JP2014083641A - Ball end mill and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールエンドミル及びその製造方法に関し、特に、そのボールエンドミルによる切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするための改良に関する。 The present invention relates to a ball end mill and a method for manufacturing the same, and more particularly to an improvement for making a machined surface roughness sufficiently good after cutting by the ball end mill.
工具本体の先端に設けられた部分球状部に少なくとも1枚のボール刃が形成されたボールエンドミルが知られている。例えば、特許文献1に記載された球状刃エンドミルがそれである。斯かるボールエンドミルは、例えばよく知られたマシニングセンタに取り付けられて用いられることで3次元自由曲面の切削加工を可能とするものであり、金型のならい加工やコーナーアールの加工等、各種被削材の切削加工に広く用いられている。 A ball end mill in which at least one ball blade is formed in a partial spherical portion provided at the tip of a tool body is known. For example, it is a spherical blade end mill described in Patent Document 1. Such a ball end mill is used, for example, by being attached to a well-known machining center to enable cutting of a three-dimensional free-form surface. Widely used for cutting materials.
ところで、前記ボールエンドミルを用いた金型の加工では、通常、切削加工後の被削面に磨き加工が施される。特に、意匠面等は、金型に鏡面が求められるため、斯かる磨き加工の必要性が高いが、従来の技術では、この磨き加工に要するコストが問題となっていた。すなわち、従来のボールエンドミルによる切削加工では十分な被削面粗さが得られないため、手作業で仕上げ研磨を行う必要があるが、磨き技術や加工時間に人的或いは時間的コストを要するという弊害があった。斯かる弊害を解消するため、ダイヤモンドやCBN工具等を用いて同様の加工を行うことが考えられるが、工具コストがかさむという新たな弊害を生じさせるものであった。このため、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミルの開発が求められていたが、斯かるボールエンドミルは未だ開発されていないのが現状である。 By the way, in the machining of the mold using the ball end mill, the machined surface after cutting is usually polished. In particular, since a mirror surface is required for a mold for a design surface or the like, the necessity for such a polishing process is high. However, in the conventional technique, the cost required for the polishing process has been a problem. In other words, since sufficient cutting surface roughness cannot be obtained by cutting with a conventional ball end mill, it is necessary to perform finish polishing manually, but this has the adverse effect of requiring human or time costs for the polishing technique and processing time. was there. In order to eliminate such an adverse effect, it is conceivable to perform the same processing using a diamond or a CBN tool, but this causes a new adverse effect that the tool cost is increased. For this reason, there has been a demand for the development of a ball end mill that has a sufficiently good surface roughness after cutting, but such a ball end mill has not been developed yet.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミル及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a ball end mill and a method of manufacturing the ball end mill that have a sufficiently good surface roughness after cutting. It is in.
斯かる目的を達成するために、本第1発明の要旨とするところは、工具本体の先端に設けられた部分球状部に少なくとも1枚のボール刃が形成されたボールエンドミルであって、前記ボール刃に沿って設けられた、前記部分球状部における球面の一部に相当する第1ラウンド面と、その第1ラウンド面に対して前記ボール刃の反対側に設けられた、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面と、その逃げ面に対して前記第1ラウンド面の反対側に設けられた、前記部分球状部における球面の一部に相当する第2ラウンド面とを、備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the gist of the first invention is a ball end mill in which at least one ball blade is formed in a partial spherical portion provided at the tip of a tool body, wherein the ball A first round surface corresponding to a part of the spherical surface of the partial spherical portion provided along the blade, and a diameter of the spherical surface provided on the opposite side of the ball blade with respect to the first round surface. A flank corresponding to a smaller diameter, and a second round surface corresponding to a part of the spherical surface of the partial spherical portion provided on the opposite side of the first round surface with respect to the flank. It is characterized by this.
このように、前記第1発明によれば、前記ボール刃に沿って設けられた、前記部分球状部における球面の一部に相当する第1ラウンド面と、その第1ラウンド面に対して前記ボール刃の反対側に設けられた、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面と、その逃げ面に対して前記第1ラウンド面の反対側に設けられた、前記部分球状部における球面の一部に相当する第2ラウンド面とを、備えたものであることから、前記第1ラウンド面及び第2ラウンド面のバニシ効果(バニシング)により、切削加工後の被削面粗さを良好なものとすることができることに加え、前記第1ラウンド面及び第2ラウンド面の間に逃げ面を備えていることで、工具摩耗を抑制してびびり振動等の発生を好適に抑えることができる。すなわち、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミルを提供することができる。 Thus, according to the first invention, the first round surface corresponding to a part of the spherical surface of the partial spherical portion provided along the ball blade, and the ball with respect to the first round surface. A flank corresponding to a diameter smaller than the diameter of the spherical surface provided on the opposite side of the blade, and a spherical surface in the partial spherical portion provided on the opposite side of the first round surface with respect to the flank. Since the second round surface corresponding to a part is provided, the surface roughness after cutting is good due to the burnishing effect (burnishing) of the first round surface and the second round surface. In addition, since the flank is provided between the first round surface and the second round surface, tool wear can be suppressed and occurrence of chatter vibration and the like can be suitably suppressed. That is, it is possible to provide a ball end mill that makes the surface roughness after cutting sufficiently satisfactory.
前記第1発明に従属する本第2発明の要旨とするところは、前記第1ラウンド面の幅寸法は、0.01mm以上0.10mm以下の範囲内である。このようにすれば、必要十分なバニシングにより、切削加工後の被削面粗さを可及的に良好なものとすることができる。 The gist of the second invention subordinate to the first invention is that the width dimension of the first round surface is within a range of 0.01 mm or more and 0.10 mm or less. If it does in this way, the surface roughness after cutting can be made as good as possible by necessary and sufficient burnishing.
前記第1発明乃至第2発明に従属する本第3発明の要旨とするところは、前記逃げ面の幅寸法は、前記ボール刃における切れ刃からヒールまでの幅寸法をラウンド幅として、そのラウンド幅の1/2以上である。このようにすれば、十分な逃げ面を備えていることで、工具摩耗を抑制してびびり振動等の発生を更に好適に抑えることができる。 The gist of the third invention subordinate to the first invention to the second invention is that the width dimension of the flank is the round width of the ball blade from the cutting edge to the heel. It is 1/2 or more. If it does in this way, by providing sufficient flank, tool wear can be controlled and generation of chatter vibration etc. can be controlled more suitably.
前記目的を達成するために、本第4発明の要旨とするところは、工具本体の先端に設けられた部分球状部に少なくとも1枚のボール刃が形成されたボールエンドミルの製造方法であって、前記部分球状部における球面を研削する球面研削工程と、前記球面における前記ボール刃に沿った部分に相当する第1ラウンド面と、その球面における前記ボール刃に対向する側の部分に相当する第2ラウンド面との間に、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面を研削する逃げ面研削工程とを、含むものである。このようにすれば、前記第1ラウンド面及び第2ラウンド面のバニシ効果(バニシング)により、切削加工後の被削面粗さを良好なものとすることができることに加え、前記第1ラウンド面及び第2ラウンド面の間に逃げ面を形成することで、工具摩耗を抑制してびびり振動等の発生を好適に抑えることができる。すなわち、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミルの製造方法を提供することができる。 In order to achieve the above object, the gist of the fourth invention is a method of manufacturing a ball end mill in which at least one ball blade is formed in a partial spherical portion provided at the tip of a tool body, A spherical grinding step of grinding a spherical surface in the partial spherical portion, a first round surface corresponding to a portion along the ball blade in the spherical surface, and a second portion corresponding to a portion of the spherical surface facing the ball blade. And a flank grinding step for grinding a flank corresponding to a smaller diameter than the diameter of the spherical surface. In this way, the first round surface and the second round surface can be made to have good surface roughness after cutting by the burnishing effect (burnishing) of the first round surface and the second round surface. By forming the flank surface between the second round surfaces, it is possible to suppress tool wear and suitably suppress the occurrence of chatter vibrations. That is, it is possible to provide a method for manufacturing a ball end mill that makes the surface roughness after cutting sufficiently satisfactory.
本発明のボールエンドミルは、好適には、金型の加工面やキャビティをはじめとする3次元曲面を加工するための切削加工に用いられる。好適には、加工対象となる曲面に沿って切削加工を行うならい加工法や、加工対象となる部分の高さを段階的に変化させながら切削加工を行う等高線加工法等による金型の加工に用いられるが、その他にも各種被削材の切削加工に広く用いられる。 The ball end mill of the present invention is preferably used for cutting for processing a three-dimensional curved surface including a processing surface and a cavity of a mold. Preferably, it is suitable for machining a die by a contouring method in which cutting is performed along a curved surface to be processed, or a contouring method in which cutting is performed while gradually changing the height of a portion to be processed. Although it is used, it is widely used for various other work materials.
本発明のボールエンドミルの材質としては、超硬合金や高速度工具鋼が好適に用いられるが、他の材料でもよい。必要に応じてTiAlN、TiN、TiCN等の硬質被膜を刃部等の表面にコーティングすることが望ましい。 As the material for the ball end mill of the present invention, cemented carbide or high-speed tool steel is preferably used, but other materials may be used. It is desirable to coat the surface of the blade portion or the like with a hard coating such as TiAlN, TiN, or TiCN as necessary.
本発明のボールエンドミルは、好適には、部分球状部に2枚のボール刃が形成された2刃ボールエンドミルであるが、3枚以上のボール刃を備えた多刃ボールエンドミルにも本発明は好適に適用される。 The ball end mill of the present invention is preferably a two-blade ball end mill in which two ball blades are formed in a partial spherical portion, but the present invention is also applicable to a multi-blade ball end mill having three or more ball blades. It is preferably applied.
本発明のボールエンドミルにおいて、ラウンドすなわち第1ラウンド面及び第2ラウンド面は、前記部分球状部における球面の一部に相当するものであり、換言すれば、その部分球状部の同一球径面である。 In the ball end mill of the present invention, the round, that is, the first round surface and the second round surface correspond to a part of the spherical surface in the partial spherical portion, in other words, the same spherical diameter surface of the partial spherical portion. is there.
本発明のボールエンドミルに備えられたボール刃は、軸心側端部から外周側へ向かうに従って、換言すれば工具先端から離隔するに従って、切削加工方向と反対方向へ捩れたスパイラル状に設けることが望ましく、その外周側端部には、例えば所定のねじれ角で捩れた外周切れ刃が滑らかに接続される。 The ball blade provided in the ball end mill of the present invention may be provided in a spiral shape twisted in the direction opposite to the cutting direction as it goes from the end on the axial center side toward the outer periphery, in other words, away from the tool tip. Desirably, an outer peripheral cutting edge twisted at a predetermined twist angle, for example, is smoothly connected to the outer peripheral end portion.
本発明のボールエンドミルは、好適には、シャンク部を研削するシャンク部研削工程と、首部及び部分球状部を研削する首部/部分球状部研削工程と、前記部分球状部における溝部及び外周部を研削する溝部/外周部研削工程と、前記部分球状部における球面を研削する球面研削工程と、前記部分球状部におけるギャッシュを研削するギャッシュ研削工程と、前記球面における前記ボール刃に沿った部分に相当する第1ラウンド面と、その球面における前記ボール刃に対向する側の部分に相当する第2ラウンド面との間に、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面を研削する逃げ面研削工程とを、含む製造工程により作成される。 The ball end mill of the present invention preferably includes a shank portion grinding step for grinding the shank portion, a neck / partial spherical portion grinding step for grinding the neck portion and the partial spherical portion, and a groove portion and an outer peripheral portion in the partial spherical portion are ground. The groove / peripheral portion grinding step, the spherical grinding step for grinding the spherical surface in the partial spherical portion, the gash grinding step for grinding the gash in the partial spherical portion, and the portion along the ball blade in the spherical surface. A flank grinding step of grinding a flank corresponding to a smaller diameter than the diameter of the spherical surface between the first round surface and a second round surface corresponding to a portion of the spherical surface facing the ball blade. Are produced by a manufacturing process including
本発明のボールエンドミルの製造工程は、好適には、前記球面研削工程により研削される前記球面及び前記逃げ面研削工程により研削される前記逃げ面のうち少なくとも一方にラッピング加工を施すラッピング工程を含む。すなわち、本発明のボールエンドミルにおける前記第1ラウンド面及び第2ラウンド面は、好適には、その表面にラッピング加工が施されたものである。 The manufacturing process of the ball end mill according to the present invention preferably includes a lapping process in which at least one of the spherical surface ground by the spherical grinding process and the flank surface ground by the flank grinding process is lapped. . In other words, the first round surface and the second round surface in the ball end mill of the present invention are preferably obtained by lapping the surfaces thereof.
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the dimensional ratios and the like of each part are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明の好適な実施例であるボールエンドミル10を軸心に垂直な方向から見た正面図である。この図1に示すように、本実施例のボールエンドミル10は、円柱形状のシャンク部12と、首部14と、工具本体の先端に設けられて切削加工に関与する刃部16とを、一体的に備えている。前記ボールエンドミル10は、好適には、例えば超硬合金や高速度工具鋼等の材料の研磨加工により、前記シャンク部12、首部14、及び刃部16が一体に形成されたものである。
FIG. 1 is a front view of a
図2は、前記ボールエンドミル10に備えられた刃部16を工具先端側から軸心方向に視た図である。前記ボールエンドミル10に備えられた刃部16は、少なくとも一部が規定の径寸法の球面に相当する部分球状部16aとされたものであり、その部分球状部16aには、軸心まわりに等角度間隔(本実施例では180°間隔)で2枚のボール刃18が設けられている。このボール刃18は、好適には、軸心側端部から外周側へ向かうに従って(換言すれば、工具先端から離隔するに従って)、前記ボールエンドミル10の切削加工方向(図2に示す例では紙面向かって反時計回り)と反対方向へねじれたスパイラル状に設けられている。前記ボール刃18の外周側端部には、そのボール刃18に連続して例えば規定のねじれ角でねじれた外周切れ刃20が滑らかに接続されている。好適には、前記刃部16の表面には、必要に応じてTiAlN、TiN、TiCN等の硬質被膜がコーティングされる。
FIG. 2 is a view of the
図3は、前記刃部16の一部構成を詳しく説明するために、斯かる部分を前記部分球状部16aにおける球面の大円に相当する平面で切断して示す部分断面図(例えば、軸心を基準として中心角45°の断面形状)である。この図3においては、前記部分球状部16aにおける球面を破線で示している。図2及び図3に示すように、前記部分球状部16aには、前記ボール刃18に沿って設けられた、その部分球状部16aにおける球面の一部に相当する第1ラウンド面22と、その第1ラウンド面22に対して前記ボール刃18の反対側に設けられた、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面24と、その逃げ面24に対して前記第1ラウンド面22の反対側に設けられた、前記部分球状部16aにおける球面の一部に相当する第2ラウンド面26とを、備えている。換言すれば、前記刃部16において、前記第1ラウンド面22及び第2ラウンド面26は逃げ面とされておらず、前記ボールエンドミル10による切削加工に際して被削材における被削面に当接(摺接)させられる構成とされている。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view (for example, an axial center) showing a portion of the
前記第1ラウンド面22の幅寸法w1すなわち前記ボール刃18に沿ったマージン幅は、好適には、0.01mm以上0.10mm以下の範囲内であり、更に好適には、0.015mm以上0.05mm以下の範囲内である。前記逃げ面24の幅寸法w2は、好適には、前記ボール刃18における切れ刃からヒールまでの堤上の幅を持った部分の幅寸法をラウンド幅w0(図2を参照)として、そのラウンド幅w0の1/2以上である。図2に示すように、このラウンド幅w0は、前記第1ラウンド面22におけるボール刃18側の端部から、前記第2ラウンド面26におけるボール刃18とは反対側の端部までの幅寸法(=w1+w2+w3)に相当する。換言すれば、前記第1ラウンド面22の幅寸法をw1、前記第2ラウンド面26の幅寸法をw3として、前記逃げ面24の幅寸法w2は、次の(1)式を満たすものである。更に好適には、前記逃げ面24の幅寸法w2は、ラウンド幅w0の4/5以下である。
The width dimension w1 of the first
w2≧(w1+w2+w3)/2 ・・・(1) w2 ≧ (w1 + w2 + w3) / 2 (1)
本実施例のボールエンドミル10の具体的な寸法として、前記シャンク部12は、例えば径寸法6mmφ程度、長さ寸法40mm程度の円柱形状とされたものである。前記首部14は、例えば径寸法3.85mmφ程度、長さ寸法4mm程度の円柱形状とされたものであり、例えば図1に示すように、前記シャンク部12から首部14へ向かって径寸法が漸減させられるテーパ部が設けられている。前記刃部16は、例えば軸方向長さ寸法(刃長)4mm程度、径寸法4mmφ程度とされたものであり、前記部分球状部16aにおける球面は、例えば径寸法2mm程度に相当するものである。前記ボール刃18のすくい角は、例えば5°程度とされたものである。前記外周切れ刃20のねじれ角は、例えば30°程度とされたものである。前記第1ラウンド面22の幅寸法w1は、例えば0.015〜0.05mm程度とされたものである。前記逃げ面24の幅寸法w2は、例えば0.55〜0.85mm程度とされたものである。前記第2ラウンド面26の幅寸法w3は、例えば0.25〜0.45mm程度とされたものである。
As specific dimensions of the
以上のように構成された本実施例のボールエンドミル10による被削材の切削加工においては、前記シャンク部12において図示しないマシニングセンタ等の切削装置に取り付けられてその切削装置により軸心まわりに回転駆動させられることにより、前記刃部16におけるボール刃18及び外周切れ刃20によって被削材に対する切削加工が行われる。本実施例のボールエンドミル10は、好適には、金型のキャビティをはじめとする3次元曲面を加工するための切削加工に用いられる。例えば、加工対象となる曲面に沿って切削加工を行うならい加工法や、加工対象となる部分の高さを段階的に変化させながら切削加工を行う等高線加工法等による金型の加工に好適に用いられる。ここで、前記第1ラウンド面22及び第2ラウンド面26は逃げ面とされておらず、前記ボールエンドミル10による切削加工に際して被削材における被削面に当接(摺接)させられる構成とされているため、前記第1ラウンド面22及び第2ラウンド面26のバニシ効果(バニシング)により、切削加工後の被削面の面粗さを最大高さRz(JIS B 0601:2001)で1.2μm以下といった磨き面に近いものとすることができる。更に、前記第1ラウンド面22及び第2ラウンド面26の間に逃げ面24を備えていることで、工具摩耗を抑制してびびり振動等の発生を好適に抑えることができる。
In the cutting of the work material by the
図4は、前記ボールエンドミル10の製造方法の一例の要部を説明する工程図である。先ず、シャンク部研削工程P1において、前記シャンク部12の研削が行われる。次に、首部/刃部研削工程P2において、前記首部14及び刃部16(概形)の研削が行われる。次に、溝部/外周部研削工程P3において、前記部分球状部16aにおける溝部及びその外周部の研削が行われる。次に、球面研削工程P4において、前記部分球状部16aにおける規定の径寸法に対応する球面の研削が行われる。すなわち、前記第1ラウンド面22及び第2ラウンド面26等に相当する球面の研削が行われる。この球面の研削は、例えば、周縁部に丸みを有するカップ型砥石等により行われる。次に、ギャッシュ研削工程P5において、前記部分球状部16a(ボール刃18)におけるギャッシュの研削が行われる。次に、逃げ面研削工程P6において、前記球面における前記ボール刃18に沿った部分に相当する第1ラウンド面22と、その球面における前記ボール刃18に対向する側の部分に相当する第2ラウンド面26との間に、前記球面の径寸法よりも小径(図3を参照)に対応する逃げ面24の研削が行われる。この逃げ面24の研削は、例えば平形砥石等により行われる。次に、ラッピング工程P7において、前記球面研削工程P4により研削される球面すなわち前記第1ラウンド面22及び第2ラウンド面26にラッピング加工が施される。このラッピング工程P7において、前記逃げ面研削工程P6により研削される前記逃げ面24にはラッピング加工が施されない。
FIG. 4 is a process diagram illustrating the main part of an example of the method for manufacturing the
ここで、図4に示す前記ボールエンドミル10の製造方法は、各工程の順番を入れ替えても実現できる。例えば、前記首部/刃部研削工程P2から前記ラッピング工程P7までの加工が行われた後、シャンク部研削工程P1の加工が行われるものであってもよい。前記逃げ面研削工程P6の加工が行われた後に前記球面研削工程P4の加工が行われるものであってもよい。更に、前記ボールエンドミル10に係る本実施例の構成を得るためには、前記球面研削工程P4及び逃げ面研削工程P6の加工が行われればよく、余の工程の加工は必ずしも必要ではない。特に、前記ラッピング工程P7の加工は行われなくともよい。前記ラッピング工程P7に続いて、TiAlN、TiN、TiCN等の硬質被膜を刃部16等の表面にコーティングする被膜コーティング工程が行われてもよい。
Here, the manufacturing method of the said
続いて、本発明の効果を検証するために本発明者等が行った試験について説明する。図5は、この試験に用いられた試料1〜10の構成(マージン幅すなわち第1ラウンド面22の幅、二番角、ラップ加工の有無)と、各試料の試験結果として送り方向(被削材周面の円周方向)の最大高さRz(JIS B 0601:2001)を併せて示す図である。本発明者等は、図5に示すような構成のボールエンドミルである試料1〜10を作成し、各試料について以下の切削条件で切削試験を行った。この図5に示す試料1〜10のうち、試料1は前記第1ラウンド面22を備えず、前記ボール刃18に沿って逃げ面が形成された従来のボールエンドミル(標準品)である。試料2〜7は、前記第1ラウンド面22、逃げ面24、及び第2ラウンド面26が形成された刃部16を備えると共に、前記第1ラウンド面22の幅寸法w1が0.01mm以上0.10mm以下の範囲内とされたボールエンドミルである。試料8〜10は、前記第1ラウンド面22、逃げ面24、及び第2ラウンド面26が形成された刃部16を備えるが、前記第1ラウンド面22の幅寸法w1が0.01mm以上0.10mm以下の範囲を逸脱する比較品としてのボールエンドミルである。
Subsequently, a test conducted by the present inventors in order to verify the effect of the present invention will be described. FIG. 5 shows the configuration of the samples 1 to 10 used in this test (margin width, that is, the width of the first
[切削条件]
・被削材:STAVAX(登録商標)50HRC
・被削材形状:R11mmコア形状
・工具形状:R2ボールエンドミル
・主軸回転速度:20000rpm
・送り速度:1000mm/min
・ピックフィード:0.1mm
・切込量:0.05mm
・切削油:センタースルーオイルミスト
[Cutting conditions]
Work material: STAVAX (registered trademark) 50HRC
-Work material shape: R11mm core shape-Tool shape: R2 ball end mill-Spindle speed: 20000rpm
・ Feeding speed: 1000mm / min
・ Pick feed: 0.1mm
・ Cut amount: 0.05mm
・ Cutting oil: Center-through oil mist
図5の試験結果に示すように、前記第1ラウンド面22、逃げ面24、及び第2ラウンド面26が形成された刃部16を備えると共に、前記第1ラウンド面22の幅寸法w1が0.01mm以上0.10mm以下の範囲内とされたボールエンドミルである試料2〜7では、切削加工後の被削面の送り方向の面粗さ(最大高さ)Rzが1.2μm未満となり、磨き加工後の被削面に近い良好な面粗さが得られていることがわかる。特に、前記第1ラウンド面22の幅寸法w1が0.015mm以上0.05mm以下の範囲内とされたボールエンドミルである試料2〜5では、切削加工後の被削面の送り方向面粗さ(最大高さ)Rzが1.0μm未満となり、とりわけ良好な面粗さが得られていることがわかる。前記第1ラウンド面22を備えず、前記ボール刃18に沿って二番角17°に対応する逃げ面(二番面)が形成された従来のボールエンドミルである試料1では、切削加工後の被削面の送り方向面粗さRzが1.38μmとなり、十分に良好な面粗さが得られていない。前記第1ラウンド面22、逃げ面24、及び第2ラウンド面26が形成された刃部16を備えるが、前記第1ラウンド面22の幅寸法w1が0.01mm以上0.10mm以下の範囲を逸脱する比較品としてのボールエンドミルである試料8〜10では、切削加工後の被削面の送り方向面粗さRzが1.37〜1.89μmと大きくなり、試料1と同様に十分に良好な面粗さが得られていない。これは、前記第1ラウンド面22の幅寸法w1が比較的広いことで、切削加工後の被削面を過度に擦ってしまうことによるものであると推察される。
As shown in the test result of FIG. 5, the first
続いて、本発明の効果を検証するために本発明者等が行った他の試験について説明する。本発明者等は、前記第1ラウンド面22を備えず、前記ボール刃18に沿って二番角17°に対応する二番面(逃げ面)が形成されると共に、その二番面の幅寸法が0.1mm、ボール刃のすくい角が5°、コーティング無しとされたR2ボールエンドミル従来品(標準品)と、前記第1ラウンド面22、逃げ面24、及び第2ラウンド面26が形成された刃部16を備えると共に、前記第1ラウンド面22の幅寸法w1を0.05mmとした本実施例のボールエンドミル10とを用意し、それぞれのボールエンドミルを用いて前記切削条件で切削試験を行った。
Subsequently, another test conducted by the present inventors in order to verify the effect of the present invention will be described. The present inventors do not have the first
図6〜図9は、前記切削試験の結果として、各試料による切削加工後の被削面の面粗さを示す粗さ曲線を例示するものであり、前記従来品による切削加工後の被削面のピックフィード方向の粗さ曲線を図6に、送り方向(被削材周面の円周方向)の粗さ曲線を図7に、本実施例のボールエンドミル10による切削加工後の被削面のピックフィード方向の粗さ曲線を図8に、送り方向の粗さ曲線を図9にそれぞれ示している。図6及び図7に示す粗さ曲線に対応する被削面すなわち従来品による切削加工後の被削面では、ピックフィード方向の十点平均粗さRa(JIS B 0601:2001)は0.309μm、最大高さRzは1.725μmであった。送り方向の十点平均粗さRaは0.214μm、最大高さRzは1.379μmであった。一方、図8及び図9に示す粗さ曲線に対応する被削面すなわち本実施例のボールエンドミル10による切削加工後の被削面では、ピックフィード方向の十点平均粗さRaは0.05μm、最大高さRzは0.28μmであった。送り方向の十点平均粗さRaは0.03μm、最大高さRzは0.24μmであった。これらの結果から明らかなように、本実施例のボールエンドミル10による切削加工後の被削面の面粗さは、ピックフィード方向及び送り方向の何れにおいても従来品による切削加工後の被削面よりも大幅に改善されており、磨き加工後の被削面に近い仕上がりが得られていることがわかる。
6 to 9 exemplify a roughness curve indicating the surface roughness of the work surface after cutting by each sample as a result of the cutting test, and the work surface after the cutting by the conventional product is illustrated. FIG. 6 shows a roughness curve in the pick feed direction, FIG. 7 shows a roughness curve in the feed direction (circumferential direction of the work material circumferential surface), and picks the work surface after cutting by the
このように、本実施例によれば、前記ボール刃18に沿って設けられた、前記部分球状部16aにおける球面の一部に相当する第1ラウンド面22と、その第1ラウンド面22に対して前記ボール刃18の反対側に設けられた、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面24と、その逃げ面24に対して前記第1ラウンド面22の反対側に設けられた、前記部分球状部16aにおける球面の一部に相当する第2ラウンド面26とを、備えたものであることから、前記第1ラウンド面22及び第2ラウンド面26のバニシ効果(バニシング)により、切削加工後の被削面粗さを良好なものとすることができることに加え、前記第1ラウンド面22及び第2ラウンド面26の間に逃げ面24を備えていることで、工具摩耗を抑制してびびり振動等の発生を好適に抑えることができる。すなわち、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミル10を提供することができる。
Thus, according to the present embodiment, the first
前記第1ラウンド面22の幅寸法w1は、0.01mm以上0.10mm以下の範囲内であるため、必要十分なバニシングにより、切削加工後の被削面粗さを可及的に良好なものとすることができる。
Since the width dimension w1 of the first
前記逃げ面24の幅寸法w2は、前記ボール刃18における切れ刃からヒールまでの幅寸法をラウンド幅w0として、そのラウンド幅w0の1/2以上であるため、十分な逃げ面を備えていることで、工具摩耗を抑制してびびり振動等の発生を更に好適に抑えることができる。
The width dimension w2 of the
本実施例によれば、工具本体の先端に設けられた部分球状部16aに少なくとも1枚のボール刃18が形成されたボールエンドミル10の製造方法であって、前記部分球状部16aにおける球面を研削する球面研削工程P4と、前記球面における前記ボール刃18に沿った部分に相当する第1ラウンド面22と、その球面における前記ボール刃18に対向する側の部分に相当する第2ラウンド面26との間に、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面24を研削する逃げ面研削工程P6とを、含むものである。すなわち、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミルの製造方法を提供することができる。
According to the present embodiment, there is provided a method for manufacturing the
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other modes.
例えば、本発明のボールエンドミルは、切削加工後の被削面に関して磨き面に近い面粗さを実現するものであるが、本発明のボールエンドミルによる被削材の切削加工後に、被削面に磨き加工を施してもよい。斯かる態様においても、従来のボールエンドミルにより切削された被削材に対する磨き加工よりも短時間の簡単な処理で済むため、本発明の一応の効果を奏する。 For example, the ball end mill of the present invention realizes a surface roughness close to the polished surface with respect to the cut surface after cutting, but after the cutting of the work material by the ball end mill of the present invention, the work surface is polished. May be applied. Even in such an aspect, since the processing can be performed in a shorter time than the polishing of the work material cut by the conventional ball end mill, the effect of the present invention can be achieved.
前述の実施例において、前記第1ラウンド面22の幅寸法w1が0.01mm以上0.10mm以下の範囲内であり、前記逃げ面24の幅寸法w2が前記ラウンド幅w0の1/2以上であるボールエンドミル10を例示したが、これらの数値範囲は最良の実施形態を示すものであり、斯かる数値範囲を逸脱する構成においても本発明の一応の効果を奏する。
In the above-described embodiment, the width dimension w1 of the first
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
10:ボールエンドミル、16a:部分球状部、18:ボール刃、22:第1ラウンド面、24:逃げ面、26:第2ラウンド面、P4:球面研削工程、P6:逃げ面研削工程 10: ball end mill, 16a: partial spherical portion, 18: ball blade, 22: first round surface, 24: flank surface, 26: second round surface, P4: spherical grinding step, P6: flank grinding step
Claims (4)
前記ボール刃に沿って設けられた、前記部分球状部における球面の一部に相当する第1ラウンド面と、
該第1ラウンド面に対して前記ボール刃の反対側に設けられた、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面と、
該逃げ面に対して前記第1ラウンド面の反対側に設けられた、前記部分球状部における球面の一部に相当する第2ラウンド面と
を、備えたものであることを特徴とするボールエンドミル。 A ball end mill in which at least one ball blade is formed in a partial spherical portion provided at the tip of a tool body,
A first round surface corresponding to a part of the spherical surface of the partial spherical portion provided along the ball blade;
A flank corresponding to a smaller diameter than the diameter of the spherical surface, provided on the opposite side of the ball blade to the first round surface;
And a second round surface corresponding to a part of the spherical surface of the partial spherical portion provided on the opposite side of the first round surface with respect to the flank. .
前記部分球状部における球面を研削する球面研削工程と、
前記球面における前記ボール刃に沿った部分に相当する第1ラウンド面と、該球面における前記ボール刃に対向する側の部分に相当する第2ラウンド面との間に、前記球面の径寸法よりも小径に対応する逃げ面を研削する逃げ面研削工程と
を、含むことを特徴とするボールエンドミルの製造方法。 A method of manufacturing a ball end mill in which at least one ball blade is formed in a partial spherical portion provided at the tip of a tool body,
A spherical grinding step of grinding a spherical surface in the partial spherical portion;
Between the first round surface corresponding to the portion along the ball blade in the spherical surface and the second round surface corresponding to the portion on the side facing the ball blade in the spherical surface, than the radial dimension of the spherical surface. And a flank grinding step of grinding a flank corresponding to a small diameter.
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