面図である。 図５に示す第２のインサートの構成を示す平面図である。 図１２に示す第２のインサートについて、紙面の左側方向から見たときの構成を示す側面図である。 図１２に示す第２のインサートについて、切れ刃方向から見たときの構成を示す正面図である。 図６に示す 第２（又は第３）の固定用ネジの構成を示す正面図である。 実験例２を実施するために試作した本発明例と従来例の刃先交換式ラジアスエンドミルについて、その仕様を示す図である。

以下、図面を用いて本発明に係る刃先交換式ラジアスエンドミルの実施形態について、詳細に説明する。

（工具本体の構成）
図１〜図３は、本発明の一実施形態を示す刃先交換式ラジアスエンドミル１について、切れ刃となるインサートを装着していないときの工具本体２の構成を示す図である。なお、図１は工具本体２の平面図、図２は工具本体２をその先端部から回転中心軸Ｏ（以下、「軸線Ｏ」という）方向へみたときに、工具本体２の先端部の構成を示す側面図、図３は図１に示す工具本体２を、軸線Ｏに対して９０°異なる方向からみたときに、先端部の構成を示す正面図である。

工具本体２の一方の端部となる先端部３には、切れ刃となるインサートを装着して締め付け部材となる固定用ネジによりこのインサートを着脱自在に固定するための取付座が形成されている。工具本体２の他方の端部は、刃先交換式ラジアスエンドミル１を加工装置に取り付けるためのシャンク部となる。工具本体２は、例えば、ＳＫＤ６１等の合金工具鋼から製造されている。

次に、切れ刃を備えたインサートを装着して固定するための取付座の構成について説明する。工具本体２の先端部３には、第１取付座４と、第２取付座５と、第３取付座６が形成されている。図２及び図３に示すように、第１取付座４は、先端部３の前面部から、軸線Ｏを含んでこの軸線Ｏ方向に所定の深さを有し、かつ、工具本体２の径方向に先端部３を貫くように形成されたスリット状のインサート嵌合溝７から構成されている。

図３に示すように、第１取付座４となるインサート嵌合溝７は、所定の間隔を設けて対向するように形成した側面壁７ａ、７ｂと、底部７ｃを備えており、これら側面壁７ａと７ｂは軸線Ｏを挟んで平行になるように、機械加工により形成されている。また、インサート嵌合溝７が軸線Ｏ方向に向かって形成された溝の中心線は、軸線Ｏと一致させている。この第１取付座４は、切れ刃を備えた第１のインサート１２（図５、図７参照）をインサート嵌合溝７内に装着して、インサート嵌合溝７内に固定するための取付座になる。
なお、工具本体２の先端部３は、インサート嵌合溝７の形成により２分割された構成になり、以下の説明において、この２分割された先端部３の一方を先端半体部３ａ、他方を先端半体部３ｂとして説明する。

図１〜図３に示すように、先端半体部３ａの外面部には第２取付座５が、先端部半体３ｂの外面部には第３取付座６が形成されている。第２取付座５は、切れ刃を備えた第２のインサート１３（図５、図１２参照）を装着して固定するための取付座になる。また、第３取付座６は、切れ刃を備えた第３のインサート１４（図５参照）を装着して固定するための取付座になる。第２取付座５と第３取付座６は、それぞれ第２及び第３のインサート１３、１４を装着するために軸線Ｏ方向に形成された着座面を備えている。なお、これら着座面には、それぞれ第２及び第３のインサート１３、１４を、締め付け部材となる第２及び第３の固定用ネジ１５、１６（図１５参照）によるネジ締結により固定するためのネジ穴１０が形成されている。

また、図２に示すように、一方の先端半体部３ａの表面部から、インサート嵌合溝７を介して他方の先端半体部３ｂ内に向けて第１インサート固定用ネジ穴８が形成されている。第１インサート固定用ネジ穴８は、第１取付座４（インサート嵌合溝７）に装着された第１のインサート１２を、第１の固定用ネジ９（図１１参照）により固定するためのネジ穴になる。なお、第１インサート固定用ネジ穴８は、一方の先端半体部３ａを貫通し、インサート嵌合溝７を介して他方の先端半体部３ｂの内部の所定の深さまで形成され、先端半体部３ｂ内に設けた第１インサート固定用ネジ穴８にはネジ溝が刻設されている。このネジ溝は、第１の固定用ネジ９のネジ部９ｅ（図１１参照）とネジ嵌合するために設けたものである。

さらに、図２に示しているように、第１インサート固定用ネジ穴８の中心線の向き（直線Ｏ_３）は、インサート嵌合溝７が工具本体２の半径方向に向かう向きとなる直線（中心線）Ｏ_１と直交する直線Ｏ_２に対して、角度θほど傾斜させた方向に形成している。また、この角度θ、すなわち、第１インサート固定用ネジ穴８の向きＯ_３は、図２に示すように、切削加工時における工具本体２（ラジアスエンドミル）の回転方向をＲとしたときに、角度θほど直線Ｏ_２に対してこの回転方向Ｒと逆方向に傾斜させている。
本発明において、第１インサート固定用ネジ穴８の向きが、この直線Ｏ_２に対して傾斜する傾斜角度θは、２０°≦θ≦４０°の範囲に設定することが望ましい。なお、図２に示す１１は、先端部３に形成した切屑排出の溝である。

（ラジアスエンドミルの構成）
図４〜図６は、本発明の実施形態となる刃先交換式ラジアスエンドミル１の構成を説明するための図であって、図１に示す工具本体２の第１取付座４に第１のインサート１２を、第２取付座５に第２のインサート１３を、第３取付座６に第３のインサート１４を装着して固定したときの状態を示す図である。

図４（図６）に示すように、第１取付座４を構成するインサート嵌合溝７に装着された第１のインサート１２は、第１の固定用ネジ９を用いたネジ締めにより固定される。また、第２取付座５に装着された第２のインサート１３は、第２の固定用ネジ１５を用いたネジ締めにより固定され、さらに第３取付座６に装着された第３のインサート１４は、第３の固定用ネジ１６を用いたネジ締めにより固定される。なお、第２の固定用ネジ１５と第３の固定用ネジ１６は、同一のネジとすることが望ましい。

なお、図５に示す例では、第２のインサート１３と第３のインサート１４は、軸線Ｏに対して対称となるそれぞれの先端半体部３ａと３ｂに設けた取付座５、６に固定した例を示しているが、第２及び第３のインサート１３、１４を、必ずしも軸線Ｏに対して対称となる位置に固定する必要はない。この場合には、先端半体部３ａ、３ｂに形成する第２取付座５と第３取付座６の位置とその形状などを適切に設定するようにする。

（第１のインサートの構成）
続いて、第１のインサート１２の構成を、図７〜図９を参照して説明する。図７は第１のインサート１２について上面部の構成を示す図、図８は図７に示す第１のインサート１２について、紙面の左側（切れ刃方向）から見たときの構成を示す側面図、図９は図７に示すＡ−Ａ線における断面の形状を示す図である。

第１のインサート１２の形状は、所定の厚さを有する平板状をなし、平面視で横方向の長さをＸ、縦方向の長さをＹとした略四角形状をなし、その材質は超硬合金製である。第１のインサート１２の上面部１２ａと下面部１２ｂに囲まれた前面部には、切れ刃となる底刃１２ｃと１２ｄが形成され、前面部の周辺部には曲率半径ｒ１をなすコーナＲ刃１２ｅと１２ｆが形成され、２つの側面部には外周刃１２ｇと１２ｈが形成されている。なお、底刃１２ｃと１２ｄは、それぞれコーナＲ刃１２ｅ、１２ｆの端部から軸線Ｏ方向に向かって形成されるとともに、さらに、後面部１２ｉ方向に、軸線Ｏと直交する面に対して角度αで傾斜するように形成されている。この傾斜角度αは、１０°〜２０°の範囲に設定する。

第１のインサート１２においては、その側面部の前面部側から後面部側に向けて形成された外周刃１２ｇと、第１のインサート１２の前面部に形成された底刃１２ｃとは、曲率半径ｒ１をなすコーナＲ刃１２ｅにより繋がれており、これら底刃１２ｃ、コーナＲ刃１２ｅ、外周刃１２ｇは、第１のインサート１２において、一つの切れ刃を構成する。なお、この切れ刃は、コーナＲ刃１２ｅの一方の端部が底刃１２ｃの端部に繋がり、コーナＲ刃１２ｅの他方の端部が外周刃１２ｇの端部と繋がるように構成されている。同様に、外周刃１２ｈと底刃１２ｄとコーナＲ刃１２ｆについても、コーナＲ刃１２ｆの一方の端部が底刃１２ｄの端部に繋がり、コーナＲ刃１２ｆの他方の端部が外周刃１２ｈの端部と繋がるように構成されて、一つの切れ刃を構成している。

このように、第１のインサート１２は、２つ（２枚）の切れ刃を備えていることになる。そして、第１のインサート１２を第１取付座４（インサート嵌合溝７）に装着して、その上面部１２ａと下面部１２ｂを、対応するインサート嵌合溝７の側面壁７ａ、７ｂに当接させた状態で固定したときには、第１のインサート１２の底刃１２ｃと１２ｄ、コーナＲ刃１２ｅと１２ｆ、外周刃１２ｇと１２ｈは工具本体２の先端部３及び外側部から所定の長さほど突出させるようにする。なお、外周刃１２ｇと外周刃１２ｈは、図７に示す軸線Ｏと平行になるように形成するか、あるいは軸線Ｏ方向（底刃１２ｃ（１２ｄ）方向）に所定の角度傾斜させたテーパ形状とした切刃を備えているようにしてもよい。

なお、図７に示す第１のインサート１２の後端部１２ｉは、例えば、直線状の平面をなす面（直線状平面部）であって、第１のインサート１２を第１取付座４に装着したときに、インサート嵌合溝７の底部７ｃに当接させる部分になる。このため、直線状平面部１２ｉには仕上げ加工を施しておくようにすることが望ましい。また、直線状平面部１２ｉの他の実施形態としては、第１のインサート１２をインサート嵌合溝７の底部７ｃに位置合わせするために、例えば平面視でＶ字状など凸形状をなすようにし、インサート嵌合溝７の底部７ｃを凹形状としてもよい。

図７に示すように、第１のインサート１２は、上面部１２ａから下面部１２ｂに向けて傾斜して貫通する傾斜ネジ挿通穴１２ｊを備えている。さらに、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの内周面には仕上げ加工を施した内周面部１２ｋを形成している。
なお、図７に示す１２ｐはすくい面であって、上面部１２ａ（下面部１２ｂ）に対してその高さを若干低くした平面状をなしている。また、図７に示す直線Ｏ_４は、平面視において第１のインサート１２の高さＹを２等分する直線であって、第１のインサート１２を第１取付座４に装着して固定したときに軸線Ｏと一致する直線である。２つの底刃１２ｃ、１２ｄのそれぞれの一方の端部は、この直線Ｏ_４、又は直線Ｏ_４の近傍まで形成され、かつ、２つの底刃１２ｃ、１２ｄは直線Ｏ_４に向かって角度αの中低勾配をなすように形成されている。

なお、図７に示すＳ１とＳ２は、第１のインサート１２を工具本体２の第１取付座４に装着して固定したときに、工具本体２の最下点となる位置を示している。この最下点Ｓ１の位置は、コーナＲ刃１２ｅと底刃１２ｃとの繋ぎ部（接続部）、またはコーナＲ刃１２ｅの切れ刃稜線上であってこの繋ぎ部の近傍になるように、第１のインサート１２の形状及び第１取付座４の着座面の構造を適切に設計する。また、最下点Ｓ２の位置も、同様に、コーナＲ刃１２ｆと底刃１２ｄとの繋ぎ部（接続部）、またはコーナＲ刃１２ｆの切れ刃稜線上であってこの繋ぎ部の近傍になるようにする。この最下点Ｓ１とＳ２は、第１のインサート１２を第１取付座４に装着して固定したときに、軸線Ｏ（Ｏ_４）と直交する平面上に位置するようにする。

図７に示すＧ１は、コーナＲ刃１２ｅと外周刃１２ｇとの繋ぎ部に位置する最外周点Ｇ１を示す。また、Ｇ２はコーナＲ刃１２ｆと外周刃１２ｈの繋ぎ部に位置する最外周点Ｇ２を示す。このように、第１のインサート１２を工具本体２の第１取付座４に装着して固定したときには、工具本体２における２つの最下点Ｓ１、Ｓ２と２つの最外周点Ｇ１、Ｇ２が第１のインサート１２の切れ刃上に生じることになる。

続いて、本発明のラジアスエンドミルに装着する第１のインサート１２が備えている傾斜ネジ挿通穴１２ｊの構成について説明する。
図７に示す第１のインサート１２のＡ−Ａ線（傾斜ネジ挿通穴１２ｊの中心線を通り直線Ｏ_４と直交する平面）の断面の状態を示す図９において、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの向き、すなわち、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの中心線を通る直線Ｏ_８の向きは、第１のインサート１２の断面の中心線Ｏ_７に対して角度δほど傾斜させている。なお、図９に示す直線Ｏ_７は、第１のインサート１２の上面部１２ａ（又は下面部１２ｂ）に対して直交する直線を示す。そして、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの内周面が直線Ｏ_８に沿う向きも、角度δほど傾斜した方向に設けるとともに、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの内周面には仕上げ加工を施した内周面部１２ｋを形成している。なお、角度δは、前記した角度θ、すなわち第１インサート固定用ネジ穴８の向きＯ_３の傾斜角度と同じ角度、すなわち、２０°≦δ≦４０°内の適切な角度に設定する。

第１のインサート１２が備えている傾斜ネジ挿通穴１２ｊの構成の詳細を、図１０（ａ）、（ｂ）に基づいて説明すると次のようになる。

超硬合金製の第１のインサート１２は、後述するように、炭化タングステン粒子、コバルト粒子と必要に応じて添加物を加えて作製した混合造粒粉末を用いてプレス（又は金型）成形することにより、傾斜ネジ挿通穴１２ｊを有する第１のインサート１２の成形体を製造することができる。
図１０（ａ）は、上記した粉末のプレス成形により成形した第１のインサート１２の成形体の素材を、焼結した後の断面形状を示している。この焼結した成形体は、厚さｔを有している。粉末のプレス成形においては、金型のキャビティーの形状を適切に設計することにより、上記した角度δほど傾斜し、長さＬ（焼結後の長さ）を有する傾斜ネジ挿通穴１２ｊを備えた第１のインサート１２を成形することができる。

このプレス成形においては、図１０（ａ）に示すように、傾斜ネジ挿通穴１２ｊとして、その中央部には長さＬ１にわたって内径Ｄ０の内周面部１２ｍを、さらにこの内周面部１２ｍの両端部には内径Ｄ０より大きい内径Ｄ１を有し、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの方向（直線Ｏ_８）に所定の長さの内周面部１２ｎを備えた成形体を、焼結後には各部の長さが２０％から３０％収縮することを見込んで予め大き目の寸法で成形する。なお、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すＬ、Ｌ１、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２及び厚さｔは、便宜上、粉末のプレス成形により成形した第１のインサート１２の成形体の素材を、焼結した後の寸法を示している。

そして、この成形体を焼結した後に、長さＬ１の内周面部１２ｍの全面に仕上げ加工を施して、図１０（ｂ）に示すように仕上げ加工を施した内周面部１２ｋを形成する。なお、図１０（ｂ）に示すＤ２は、上記した仕上げ加工を施した後の仕上げ内周面部１２ｋの内径を示している。以下の説明において、内周面部１２ｍに仕上げ加工を行った仕上げ内周面部１２ｋのことを単に「内周面部１９ｋ」と記載する場合がある。

上記したように、本発明のラジアスエンドミル１は、第１のインサート１２を第１取付座４（インサート嵌合溝７）に装着して第１の固定用ネジ９により固定したときに、第１のインサート１２の傾斜ネジ挿通穴１９と工具本体２に設けた第１インサート固定用ネジ穴８の向きは、ともに、インサート嵌合溝７が工具本体２の半径方向に向かう直線Ｏ_１と直交する直線Ｏ_２に対して、工具本体２の回転方向Ｒとは逆方向に角度θ（δ）（角度θは、２０°〜４０°）傾斜させた方向になるように構成している。この構成は、本発明の特徴の一つ（以下、「第１の特徴」という）となるものである。

この第１の特徴により、第２及び第３のインサート１３、１４を、それぞれ第２及び第３取付座５、６に装着して、第２及び第３の固定ネジ１５、１６により、安定した状態で固定するためのスペース、すなわち、工具本体２の先端半体部３ａ、３ｂに、第２及び第３取付座５、６と、第２及び第３の固定ネジ１５、１６をねじ込むためのネジ穴を設けるスペースを十分に確保することができるようになり、第２及び第３取付座５、６にそれぞれ第２及び第３のインサート１３、１４を安定した状態で強固に固定することが可能になる。

さらに、この第１の特徴により、刃先交換式ラジアスエンドミル１は、２つ（２枚）の切れ刃を有する第１のインサート１２と、それぞれ１枚の切れ刃を有する第２及び第３のインサート１３、１４を備えた、いわゆる４枚刃を備えた刃先交換式ラジアスエンドミルとすることができるので、２枚刃からなる刃先交換式ラジアスエンドミルと比較して高速度の切削加工が可能になるという効果が生じる。

上記したように、第２及び第３のインサート１３、１４を、それぞれ第２、及び第３の固定ネジ１５、１６により第２及び第３取付座に装着して固定するための十分なスペースを確保して、４枚刃からなる刃先交換式ラジアスエンドミルの構成にするためには、角度θ（δ）は、２０°≦θ（δ）≦４０°の範囲に設定することが望ましい。この理由は、工具径（Ｄｃ）が２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の工具本体において、θ（δ）を２０°≦θ（δ）≦４０°の範囲に設定すると、第２及び第３のインサート１３、１４をそれぞれ第２及び第３取付座に、第２、及び第３の固定ネジ１５、１６により安定した状態で固定するためのスペースを十分に確保することができるからである。

（第１のインサートの製造方法）
続いて、第１のインサート１２の製造方法について説明する。超硬合金製の第１のインサート１２は、例えば、次の手順（１）〜（５）により製造することができる。

（１）炭化タングステン粒子、コバルト粒子と必要に応じて添加物を加えて作製した混合造粒粉末を用いて、金型を用いた金型成形により、第１のインサート１２の成形体を成形する。なお、前記したように、この金型成形時に、図１０（ａ）に示すように、中央部に内径Ｄ０を有する長さＬ１の内周面部１２ｍと、両端部に内径Ｄ１と所定の長さを有する内周面部１２ｎを備えた傾斜ネジ挿通穴１２ｊを、粉末冶金法による焼結後の２０％から３０％収縮することを踏まえて大きくし、さらに内周面部１２ｍの研削代として０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍを加味し、形成するようにする。

（２）続いて、上記（１）により成形した第１のインサート１２の成形体を所定の温度（１３００℃から１４００℃程度）に加熱した加熱炉に装入して焼結を行う。

（３）続いて、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの中央部の長さＬ１の内周面部１２ｍに、その研削代０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍついた内周面の全面に、ダイヤモンド（又はＣＢＮ）砥粒を有する砥石を用いた研削加工、バフ研磨加工、あるいはホーニング加工のいずれか又は併用した仕上げ加工を施して、内径Ｄ２を有する内周面部１２ｋを形成する。なお、この仕上げ加工においては、砥粒の材質、粒度、及び加工処理時間を適切に設定することによって、仕上げ内周面部１２ｋの面粗さＲｚａ値（十点平均粗さ）を１．０μｍ以下になるようにする。

（４）さらに、焼結した第１のインサート１２に形成されている切れ刃（底刃１２ｃと１２ｄ、コーナＲ刃１２ｅと１２ｆ、外周刃１２ｇと１２ｈ）ついて、ダイヤモンド（又はＣＢＮ）砥粒を有する研削砥石を用いて仕上げ加工を行う。また、直線状平面部１２ｉにも仕上げ加工を施す。

（５）続いて、第１のインサート１２について、傾斜ネジ挿通穴１２ｊを除いた表面に、耐摩耗性と耐熱性を付与するための被膜をコーティングする。この被膜の材質は、例えば、Ｔｉ−Ａｌ系窒化物、Ｔｉ−Ｓｉ系窒化物、Ｔｉ−Ｂ系窒化物などの被膜をＰＶＤ法により形成する。なお、仕上げ加工が完了した第１のインサート１２の内周面部１２ｋの内径Ｄ２は、例えば、ラジアスエンドミルの工具径（Ｄｃ）が２０ｍｍの場合には３．５ｍｍ、工具径（Ｄｃ）が３０ｍｍの場合には５．０ｍｍを目標として設定するようにする。

（第１の固定用ネジの構成）
続いて、第１の固定用ネジ９の構成について説明する。第１の固定用ネジ９は、第１取付座４となるインサート嵌合溝７に装着された第１のインサート１２を、第１取付座４にネジ締結により固定するための締め付け部材である。第１のインサート１２を第１取付座４に固定したときには、第１の固定用ネジ９が第１のインサート１２に設けた傾斜ネジ挿通穴１２ｊ内に挿入される部分（図１１に示す外周面部９ｃ）は、傾斜ネジ挿通穴１２ｊ内の内周面部１２ｋと密に係合する。このように、本発明の刃先交換式ラジアスエンドミル１においては、第１のインサート１２を第１取付座４に固定したときに、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの内周面部１２ｋと第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃの全面とが密に係合するような構成にしたことにも特徴（以下、「第２の特徴」という）がある。

この第２の特徴により、高速度の切削加工を行ったときに、主切れ刃となる第１のインサート１２に大きな切削加工負荷が作用しても、第１取付座４に固定された第１のインサート１２が第１取付座４からの位置ずれを防止することが可能になり、被削材を高速度で、かつ高精度で切削加工を行うことが可能になる。

図１１は、第１の固定用ネジ９の正面図を示している。第１の固定用ネジ９は、その上端部にネジ頭部９ａが形成され、ネジ頭部９ａから下方に向かって、第１円筒部９ｂ、仕上げ加工を施した外周面部９ｃ、第２円筒部９ｄ、下端部には外周面にネジ溝（ネジ山）を刻設した所定の長さを有するネジ部９ｅを備えている。

本発明のラジアスエンドミル１においては、第１のインサート１２を第１取付座４に装着して第１の固定用ネジ９により固定したときには、前記したように、この第１の固定用ネジ９の仕上げ加工を施した外周面部９ｃが、第１のインサート１２の傾斜ネジ挿通穴１２ｊに形成した内周面部１２ｋと密に係合することになる。

従って、第１の固定用ネジ９の軸線方向に設ける第１円筒部９ｂ、第２円筒部９ｄ、ネジ部９ｅの長さは、第１のインサート１２を第１の固定用ネジ９により固定したときに、その外周面部９ｃが第１のインサート１２の内周面部１２ｋと係合するように適切に設定するとともに、仕上げ加工を施した外周面部９ｃの長さは、内周面部１２ｋの長さＬ１より若干長くして、両者が密に係合したときには、内周面部１２ｋの全面が外周面部９ｃに密に係合させるようにする。このように、内周面部１２ｋの全面が外周面部９ｃに密に係合させることにより、切削加工中に第１のインサート１２にかかる切削加工負荷により、第１のインサート１２が第１取付座４からの位置ずれをより防止することが可能になる。
なお、以下の説明において、仕上げ加工を施した第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃのことを単に「外周面部９ｃ」と記載して説明する場合がある。

第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃの仕上げ加工は、前記した第１のインサート１２の内周面部１２ｋに仕上げ加工を施した方法と同様の技術、例えば、ダイヤモンド（又はＣＢＮ）砥粒を有する円筒型の研削砥石を用いて仕上げ加工を施すことができる。そして、仕上げ加工を施したときには、外周面部９ｃの表面粗さを（Ｒｚｂ）としたときに、この表面粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１．５μｍ〜３．５μｍ程度の仕上げ加工面を有するようにして、前記した第１のインサート１２の傾斜ネジ挿通穴１２ｊに形成した内周面部１２ｋの表面粗さ（Ｒｚａ）であるＲｚ＝１．０μｍ以下より粗くなるようにする。

本発明のラジアスエンドミル１において、第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃの表面粗さを、第１のインサート１２の傾斜ネジ挿通穴１２ｊに形成した内周面部１２ｋの表面粗さより粗くする理由は、下記の通りである。

第１の理由は、両者の表面粗さを異にすることにより、第１取付座４に第１のインサート１２を第１の固定用ネジ９で固定するときに、傾斜ネジ挿通穴１２ｊへの第１の固定用ネジ９の挿通操作と、ネジ締付けにより接触する両者の摩擦力を下げることができる。しかしながら、鋼製の第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃに高品位に研削加工やラップ加工を行ってその表面粗さを低くするとコスト高になるという不具合が生じる。

このため、第２の理由としては、この第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃは適度な表面粗さを有するように研削加工を施した仕上げ加工面とし、超硬合金製の第１のインサート１２の内周面部１２ｋは高品位に研削加工やラップ加工を施すことにより、摩耗し難い超硬合金製の第１のインサート１２に表面粗さの精度基準をおいた方が、日々の加工精度の管理を行い易くなるからである。
また、切れ刃が摩耗した第１のインサート１２は、摩耗した切れ刃の部分を再研磨して再使用することも可能になるので、第１のインサート１２の内周面部１２ｋを高品位に仕上げ加工を施した方が第１のインサート１２のコスト低減に貢献することができるからである。

（第１の固定用ネジの製造方法）
第１の固定用ネジ９の製造は、例えば、次の方法により製造することができる。ＳＫＤ６１等の合金工具鋼製の棒材（線材）から、プレス加工、旋盤加工により外周面部９ｃ、ネジ部９ｅ等を形成した後に、ダイヤモンド（又はＣＢＮ）砥粒を有する砥石を用いた機械研磨加工等により、外周面部９ｃの全外周面に仕上げ加工を施す。なお、外周面部９ｃの外径（ｄ２）は、第１のインサート１２の内周面部１２ｋの内径より３μｍ〜１０μｍ程度と僅かに小さくする。これにより、第１のインサート１２の内周面部１２ｋに第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃが挿入されたときに、両者は密に係合することになる。

（第２のインサートの構成）
続いて、第２取付座５に着脱自在に装着して固定される第２のインサート１３の構成について説明する。図１２は第２のインサート１３について上面部の構成を示す平面図、図１３は図１２に示す第２のインサート１３を紙面の左側（底刃側）から見たときの図、図１４は図１２に示す第２のインサート１３を外周刃方向から見たときの図である。

図１２〜図１４に示すように、第２のインサート１３の形状は、所定の厚さを有する平板状をなし、平面視で略四角形状、または多角形状をなし、その基体は超硬合金からなっている。第２のインサート１３の上面部１３ａと下面部１３ｂとの間の側面部であってその前面部には切れ刃となる直線状の底刃１３ｃが、前面部の外側端部にはＲ形状をなすコーナＲ刃１３ｅが、外面部には外周刃１３ｇが形成されている。コーナＲ刃１３ｅは、平面視で曲率半径ｒ１のＲ形状をなす切れ刃を有している。
なお、曲率半径ｒ１の値は、第１のインサート１２のコーナＲ刃１２ｅ（１２ｆ）と同じ曲率半径ｒ１としている。そして、外周刃１３ｇと底刃１３ｃとは、コーナＲ刃１３ｅのそれぞれの端部に繋がれている。従って、第２のインサート１３は、底刃１３ｃとコーナＲ刃１３ｅと外周刃１３ｇからなる一つ（１枚）の切れ刃を有するインサートとして構成されている。

なお、図１２に示すように、平面視において底刃１３ｃは、コーナＲ刃１３ｅの端部から第２のネジ挿通穴１３ｊの方向に角度αをなすように傾斜するように形成されている。この傾斜角度αは、１０°〜２０°程度の範囲に設定する。

さらに、第２のインサート１３は、上面部１３ａから下面部１３ｂまで貫通して形成された第２のネジ挿通穴１３ｊを備えている。第２のネジ挿通穴１３ｊは、第２取付座５にこの第２のインサート１３を装着して固定するときに、第２の固定用ネジ１５を挿通させるための挿通穴である。なお、第２のネジ挿通穴１３ｊの中心線の向きは、下面部１３ｂに対して直交する方向に形成され、下面部１３ｂが第２取付座５の着座面に固定される部分になる。

さらに、工具径（Ｄｃ）が４０ｍｍより小さくなる場合の望ましい例として、第２のネジ挿通穴１３ｊの中心線の向きは、下面部１３ｂに対して傾斜した方が望ましい。このときの傾斜は、工具本体２の回転方向Ｒとは逆方向、１０度以内の角度で傾斜させたることが好ましい。この理由は、工具本体に固定した場合の固定ネジ１５のネジ部１５ｃと第２取付座５設けた雌ネジ部との螺合する有効ネジ山数が増やせるからである。
また、図１２に示す１３ｐは第２のインサート１３のすくい面であって、上面部１３ａに対してその高さを若干低くした平面状をなしている。

上記したように、第２のインサート１３の基体は、超硬合金製の部材から構成し、切れ刃となる底刃１３ｃ、コーナＲ刃１３ｅ、外周刃１３ｇも、超硬合金製の基体と一体に金型成形等により成形することができる。

また、本発明において、第２のインサート１３は、その基体を金型成形等により作製した超硬合金製とし、この基体の上面部１３ａと下面部１３ｂとがなす側面部に、硬質焼結体製の切れ刃となる底刃１３ｃ、コーナＲ刃１３ｅ、外周刃１３ｇをロウ付けにより接合して、図１２に示すような構成からなる第２のインサート１３を装着することが望ましい。なお、この硬質焼結体としては、立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）を質量比で９５％程度含む部材を用いることが好ましい。

このように、本発明において、第２のインサート１３の切れ刃となる底刃１３ｃと、コーナＲ刃１３ｅと、外周刃１３ｇを立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から構成すると、全体を超硬合金製としたインサートと比較して、高速度の切削加工を行うためのインサートとして、より耐摩耗性と耐熱性を発揮させることが可能になる。

本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルにおいて、第３取付座６に装着する第３のインサート１４は、上記した第２のインサート１３と同一の構成にすることができるので、第３のインサート１４の構成及についての説明は省略する。
なお、第２及び第３のインサート１３、１４に形成する外周刃１３ｇ、１４ｇ（図６参照）は、第２取付座５、第３取付座６に装着したときに、軸線Ｏと平行になるように形成するか、あるいは軸線Ｏ方向（底刃１３ｃ（１４ｃ）方向）に、所定の角度傾斜させたテーパ形状とした切刃を備えているようにしてもよい。

第２のインサート１３を第２取付座５に装着して固定したときには、第２のインサート１３のコーナＲ刃１３ｅが工具本体２の先端部３の外周側に位置するように配置するとともに、第２のインサート１３の底刃１３ｃを工具本体２の先端部３から軸線Ｏ方向に所定の長さほど突出させ、外周刃１３ｇを先端部３の端部から工具本体２の外周方向に所定の長さほど突出させるようにする。
さらに、第２のインサート１３を第２取付座５に装着して固定したときには、図５又は図６に示すように、第２のインサート１３（図６では第３のインサート１４）の底刃１３ｃ（図６では第３のインサート１４の底刃１４ｃ）は、軸線Ｏ上に位置しないようにする。第３のインサート１４を第３取付座６に装着して固定したときも、上記第２のインサート１３と同様な配置になる。

図６に示すＳ３は、第２のインサート１３を第２取付座５に装着して固定したときに、工具本体２の最下点となる位置を示し、Ｇ３は最外周点を示している。この最下点Ｓ３の位置は、コーナＲ刃１３ｅと底刃１３ｃとの繋ぎ部（接続部）、またはコーナＲ刃１３ｅの切れ刃稜線上であってこの繋ぎ部の近傍になるようにし、最外周点Ｇ３はコーナＲ刃１３ｅと外周刃１３ｇとの繋ぎ部に位置するように、第２のインサート１３の形状及び第２取付座５の着座面の構造を適切に設計する。

同様に、第３のインサート１４を第３取付座６に装着して固定したときに、工具本体２の最下点となるＳ４と最外周点となるＧ４が、第３のインサート１４の切れ刃上に生じるようにする。この最下点Ｓ４の位置は、第３のインサート１４のコーナＲ刃１４ｅと底刃１４ｃとの繋ぎ部（接続部）、またはコーナＲ刃１４ｅの切れ刃稜線上であってこの繋ぎ部の近傍になるようにし、最外周点Ｇ４は、コーナＲ刃１４ｅと外周刃１４ｇの繋ぎ部に位置するようにする。

そして、本発明においては、工具本体２の第１取付座４に第１のインサート１２を、第２取付座５に第２のインサート１３を、第３取付座６に第３のインサート１４を装着して固定したときには、前記した４つの最下点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４は、軸線Ｏと直交する平面であって同一の平面上に位置するようにしている。

また、工具本体２の第１取付座４から第３取付座６に、それぞれ第１、第２、第３のインサート１２、１３、１４を装着して固定したときに、工具本体２の軸線Ｏを回転中心とした第１インサート１２の外周刃１２ｇ、１２ｈ上の最外周点Ｇ１、Ｇ２の回転軌跡が、工具径（Ｄｃ）を直径とした円をなし、この回転軌跡の円周上に、第２、第３インサート１３、１４の外周刃１３ｇ、１４ｇ上の最外周点Ｇ３、Ｇ４が、存在するようにしている。ただし、最外周点Ｇ３、Ｇ４は、回転軸方向に±２０μｍの位置振れがあってもよい。なお、外周刃１２ｇ、１２ｈ、及び外周刃１３ｇ、１４ｇを前記したようにテーパ形状をなすように形成すると、工具本体２の各インサート１２、１３、１４を装着したときには、これらの最外周点Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４は、工具本体２の最外周点に位置することになる。

本発明において、上記したように、工具本体２に第１のインサート１２、第２のインサート１３、第３のインサート１４を装着して固定したときに、４つの最下点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４が軸線Ｏと直交する同一の平面上に位置する構成としていることにより、次の効果を発揮させることが可能になる。

（１）被削材について平面加工を行うときに、被削材の表面に同時に接触した状態で切削加工を開始することが可能になるので、切削加工に伴って発生するビビリ振動の発生を防止することができ、仕上げ加工面の精度向上を得ることができるようになる。
（２）第１のインサート１２、第２のインサート１３及び第３のインサート１４が備えている切れ刃、特に底刃、コーナＲ刃の切削加工において従来の２刃タイプに比べ本発明は、１刃当りの負荷が半分に低減される事により、送り速度Ｖｆを２倍にアップできたり、工具寿命も約２倍に向上するなど、切れ刃の摩耗も減り、長時間にわたって仕上げ加工面の精度を維持することができるようになる。これにより、本発明は、長寿命化を可能とした刃先交換式ラジアスエンドミルを提供することができるようになる。

第２のインサート１３を構成する超硬合金からなる基体の製造方法は、前記した超硬合金製の第１のインサート１２の製造方法とほぼ同一であるが、ネジ挿通穴１３ｊの内周面には仕上げ加工を施した仕上げ内周面部を必ずしも設ける必要はない。

なお、超硬合金からなる基体に、立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体からなる切れ刃（底刃１３ｃ、コーナＲ刃１３ｅ、外周刃１３ｇ）をロウ付けした第２のインサート１３を製造する方法は、例えば、下記の第１から第４の工程により製造することができる。第３のインサート１４の製造も下記と同様の製造工程により製造することができる。

（第１の工程）
超硬合金製の基体からなる第２のインサート１３の刃部に相当する箇所（基体の上面部１３ａと下面部１３ｂとがなす側面部）に、予め、切り欠き部を作製しておく。この切り欠き部は、超硬合金製の基体の金型成形時に作成しておくこともできる。なお、金型成形により成形した成形体を焼結した後に、この切り欠き部に立方晶窒化硼素焼結体からなる切れ刃を固着するため、この切り欠き部の焼き肌面の表面にダイヤモンド（又はＣＢＮ）砥粒を有する砥石などで仕上げ加工面を形成しておくことが好ましい。

（第２の工程）
底刃１３ｃ、コーナＲ刃１３ｅ、外周刃１３ｇが連続した切れ刃をなすように予め所定の形状に成形された立方晶窒化硼素焼結体から、ワイーヤーカットによって、底刃１３ｃとコーナＲ刃１３ｅと外周刃１３ｇとが連続した刃部を、１枚ずつ切り出す。

（第３の工程）
前記した第１の工程で作製した超硬合金製の基体の切り欠き部に、第２の工程で作製した立方晶窒化硼素焼結体からなる刃部を、ロウ材を用い接着し、熱処理を行って両者を強固に固着する。

（第４の工程）
続いて、最終工程として、ダイヤモンド砥石により、超硬合金製の基体に接着した刃部に仕上げ研削加工等を施す。
このような製造工程により、１枚の切れ刃として、底刃１３ｃ、コーナＲ刃１３ｅ及び外周刃１３ｇを備えた第２のインサート１３を製造することができる。

なお、本発明において上記した第１のインサート１２についても、その切れ刃を構成する底刃１２ｃ、１２ｄ、コーナＲ刃１２ｅ、１２ｆ、外周刃１２ｇ、１２ｈを、立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）を含む硬質焼結体からなる切れ刃として、超硬合金製の基体にロウ材を用いて熱処理により固着した構成としてもよい。このように第１のインサート１２の切れ刃をＣＢＮ製の切れ刃を備えたインサートとすることにより、主切れ刃となる第１のインサート１２を装着した刃先交換式ラジアスエンドミルの工具寿命をより増大させることが可能になる。

（第２の固定用ネジの構成）
第２の固定用ネジ１５の構成を図１５に示している。第２の固定用ネジ１５は、ネジ頭部１５ａと、円筒部１５ｂと、ネジ部１５ｃを備えている。第２のインサート１３を、第２取付座５に装着して、この第２の固定用ネジ１５の締付けにより固定したときには、第２の固定用ネジ１５は第２のネジ挿通穴１３ｊを挿通し、ネジ部１５ｃは第２取付座５に設けたネジ穴にネジ込まれる。これにより、第２のインサート１３は、第２取付座５に強固に固定される。第３のインサート１４を第３取付座６に固定する機構も、上記した第２のインサート１３と同様である。

なお、第２及び第３の固定用ネジ１５は同一とすることができるので、その製造方法は、前記した第１の固定用ネジ９と同様に、ＳＫＤ６１等の合金工具鋼製の棒材（線材）から、プレス加工、ネジ加工等の機械加工を用いて製造することができる。

（工具本体へのインサートの装着と固定）
続いて、工具本体２に第１、第２、第３のインサートを装着する操作の手順の概要について説明する。この操作手順は、例えば、次の手順により行うことができる。

（操作手順１）
第１のインサート１２を工具本体２の先端部３に設けた第１取付座４（インサート嵌合溝７）に挿入し、第１の固定用ネジ９を用いて仮止めを行う（所定締め付けトルクの７割の値）。

（操作手順２）
第２のインサート１３を工具本体２の先端部３に設けた第２取付座５に合わせて、第２の固定用ネジ１５を用いて仮止めを行う（所定締め付けトルクの７割の値）。

（操作手順３）
第３のインサート１４を工具本体２の先端部３に設けた第３取付座６に合わせて、第３の固定用ネジ１６を用いて仮止めを行う（所定締め付けトルクの７割の値）。

（操作手順４）
先に仮止めした第１、第２、第３のインサート１２、１３、１４について、これらの位置決め精度、すなわち、これらの切れ刃が先端部３から突出する長さが予め設定した所定の値になっているか否かを確認した後、上記した各固定用ネジ９、１５、１６を所定のトルク値まで増し締めを行って、各取付座に固定する。これにより、図４〜図６に示すように、工具本体２の取付座４、５及び６に、それぞれ第１、第２及び第３のインサート１２、１３、１４を装着して固定することができる。

続いて、上記した構成を備えている本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルについて、その性能を試験した実験例とその結果について説明する。

（実験例１）
［第１のインサートの取付座への固定精度］
刃先交換式ラジアスエンドミルに装着されているインサートは、切削加工時間が多くなるにつれて切れ刃が摩耗し、切削精度が低下する。このため、例えば、切削加工時間の累計値が所定の時間に達すると、所定の切削加工精度が得られなくなる前に、これまで使用したインサートに代えて新しいインサートを工具本体の取付座に装着して固定した後に、切削加工を再開する。

このインサートを工具本体の取付座に再装着（初回の装着も含む）する操作においては、新規なインサートを含む各インサートの切れ刃が、工具本体２の先端部３において所定の位置、すなわち、軸線方向（Ａ方向）と半径方向（Ｒ方向）との両方向で、予め設定した位置に高精度に位置決めされるように、インサートを取付座に固定する必要がある。特に、軸線方向の位置精度に係る、４つの最下点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が軸線Ｏと直交する同一の平面上に位置するように、第１〜第３のインサート１２、１３、１４をそれぞれ第１取付座４、第２取付座５、第３取付座６に装着して固定する必要がある。
また半径方向の位置精度に係る切れ刃の最外周点についても、立ち壁のような傾斜面加工において、高い精度が要求される。
インサートの切れ刃の位置決め位置に誤差が生じると、インサートを再装着する都度、切削加工の加工精度が低下して段差等が発生するからである。特に、金型などの仕上げ切削加工においては、この切れ刃の位置決めについて特に高い精度が要求される。

この実験例１においては、本発明に係る刃先交換式ラジアスエンドミルを試作して、第１のインサート１２を、繰り返して工具本体２の第１取付座４に固定したときに、第１のインサート１２の切れ刃についてその固定位置の精度を確認する試験を行った。

この第１のインサートの固定精度の確認試験を実施するために、図１（図２）に示す工具径（Ｄｃ）が３０ｍｍの工具本体２と、この工具本体２の第１取付座４に装着する第１のインサート１２を４種、この第１取付座４に装着した第１のインサート１２を固定するための第１の固定用ネジ９を３種作製した。そして、製作した計１２の試料について、第１のインサートを第１取付座４に装着したときの固定精度を確認する試験を行った。

この第１のインサートの固定精度を確認する試験は、次の手順に基づいて実施した。すなわち、作製した第１のインサート１２を第１取付座４に装着して第１の固定用ネジ９で固定したときに、第１のインサート１２の第１取付座４に対する固定位置を、５回繰り返して測定した。なお、この「繰返し」とは、同一の第１のインサート１２と第１の固定用ネジ９とについて、第１取付座４への「装着と取り外し（着脱）」を５回繰り返して行ったことを示す。

なお、上記した第１のインサート１２の切れ刃について、その固定位置の精度の確認方法は、工具本体２を、円錐面を有した専用スリーブ治具にセットし、基準となる水平なステージに対して垂直に載置して、ＣＣＤカメラを搭載した画像処理装置を用いて、切れ刃位置の座標を測定する方法を採用した。測定したデータは、切れ刃の最下点の座標、および最外周点の座標を測定した。測定装置としては、例えば、大阪工機株式会社製の工具刃先検査装置等で行うことができる。
また、作製した第１のインサート１２の内周面部１２ｋの面粗さ（Ｒｚａ）と、第１の固定用ネジ９の外周面部９ｃの面粗さ（Ｒｚｂ）については、予め面粗さ測定装置によって測定した。

また、この第１のインサート１２の固定位置の精度確認の試験は、次の要領で実施した。その固定位置の精度の評価は、初回に、第１のインサート１２を第１取付座４に装着したときに、工具本体における２つの最下点Ｓ１、Ｓ２の位置が軸線Ｏと直交する同一の平面上に存在するように調整し、この初回における最下点Ｓ１、Ｓ２の位置を、第１のインサート１２の固定位置の精度評価を行うための基準値「０」とし、この最下点Ｓ１、Ｓ２の位置を測定した。

ここで、上記精度評価を行うための基準値「０」とは、インサートの切れ刃の最下点Ｓ１、Ｓ２における座標を、夫々基準となるゼロポイントに設定したということであり、最下点Ｓ１の座標を（Ｓ１_Ａ0、Ｓ１_Ｒ0）、最下点Ｓ２の座標を（Ｓ２_Ａ0、Ｓ２_Ｒ0）とした。なお、上記各座標を示す（Ｓ１_Ａ0、Ｓ１_Ｒ0）等において、それぞれの下付文字「Ａ」は軸線方向、下付文字「Ｒ」は半径方向を示す。最下点Ｓ１、Ｓ２の位置が軸線と直交する同一の平面上に存在するように調整することにより、Ｓ１_Ａ0とＳ２_Ａ0とを同一又はほぼ同じ値にした。

続いて、このインサート１２を一度取り外し、再度このインサート１２を第１の固定用ネジ９を用いて第１取付座４に固定したときの最下点Ｓ１、Ｓ２の位置の座標を測定し、初回に測定したそれぞれの最下点Ｓ１、Ｓ２の位置との差（固定位置の精度Ｆｐ_Ａ）を求めた。軸線方向の位置精度に係るＦｐ_Ａは、再測定した最下点Ｓ１を（Ｓ１_Ａ１、Ｓ１_Ｒ１）、最下点Ｓ２を（Ｓ２_Ａ１、Ｓ２_Ｒ１）としたとき、軸線方向の成分の差、（Ｓ１_Ａ0−Ｓ１_Ａ１）、（Ｓ２_Ａ0−Ｓ２_Ａ１）、・・・によって求めた。この操作を４回繰り返した。また、これと同時に上記と同様な要領で、半径方向の位置精度に係るＦｐ_Ｒも測定した。このＦｐ_Ｒの測定は、インサートの切れ刃の最外周点Ｇ１、Ｇ２の座標をそれぞれ（Ｇ１_Ａ０、Ｇ１_ＲＯ）、（Ｇ２_Ａ０、Ｇ２_Ｒ０）、・・・として求め、半径方向の成分の差を、（Ｇ１_Ｒ０−Ｇ１_Ｒ１）、（Ｇ２_Ｒ０−Ｇ２_Ｒ１）、・・・によって求めて各回の測定時のＦｐ_Ｒ値とした。

上記した「最下点Ｓ１、Ｓ２の位置」とは、２つの最下点Ｓ１及びＳ２が工具本体２に装着したインサートの切れ刃の先端部であって、回転軸線方向に突出している位置を示す。なお、最下点Ｓ１、Ｓ２、最外周点Ｇ１、Ｇ２の位置は、ＣＣＤカメラを搭載した画像処理装置を用いて検出し、この検出データに基づいて精度Ｆｐ_Ａ、Ｆｐ_Ｒを求めた。

また、固定位置の精度確認試験に用いた第１のインサート１２の傾斜ネジ挿通穴１９に形成した仕上げ内周面部１２ｋの径Ｄ２は「（５ｍｍ＋５μｍ）〜５ｍｍ＋１５μｍ）」内の第１のインサート１２を選択し、一方、第１の固定用ネジ９に成形した仕上げ外周面部９ｃの径ｄ２は「（５ｍｍ＋２μｍ）〜（５ｍｍ−５μｍ）」内の第１の固定用ネジ９を選択し、かつ、径Ｄ２と径ｄ２の差が３μｍ〜２０μｍ内に入る第１のインサート１２と第１の固定用ネジ９とを組合わせて装着するようにした。そして、第１のインサート１２の仕上げ内周面部１２ｋと第１の固定用ネジ９の仕上げ外周面部９ｃとが密に係合するように、インサート１２を第１取付座４に固定した。

表１は、この第１のインサート１２の固定位置の精度確認試験に用いた工具本体（試料番号１〜１２）ごとに、この工具本体の仕様、工具本体に装着した第１のインサートの仕様、第１の固定用ネジ、及び切れ刃の固定位置の精度（Ｆｐ_Ａ、Ｆｐ_Ｒ）とその評価を記載している。

なお、表１に示す「固定位置の精度と評価」欄において、Ｆｐ_Ａ（軸線方向）、Ｆｐ_Ｒ（半径方向））は、試料番号ごとに、上記した５回の繰返し試験を実施した結果を示す。
Ｆｐ_Ａ値は、第２回〜第５回の試験で測定した最下点Ｓ１及びＳ２の軸線方向の座標値が、初回の最下点Ｓ１及びＳ２のそれぞれの座標値と比較したときに、その差の最大値の範囲を示している。同様に、Ｆｐ_Ｒ値は、初回の最下点Ｇ１及びＧ２のそれぞれの座標値と比較したときに、その差の最大値の範囲を示している。
また、表１に示す「評価」欄において、「◎」は固定位置の精度（Ｆｐ_Ａ）の値が、４回ともＦｐ_Ａ＜５.０μｍ、Ｆｐ_Ｒ＜５.０μｍの場合を示し、「○」は１回でも精度（Ｆｐ_Ａ）、（Ｆｐ_Ｒ）の値が５.０μｍ≦Ｆｐ_Ａ＜１０．０μｍ内に含まれた場合を示し、「△」は１回でも精度（Ｆｐ_Ａ）、（Ｆｐ_Ｒ）の値が １０．０μｍ以上の場合を示している。

表１に示す「固定位置の精度と評価」欄の記載内容等から明らかなように、第１のインサートの内周面部１２ｋの面粗さ（Ｒｚａ）値が０．８μｍ以下であり、かつ第１の固定用ネジ９ｃの外周面部９ｃの面粗さ（Ｒｚｂ）値が６．３μｍ以下となる、第１のインサートと第１の固定用ネジ９との組み合わせ、すなわち、試料番号１、２、４、５では、第１のインサート１２の固定位置の誤差（精度Ｆｐ_Ａ、Ｆｐ_Ｒ）が５．０μｍｍより小さくなり、極めて固定位置の精度（Ｆｐ_Ａ、Ｆｐ_Ｒ）が高くなり、満足のいく結果が得られた。
一方、試料番号１０〜１２においては、固定位置の誤差（精度Ｆｐ_Ａ、Ｆｐ_Ｒ）が１０．０μｍｍを超えて（精度Ｆｐ_Ａ、Ｆｐ_Ｒ）が劣った第１のインサートと第１の固定用ネジ９ｃとの組み合わせにおいては、それだけ固定位置の寸法精度のバラツキが大きくなるので、第１のインサートの固定位置の微調整のための操作と調整時間を必要とすることになる。

上記した実験例１による第１のインサート１２の固定位置の精度確認試験の結果から、本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルに装着する第１のインサート１２については、その内周面部１２ｋの面粗さＲｚａは０．８μｍ以下とし、第１の固定用ネジ９の外周面部９cの面粗さＲｚｂは６．３μｍ以下にした、第１のインサート１２と第１の固定用ネジ９の組合せを用い、かつ、内周面部１２ｋと外周面部９ｃとを密に係合させることが望ましいと言える。

（実験例２）
［被削材の切削加工試験］
本発明例及び従来例となる刃先交換式ラジアスエンドミルを試作して、３軸ＮＣ工作機械を用いて、傾斜角度が５°の傾斜面（平面）を有する被削材の立ち壁について切削加工を行って、その高能率加工性を評価する切削加工試験を実施した。この平面状の立ち壁の切削加工試験においては、試作した刃先交換式ラジアスエンドミルの第１、第２及び第３のインサートの底刃とコーナＲ刃を使用した切削加工を実施した。
以下に、この実験例２に係る切削加工試験の内容とその結果について説明する。

この切削試加工験においては、被削材の材質はＳ５０Ｃ（２２０ＨＢ）とし、この被削材の傾斜角度が５°の傾斜面について等高線加工による切削試験を行った。そして、切削加工試験を実施するために、４種の刃先交換式ラジアスエンドミル（図１６に示す試料番号Ａ１〜Ａ４）を作製した。これら製作した４種の刃先交換式ラジアスエンドミルについて、工具本体、工具本体に装着した第１、第２及び第３のインサートの仕様を図１６に示している。

図１６に示すように、試料番号Ａ１とＡ２は第１、第２及び第３のインサートを装着した４枚から構成され、工具径（Ｄｃ）を３０ｍｍとした本発明に係る刃先交換式ラジアスエンドミルである。試料番号Ａ１は、工具本体に装着した第１、第２及び第３のインサートは切れ刃も含む全てを超硬合金製とし、さらに、これら全てのインサートの表面にはコーティング膜を被覆した超硬合金製のインサートとした。また、試料番号Ａ２は、工具本体に装着した第１、第２及び第３のインサートの全てはその基体を超硬合金製とし、これら基体に硬質焼結体（ＣＢＮ）製の底刃、コーナＲ刃及び外周刃からなる切れ刃をロウ付けしたＣＢＮ製の切れ刃を備えたインサートとした。なお、この試料番号Ａ２に装着したこれらインサートにはＣＢＮとし、コーティング膜の被覆を行わなかった。

試料番号Ａ１と試料番号Ａ２については、４枚の切れ刃の固定位置を測定して、最下点、最外周点の最大振れ幅が、夫々最下点の場合は１０μｍ以下、最外周点の場合は２０μｍ以下となるように調整した状態で切削試験を行った。インサートの装着手順は、インサート１から３の順序で、工具本体にインサートを装着した。このときの装着は、所定締め付けトルクの７割の値で仮止め状態とした。次に、インサート１から３の順序で所定締め付けネジトルクによりインサートを固定したのち、固定位置を測定した。

また、試料番号Ａ３とＡ４は、第１取付座のみを設け、この第１取付座に第１のインサートのみを装着した２枚から構成され、工具径（Ｄｃ）を３０ｍｍとした従来例に係る刃先交換式ラジアスエンドミルである。なお、試料番号Ａ３の工具本体に装着したインサートは、切れ刃も含む全てを超硬合金製とし、さらに、このインサートの表面にはコーティング膜を被覆した超硬合金製のインサートとした。また、試料番号Ａ４の工具本体に装着したインサートは、その基体を超硬合金製とし、この基体に硬質焼結体（ＣＢＮ）製の底刃、コーナＲ刃及び外周刃からなる切れ刃をロウ付けしたＣＢＮ製の切れ刃を備えたインサートとした。
なお、本発明例及び従来例ともに、インサートの表面に被覆したコーティング膜の材質は、Ｔｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ系とし、その被膜の厚さは３μｍにした。

また、図１６に示しているように、本発明例に係る試料番号Ａ１とＡ２の刃先交換式ラジアスエンドミルは、次のような構成とした。すなわち、工具本体２の先端部３に形成した第１インサート固定用ネジ穴８の前記した中心線の傾斜角度θは２５°、前記した第１のインサート１２の傾斜ネジ挿通穴１２ｊの傾斜角度δも、角度θと同じ２５°とした。

さらに、図１６には示していないが、傾斜ネジ挿通穴１２ｊの仕上げ加工を施した内周面部１２ｋの内径Ｄ２は５．００７ｍｍとし、第１のインサート１２を第１取付座４に固定するための第１の固定用ネジ９については、仕上げ加工を施した外周面部９ｃの径ｄ２は４．９９７ｍｍとした。

従来例となる試料番号Ａ３、Ａ４は、第１のインサートのみを装着した２枚刃から構成されており、前記角度θと角度δは０°とした。

なお、実験例２において、切削加工による試験結果の評価は、次のようにした。
試料番号Ａ１とＡ３については、切削速度ＶｃをＶｃ＝２００ｍ／ｍｉｎ（切削条件１）、及びＶｃ＝５６５ｍ／ｍｉｎ（切削条件２）と高速度とした切削加工を行ったときに、第１のインサートの切れ刃の寸法変化が０．０２ｍｍ、逃げ面摩耗幅（ＶＢｍａｘ）が０．１０ｍｍに達したときにこのインサートは寿命に達したと判定し、この寿命（インサート工具寿命）に達するまでの被削材の切削長さ（インサート工具寿命Ｌ）を測定した。

また、試料番号Ａ２とＡ４、すなわち、インサートの基体に硬質焼結体（ＣＢＮ）製の切れ刃をロウ付けしたＣＢＮ製の切れ刃を装着した試料番号Ａ２とＡ４の刃先交換式ラジアスエンドミルについては、切削速度ＶｃをＶｃ＝５６５ｍ／ｍｉｎと高速度とした切削加工のみを実施して、上記した試料番号Ａ１とＡ３と同様な手順でインサートの寿命を判定してその切削長（インサート工具寿命Ｌ）を測定した。

上記した実験例２による切削試験行うために設定した切削条件（上記した切削条件１と切削条件２）を纏めて記載すると次のようになる。

＜切削条件１＞
切削速度Ｖｃ ： ２００ｍ／ｍｉｎ
加工方法 ： 立ち壁（５°傾斜面）の等高線切削（仕上げ加工）
、乾式切削
回転数ｎ ： ２１２０ｍｉｎ^−１
送り速度Ｖｆ ： １０６０、２１２０ｍｍ／ｍｉｎ
１刃当たりの送り量ｆｚ ： ０．２５ｍｍ／刃
軸方向切込み量ａｐ ： ０．１ｍｍ
径方向切込み量ａｅ ： ０．３ｍｍ
工具突き出し量 ： １１０ｍｍ

＜切削条件２＞
切削速度Ｖｃ ： ５６５ｍ／ｍｉｎ
加工方法 ： 立ち壁（５°傾斜面）の等高線切削（仕上げ加工）
、乾式切削
回転数ｎ ： ６０００ｍｉｎ^−１
送り速度Ｖｆ ： ３０００、６０００ｍｍ／ｍｉｎ
１刃当たりの送り量ｆｚ ： ０．２５ｍｍ／刃
軸方向切込み量ａｐ ： ０．１ｍｍ
径方向切込み量ａｅ ： ０．３ｍｍ
工具突き出し量 ： １１０ｍｍ

表２は、実験例２による切削加工試験の結果を試料番号Ａ１〜Ａ４別に示している。表２の評価結果欄の「インサート工具寿命Ｌ（ｍ）」は、上記したインサートの工具寿命を切削速度（Ｖｃ）別に被削材の切削長さとして示している。

表２に示す切削加工試験の結果から次のことが明らかになった。
切削速度Ｖｃ＝２００ｍ／ｍｉｎの切削加工試験において、コーティング膜を被覆した超硬合金製インサートを装着した２枚刃からなる従来例となる試料番号Ａ３は、インサートの工具寿命Ｌ（切削長）は４００ｍであった。また、切削速度Ｖｃを５６５ｍ／ｍｉｎと高速度にした切削加工試験においては、インサートの工具寿命Ｌ（切削長）は２５０ｍであった。

これに対して、超硬合金製の第１〜第３のインサートを装着した４枚刃からなる本発明例となる試料番号Ａ１において、切削速度Ｖｃ＝２００ｍ／ｍｉｎのときのインサート工具寿命Ｌ（切削長）は８００ｍとなり、切削速度Ｖｃを５６５ｍ／ｍｉｎと高速度にした切削加工試験においては、インサート工具寿命Ｌ（切削長）は５００ｍであった。このように、本発明例Ａ１は、従来例の試料番号Ａ３と比較して２倍の工具寿命を示した。

この理由は、下記によるものと考えられる。
（１）第１のインサート１２に２つの切れ刃、第２と第３のインサート１３、１４にそれぞれ１つの切れ刃、計４枚刃を備えた刃先交換式ラジアスエンドミルとしたことにより、各切れ刃の切削加工負荷が分散され、高速の切削加工を行ってもインサートの耐摩耗性の向上が得られた。

（２）第１のインサート１２の傾斜ネジ挿通穴の内周面部は、第１の固定用ネジの外周面部と密に係合させていることにより、第１のインサート１２は第１取付座において位置ズレが発生しなかった。

（３）工具本体２の第１〜第３取付座４、５、６にそれぞれ第１〜第３のインサート１２、１３、１４を装着して固定したときに、工具本体２の軸線Ｏ方向に対する最下点が、軸線Ｏと垂直に交わる同一平面上であって、第１のインサートの切れ刃に２ケ所（最下点Ｓ１とＳ２）、第２及び第３のインサートの切れ刃に各１ケ所（最下点Ｓ３及び最下点Ｓ４）存在するようにしている。これにより、底刃を主体にした平面加工を実施したときに、切削加工に伴う振動の発生が抑制されるために、特に、第１のインサート１２の第１取付座４に対する位置ズレが発生しなかったと考えられる。

一方、超硬合金製の基体にＣＢＮ製の切れ刃をロウ付けしたインサートを装着した本発明例となる試料番号Ａ２と、従来例となる試料番号Ａ４について、Ｖｃ＝５６５ｍ／ｍｉｎと高速度の切削加工を実施したときの工具寿命Ｌは、試料番号Ａ２は８０００ｍ、試料番号Ａ４は４０００ｍとなり、本発明例となる試料番号Ａ２は従来例となる試料番号Ａ４の２倍の工具寿命Ｌが得られた。さらに、第１〜第３のインサートの全てを超硬合金製とした本発明例であるＡ１の工具寿命（Ｖｃ＝５６５ｍ／ｍｉｎ）と比較しても、１６倍の工具寿命が得られた。

本発明例となる試料番号Ａ２の工具寿命が上記のように著しく向上した理由は、第１〜第３のインサートを装着した４枚刃としたこと、及び、第１〜第３のインサートの全ての切れ刃を耐熱性と耐摩耗性に優れているＣＢＮ製としたこと、さらに上記したように、４つの最下点Ｓ１〜Ｓ４が同一平面上になるようにしていることによるものと推測できる。

上記した実験例２の実験結果から、本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルに装着する第１〜第３のインサートの全ては、切れ刃も含め超硬合金製とするか、あるいは、工具寿命をさらに向上させるために、第１〜第３のインサートの基体を超硬合金製とし、この超硬合金製の基体に、ＣＢＮ製の底刃、コーナＲ刃及び外周刃となる切れ刃をロウ付け等により強固に結合したインサートとすることがより望ましいといえる。

なお、本発明において、第１のインサートを超硬合金製の基体にＣＢＮ製の切れ刃を備えたインサートとし、第２及び第３のインサートは、切れ刃も超硬合金製とした超硬合金製のインサートを装着しても、高速度の切削加工を行っても、もちろん、工具寿命を向上させることができる。

１…ラジアスエンドミル、２…工具本体、３…先端部、３ａ、３ｂ…先端半体部、
４…第１取付座、５…第２取付座、６…第３取付座、
７…インサート嵌合溝、
７ａ、７ｂ…側面壁、７ｂ…底部、
８…第１インサート固定用ネジ穴、
９…第１の固定用ネジ、
９ｃ…外周面部、９ｅ…ネジ部、
１０…ネジ穴、１１…切屑排出溝、
１２…第１のインサート、
１２ａ…上面部、１２ｂ…下面部、１２ｃ、１２ｄ…底刃、
１２ｅ、１２ｆ…コーナＲ刃、１２ｇ、１２ｈ…外周刃、
１２ｊ…傾斜ネジ挿通穴、１２ｋ…仕上げ加工を施した内周面部、
１２ｍ…内周面部、１２ｎ…内周面部、１２ｐ…すくい面、
１３…第２のインサート、
１３ａ…上面部、１３ｂ…下面部、１３ｃ…底刃、１３ｅ…コーナＲ刃、
１３ｇ…外周刃、１３ｊ…第２のネジ挿通穴１３ｊ、１３ｐ…すくい面、
１４…第３のインサート、
１５…第２の固定用ネジ、１６…第３の固定用ネジ、
Ｏ…軸線（回転中心軸）、
Ｏ_１…インサート嵌合溝が工具本体の半径方向に向かう中心線、
Ｏ_２…直線Ｏ_１と直交する中心線、
Ｏ_３…第１インサート固定用ネジ穴の向き、
Ｏ_４…第１のインサートの回転中心軸（軸線Ｏと同じ）、
Ｏ_５…第１のインサートの中心線、
Ｏ_６…第１のインサートの直線Ｏ_５と直交する中心線、
Ｏ_７…第１のインサートの断面図の中心線、
Ｏ_８…直線Ｏ_７に対して傾斜したネジ挿通穴の中心線、
Ｏ_９…Ｏ_７と直交する直線、
Ｒ…工具本体の回転方向、
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…最下点、
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…最外周点、
ｒ１、ｒ３…コーナＲ刃の曲率半径、
θ…直線Ｏ_２と直線Ｏ_３とがなす角度、
δ…第１のインサートの傾斜ネジ挿通穴の傾斜角。

Claims (6)

1. 軸線回りに回転する工具本体の先端部に取付座を設け、前記取付座に切れ刃を有するインサートを着脱自在に装着可能とした刃先交換式ラジアスエンドミルであって、
   前記取付座は、
   前記工具本体の先端部に前記軸線を含む該工具本体の径方向に形成されたスリット状のインサート嵌合溝からなり、前記インサート嵌合溝に挿入された第１のインサートを、前記第１のインサートを貫通して形成された傾斜ネジ挿通穴に、外周面に仕上げ加工を施した外周面部を備えた第１の固定用ネジを挿通させたネジ締結により固定するための第１取付座と、
   前記インサート嵌合溝により、前記工具本体の先端部に形成された先端半体部の一方と他方にそれぞれ設けられた取付座であって、第２のインサートを着脱自在に固定用ネジにより固定する第２取付座と、第３のインサートを着脱自在に固定用ネジにより固定する第３取付座と、を備え、
   平板状で、平面視で略四角形状をなす前記第１のインサートは、切れ刃として、その先端面部の中央部からそれぞれの側面部に向けて形成された底刃と、前記側面部のそれぞれに形成された外周刃と、前記底刃と前記外周刃とを繋ぐコーナＲ刃を有し、前記傾斜ネジ挿通穴の中心線は、前記平板状の平面に対して角度θ傾斜するとともに、その内周壁面は仕上げ加工を施した内周面部を有し、
   平板状をなす前記第２及び第３のインサートは、切れ刃として、その先端面部に形成された底刃と、一方の側面部に形成された外周刃と、前記底刃と前記外周刃とを繋ぐコーナＲ刃を有し、
   前記先端半体部は、一方の前記先端半体部の外表面から前記インサート嵌合溝内において前記軸線を介するように、他方の前記先端半体部の内部に達して形成されたネジ穴であって前記インサート嵌合溝が前記工具本体の径方向に延びる向きと直交する方向に対して、前記工具本体の回転方向とは逆方向に前記角度θ傾斜した方向に形成された第１インサート固定用ネジ穴を備え、
   前記第１取付座に、前記第１のインサートを前記第１の固定用ネジによるネジ締結で固定したときには、
   前記第１の固定用ネジの前記外周面部と前記傾斜ネジ挿通穴の前記内周面部とは密に係合していることを特徴とする刃先交換式ラジアスエンドミル。
2. 前記第１取付座に前記第１のインサートを、前記第２取付座に前記第２のインサートを、前記第３取付座に前記第３のインサートを装着して固定したときに、
   前記軸線方向に対する前記工具本体に装着した前記インサートの最下点が、前記軸線と垂直に交わる同一平面上であって、前記第１のインサートの切れ刃に２ケ所、前記第２及び第３のインサートの切れ刃にそれぞれ１ケ所存在するようになされていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式ラジアスエンドミル。
3. 前記第１のインサートは超硬合金から構成され、
   前記２及び第３のインサートはその基体が超硬合金から構成されるとともに該第２及び第３のインサートの前記切れ刃は、前記基体に立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から形成された切れ刃を接合した構成からなっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の刃先交換式ラジアスエンドミル。
4. 前記第１のインサートと前記２及び第３のインサートは、その基体が超硬合金から構成されるとともに、前記第１、前記２及び第３のインサートの前記切れ刃は、それぞれの前記基体に立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から形成された切れ刃を接合した構成からなっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の刃先交換式ラジアスエンドミル。
5. 前記第１の固定用ネジの前記仕上げ加工を施した外周面部の表面粗さは、前記第１のインサートの前記傾斜ネジ挿通穴の前記仕上げ加工を施した前記内周面部の表面粗さより粗くなされていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式ラジアスエンドミル。
6. 前記角度θは、２０°≦θ≦４０°の範囲に設定されていることを特徴する請求項１に記載の刃先交換式ラジアスエンドミル。
   
   

Images