JP2017019083A - End mill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンドミルに関する。エンドミルとは、「先端部に形成された先端刃と、側面部に形成されて前記先端刃から連続して延びる側面刃と、からなる切れ刃」を備えた円筒状の刃部、を有する切削工具(フライス)を指す。 The present invention relates to an end mill. The end mill is a cutting having a cylindrical blade portion provided with “a cutting edge formed by a tip blade formed at the tip portion and a side blade formed on the side surface portion and continuously extending from the tip blade”. Refers to the tool (milling).
エンドミルは、側面刃と先端刃とを有する。従って、例えば、エンドミルの側面刃を使用することによって被切削物に形成された穴の側面を削り広げること、並びに、エンドミルの先端刃を使用することによって前記穴の底面を削り込むこと等ができる。従来より、被切削物の切削面の形状、及び、被切削物の材質などの切削条件等に応じて、種々のエンドミルが開発されている(例えば、特許文献1を参照)。 The end mill has a side blade and a tip blade. Accordingly, for example, the side surface of the hole formed in the workpiece can be sharpened by using the side blade of the end mill, and the bottom surface of the hole can be cut by using the end blade of the end mill. . Conventionally, various end mills have been developed according to cutting conditions such as the shape of the cutting surface of the workpiece and the material of the workpiece (for example, see Patent Document 1).
エンドミルを設計する際の重要な諸元の一つとして、「エンドミルの軸線と側面刃の延在方向とのなす角度」(以下、「ねじれ角」と呼ぶ)がある。ねじれ角(>0)が与えられた場合、切削時、エンドミルには、円周方向の力(捩れトルク)と軸方向の力(スラスト力)とが作用する。 One of the important specifications when designing an end mill is “an angle formed between the axis of the end mill and the extending direction of the side blade” (hereinafter referred to as “twist angle”). When a twist angle (> 0) is given, a circumferential force (torsion torque) and an axial force (thrust force) act on the end mill during cutting.
ねじれ角が大きくなるにつれて、円周方向の力が小さくなる一方で、軸方向の力が大きくなる。この軸方向の力は、エンドミルを固定する部材(チャック等)からエンドミルを下方に引き抜く力として作用すると同時に、被切削物を上方に持ち上げる力としても作用する。従って、ねじれ角が大きい場合、特に、被切削物の上下方向の剛性が比較的小さい場合等において、被切削物に振動・共振(所謂「ビビリ」)が発生し易くなる。 As the helix angle increases, the circumferential force decreases, while the axial force increases. This axial force acts as a force for pulling the end mill downward from a member (chuck or the like) that fixes the end mill, and at the same time, acts as a force for lifting the workpiece. Therefore, when the torsion angle is large, particularly when the vertical rigidity of the workpiece is relatively small, vibration / resonance (so-called “chatter”) is likely to occur in the workpiece.
本発明者は、比較的薄い形状を有する樹脂部材の上面に所望の形状の凹部を切削加工する際に、複数の切れ刃を備えたエンドミルを使用することを考えている。この樹脂部材の上下方向の剛性は非常に小さい。実際に、ねじれ角が比較的大きい(例えば、30°以上)複数の切れ刃を備えたエンドミルを使用してこの樹脂部材に加工を加えた場合、この樹脂部材に「ビビリ」が発生し易かった。 The present inventor considers using an end mill having a plurality of cutting edges when cutting a recess having a desired shape on the upper surface of a resin member having a relatively thin shape. The rigidity of the resin member in the vertical direction is very small. Actually, when an end mill having a plurality of cutting edges having a relatively large twist angle (for example, 30 ° or more) is used to process the resin member, it is easy for the resin member to be “chattered”. .
そこで、本発明者は、ねじれ角が比較的小さい複数の切れ刃を備えたエンドミルを使用することを考えている。具体的には、本発明者は、ねじれ角を、「エンドミルの軸方向先端側からエンドミルをみたとき、側面刃の根元側端と先端側端との間の周方向のずれに相当する角度が90°以下」という条件が成立する範囲内の小さい値に設定した。この点については、後に詳述する(図2及び図3を参照)。 Therefore, the present inventor considers using an end mill having a plurality of cutting edges having a relatively small twist angle. Specifically, the present inventor has determined the twist angle as follows: “When the end mill is viewed from the tip end side in the axial direction of the end mill, an angle corresponding to a circumferential shift between the root side end and the tip end of the side blade is set. It was set to a small value within a range where the condition of “90 ° or less” was satisfied. This point will be described later in detail (see FIGS. 2 and 3).
上記条件が成立する範囲内の小さいねじれ角を有するエンドミルを使用して上記樹脂部材に実際に加工を加えた場合、「ビビリ」が殆ど発生しなくなった。ところが、この場合、切削によって発生する切り屑が排出され難い、という新たな問題が発生した。これは、ねじれ角が小さいと、切り屑を上方へ持ち上げる力(切り屑のリフト作用)が小さくなることに起因する、と考えられる。 When the resin member was actually processed using an end mill having a small helix angle within a range where the above conditions were satisfied, “chatter” hardly occurred. However, in this case, a new problem has arisen that chips generated by cutting are difficult to be discharged. This is considered to be due to the fact that when the twist angle is small, the force for lifting the chips upward (the chip lifting action) becomes small.
以上より、ねじれ角が小さいエンドミルであって、切り屑が排出され易いものの到来が望まれていたところである。即ち、本発明の目的は、「ねじれ角が小さいエンドミルであって、切り屑が排出され易いもの」を提供することにある。 From the above, an end mill with a small twist angle, which is easy to discharge chips, has been desired. That is, an object of the present invention is to provide an “end mill with a small twist angle, in which chips are easily discharged”.
本発明に係るエンドミルは、「先端部に形成された先端刃と、側面部に形成されるとともに前記先端刃から連続して延びる側面刃と、からなる切れ刃」を周方向にて複数備えた刃部と、前記刃部における前記先端部と反対の根元側に前記刃部と同軸的に配置されたシャンク部と、を備える。 The end mill according to the present invention includes a plurality of “cutting blades formed of a tip blade formed at the tip portion and a side blade formed on the side surface portion and continuously extending from the tip blade” in the circumferential direction. A blade part, and a shank part disposed coaxially with the blade part on a base side opposite to the tip part of the blade part.
このエンドミルのねじれ角は、「エンドミルの軸方向先端側からエンドミルをみたとき、各側面刃について、側面刃の根元側端と先端側端との間の周方向のずれに相当する角度が90°以下」という条件が成立する範囲内の小さい値に設定されている。 The twist angle of this end mill is “when the end mill is viewed from the tip end side in the axial direction of the end mill, the angle corresponding to the circumferential shift between the root side end and the tip end of the side blade is 90 ° for each side blade. It is set to a small value within a range where the condition “below” is satisfied.
本発明に係るエンドミルの特徴は、前記各切れ刃の外面には、前記切れ刃の延在方向において異なる複数の位置に溝がそれぞれ形成されたこと、にある。これによれば、このような溝が形成されない場合と比べて、切り屑が細かく分断され得る。従って、切り屑が排出され易くなる。 The feature of the end mill according to the present invention resides in that grooves are formed on the outer surface of each cutting edge at a plurality of different positions in the extending direction of the cutting edge. According to this, compared with the case where such a groove | channel is not formed, chips can be finely divided. Accordingly, chips are easily discharged.
このエンドミルでは、前記各側面刃の延在方向が、前記エンドミルの軸方向根元側から前記エンドミルをみたときに前記側面刃の周方向の位置が前記軸方向根元側から前記軸方向先端側に向けて前記エンドミルの回転方向に移動する向きに、前記エンドミルの軸線に対して傾いていることが好適である。これにより、切削時、切り屑を軸方向根元側へ(即ち、上方へ)持ち上げる力(切り屑のリフト作用)が働く。即ち、切り屑は、周方向に隣り合う側面刃の間にそれぞれ形成されている各凹部を、軸方向先端側から軸方向根元側に向けて移動していく。 In this end mill, the extending direction of each side blade is such that when the end mill is viewed from the axial base side of the end mill, the circumferential position of the side blade is directed from the axial base side to the axial tip side. It is preferable that the end mill is inclined with respect to the axis of the end mill in the direction of movement in the rotation direction of the end mill. Thereby, at the time of cutting, a force (a chip lifting action) for lifting the chips to the axial base side (that is, upward) works. That is, the chips move in the respective recesses formed between the side blades adjacent in the circumferential direction from the axial front end side toward the axial base side.
加えて、前記刃部の外面において周方向に隣り合う前記溝同士を繋ぐ曲線を周方向において前記エンドミルの回転方向に順に繋げることによって前記軸方向根元側から前記軸方向先端側に移動する螺旋状の曲線が描かれるように、前記各切れ刃の延在方向における前記複数の溝の位置が設定されることが好適である。 In addition, a spiral shape that moves from the axial base side to the axial tip side by sequentially connecting a curve connecting the grooves adjacent in the circumferential direction on the outer surface of the blade portion in the circumferential direction in the rotational direction of the end mill. It is preferable that the positions of the plurality of grooves in the extending direction of the respective cutting edges are set so that the curved line is drawn.
これによれば、切削時、エンドミルの回転に伴って、第1の切れ刃の一部分(隣り合う溝の間の部分)が被切削物の或る部位に接触した後にて前記第1の切れ刃の隣の第2の切れ刃の一部分(隣り合う溝の間の部分)が被切削物の同じ部位に次に接触する場合、前記第2の切れ刃の一部分の軸方向位置は、前記第1の切れ刃の一部分に対して軸方向先端側に位置する。従って、切削時、切り屑が隣り合う側面刃の間に形成された前記各凹部を軸方向先端側から軸方向根元側に向けて移動する際、切り屑が軸方向根元側へ(即ち、上方へ)移動し易くなる。この結果、側面刃の切削に起因して発生する切り屑がより一層排出され易くなる。 According to this, at the time of cutting, with the rotation of the end mill, the first cutting edge after a part of the first cutting edge (a part between adjacent grooves) contacts a certain part of the workpiece. When a part of the second cutting edge next to (the part between the adjacent grooves) is next in contact with the same part of the workpiece, the axial position of the part of the second cutting edge is the first position. It is located on the tip side in the axial direction with respect to a part of the cutting edge. Therefore, during cutting, when the respective recesses formed between the side blades adjacent to each other are moved from the axial tip side toward the axial base side, the chips are moved to the axial base side (that is, upward). E) Easy to move. As a result, chips generated due to the cutting of the side blades are more easily discharged.
加えて、このエンドミルでは、前記エンドミルの軸方向先端側から前記刃部の前記先端部をみたとき、前記各先端刃が、径方向内側から径方向外側に向けて、周方向における前記エンドミルの稼働時の回転方向と反対の方向に曲がりながら延びていることが好ましい。 In addition, in this end mill, when the tip portion of the blade portion is viewed from the tip end side in the axial direction of the end mill, each tip blade is operated in the circumferential direction from the radially inner side toward the radially outer side. It preferably extends while bending in a direction opposite to the rotational direction of the hour.
これによれば、周方向に隣り合う先端刃の間にそれぞれ形成されている各凹部も、径方向内側から径方向外側に向けて、周方向における前記反対の方向に曲がりながら延びる。これらの凹部は、切り屑が径方向内側から径方向外側に向けて移動する際の通り道になり得る。即ち、切り屑が移動する際の通り道が、径方向内側から径方向外側に向けて、周方向における前記反対の方向に曲がりながら延びる。従って、切削時、切り屑が隣り合う先端刃の間に形成された前記各凹部を径方向内側から径方向外側に向けて移動する際、切り屑が径方向外側へ移動し易くなる。この結果、先端刃の切削に起因して発生する切り屑がより一層排出され易くなる。 According to this, each recessed part formed between the front-end blades adjacent in the circumferential direction also extends while bending in the opposite direction in the circumferential direction from the radially inner side toward the radially outer side. These recesses can be paths when chips move from the radially inner side to the radially outer side. That is, the path when the chips move extends from the radially inner side to the radially outer side while bending in the opposite direction in the circumferential direction. Accordingly, during cutting, when the respective concave portions formed between the adjacent cutting edges are moved from the radially inner side toward the radially outer side, the chips are likely to move radially outward. As a result, chips generated due to the cutting of the leading edge are more easily discharged.
また、このエンドミルでは、前記各溝はV字状の溝であることが好適である。切れ刃の延在方向における前記各溝の幅が大き過ぎると、切削に寄与し得る切れ刃の延在方向の長さの合計が小さくなり過ぎるので、切削の効率が大幅に低下し得る。逆に、切れ刃の延在方向における前記各溝の幅が小さ過ぎると、上述した「切り屑が細かく分断される作用」が発揮され難くなるので、切り屑の排出性が大幅に低下し得る。この点、上記構成のように溝の形状をV字状とすれば、切れ刃の延在方向における溝の幅を適切な範囲内に設定し易くなる。即ち、切削の効率、及び、切り屑の排出性を共に良好に維持し易くなる。 In the end mill, each groove is preferably a V-shaped groove. If the width of each groove in the extending direction of the cutting edge is too large, the total length in the extending direction of the cutting edge that can contribute to the cutting becomes too small, so that the efficiency of cutting can be greatly reduced. On the contrary, if the width of each groove in the extending direction of the cutting edge is too small, the above-mentioned “action of finely dividing the chip” is difficult to be exhibited, and therefore the chip dischargeability can be greatly reduced. . In this regard, if the groove shape is V-shaped as in the above configuration, the groove width in the extending direction of the cutting edge can be easily set within an appropriate range. That is, it becomes easy to maintain both the cutting efficiency and the chip dischargeability satisfactorily.
具体的には、このエンドミルは、前記刃部の外径に対する前記側面刃の前記軸方向の長さの割合(細長比)が2.0より大きく、且つ、前記各側面刃のねじれ角が15°未満であり、前記切れ刃の個数が15より大きくなるように設計され得る。 Specifically, in this end mill, the ratio of the length of the side blades in the axial direction to the outer diameter of the blade portion (elongation ratio) is greater than 2.0, and the twist angle of each side blade is 15. It can be designed to be less than 0 ° and the number of cutting edges to be greater than 15.
この諸元では、細長比が相当大きいので、エンドミルが相当細長くなる。一般に、細長比が大きくなるにつれてエンドミル全体としての剛性が低下していく。エンドミルの剛性が低下すると、被切削物の切削面の粗さも悪化していく。この点、上述のように、樹脂部材を加工する場合、金属等のような硬度が大きい材料を加工する場合と比べて、エンドミルに作用する切削抵抗が大幅に小さい。従って、樹脂部材を加工する場合、細長比が2.0より大きくても(従って、エンドミルの剛性が低くても)、樹脂部材の切削面の粗さが良好に維持され得る。 In this specification, since the slenderness ratio is considerably large, the end mill becomes considerably slender. Generally, as the slenderness ratio increases, the rigidity of the end mill as a whole decreases. As the rigidity of the end mill decreases, the roughness of the cut surface of the workpiece also deteriorates. In this regard, as described above, when the resin member is processed, the cutting resistance acting on the end mill is significantly smaller than when a material having high hardness such as metal is processed. Therefore, when the resin member is processed, even if the slenderness ratio is larger than 2.0 (thus, the rigidity of the end mill is low), the roughness of the cutting surface of the resin member can be maintained well.
加えて、ねじれ角が非常に小さい。従って、上述のように、樹脂部材に加工を加えても「ビビリ」が殆ど発生しない。更には、切れ刃の個数が非常に多い。一般に、切れ刃の個数が多くなるにつれて、被切削物の切削面の粗さが良くなる一方で、切り屑の排出性が低下していく。この点、切り屑の排出性の低下については、上記溝の形成によって補償されている。従って、樹脂部材を加工する場合、切れ刃の個数が15より多くても、切り屑の排出性を低下させることなく、樹脂部材の切削面の粗さを良好に維持することができる。 In addition, the twist angle is very small. Therefore, as described above, even if the resin member is processed, “chatter” hardly occurs. Furthermore, the number of cutting edges is very large. In general, as the number of cutting edges increases, the cutting surface roughness of the workpiece improves, while the chip discharge performance decreases. In this regard, the reduction in chip discharge is compensated by the formation of the groove. Therefore, when processing a resin member, even if the number of cutting edges is more than 15, the roughness of the cutting surface of the resin member can be satisfactorily maintained without deteriorating chip discharge.
加えて、このエンドミルは、前記刃部の外径に対する前記シャンク部の外径の割合が0.7未満となるように設計され得る。なお、シャンク部とは、チャック等の保持部材を用いてエンドミルを保持する際に保持部材によって実際に保持(把持)される部分である。 In addition, the end mill can be designed such that the ratio of the outer diameter of the shank portion to the outer diameter of the blade portion is less than 0.7. The shank portion is a portion that is actually held (gripped) by the holding member when holding the end mill using a holding member such as a chuck.
この諸元では、シャンク部の外径が相当小さくなるので、エンドミル全体としての剛性が低下して被切削物の切削面の粗さが悪化し易い。この点、上述のように、切削抵抗が小さい樹脂部材を加工する場合、シャンク部の外径が小さくても(従って、エンドミルの剛性が低くても)、樹脂部材の切削面の粗さが良好に維持され得る。 In these specifications, the outer diameter of the shank portion is considerably reduced, so that the rigidity of the end mill as a whole is lowered, and the roughness of the cut surface of the workpiece tends to deteriorate. In this regard, as described above, when processing a resin member having a low cutting resistance, the roughness of the cutting surface of the resin member is good even if the outer diameter of the shank portion is small (thus, the rigidity of the end mill is low). Can be maintained.
加えて、シャンク部の外径が小さいと、チャック等の保持部材を小型化できる。従って、被切削物の上面に比較的深い凹部を切削加工する際、保持部材が凹部の側面と接触し難くなる。従って、エンドミルによって加工される凹部の形状の自由度を高めることができる。 In addition, when the outer diameter of the shank portion is small, a holding member such as a chuck can be downsized. Therefore, when a relatively deep recess is cut on the upper surface of the workpiece, the holding member is less likely to contact the side surface of the recess. Therefore, the freedom degree of the shape of the recessed part processed with an end mill can be raised.
以下、本発明の実施形態に係るエンドミル100について図面を参照しつつ説明する。
Hereinafter, an
(形状)
図1に示すように、エンドミル100は、大略的には、大径の刃部10と、小径のシャンク部20とが軸心CLに対して同軸的且つ一体に配置された、段付き円柱状を呈している。シャンク部20は、チャック等の保持部材を用いてエンドミル100を保持する際に保持部材によって実際に保持(把持)される部分である。以下、説明の便宜上、軸心CL方向におけるz軸正方向側、及び、z軸負方向側を、それぞれ、「先端側」、及び、「根元側」と呼ぶ。
(shape)
As shown in FIG. 1, the
刃部10は、円柱状の側面部11と、側面部11の先端側に突出する先端部12と、からなる。図1、並びに、図1の拡大図である図2及び図3に示すように、刃部10の表面には、側面部11から先端部12にかけてそれぞれ延びる複数本の切れ刃10aが形成されている。エンドミル100では、24本の切れ刃10aが形成されている。なお、正確には、24本の切れ刃10aのうち、先端部12の先端まで延びているものが8本あり、先端部12の途中までは延びているが先端部12の先端までは延びていないものが16本ある。切れ刃10aの本数は、15以下であってもよいが、15より大きいことが好ましい。更には、20より大きいことが好ましい。
The
具体的には、各切れ刃10aは、「先端部12に形成され且つ径方向に延びる先端刃12a」と、「側面部11に形成され且つ先端刃12aから連続して軸心CL方向に延びる側面刃11a」と、からなる。ここで、各先端刃12aは、対応する切れ刃10aにおける「先端側からエンドミル100をみたときにみえる部分」と定義することもできる。
Specifically, each of the
各側面刃11aの延在方向は、根元側からエンドミル100をみたときに側面刃11aの周方向の位置が根元側から先端側に向けてエンドミル100の(切削時の)回転方向に移動する向きに、軸心CL方向に対して傾いている。これにより、切削時、切り屑を上方へ持ち上げる力(切り屑のリフト作用)が働く。以下、図2に示すように、軸線CL方向と、側面刃11aの延在方向と、のなす角を「ねじれ角θ」と定義する。
The extending direction of each
ねじれ角θは、先端側からエンドミル100をみたとき、各側面刃11aについて、「側面刃11aの根元側端と先端側端との間の周方向のずれに相当する角度αが90°以下」となるように設計されている。
When the
具体的には、例えば、図2にて外面に微細なドットを付して示された1枚の側面刃11aに着目すると、この側面刃11aの根元側端及び先端側端はそれぞれ、「a」及び「b」で示される。図3から理解できるように、この側面刃11aの根元側端「a」と先端側端「b」との間の周方向のずれに相当する角度αは、90°以下となっている。この側面刃11a以外の他の側面刃11aについても同様のことがあてはまる。各側面刃11aについて、ねじれ角θは、軸心CL方向の位置によって変化しても変化しなくてもよい。側面刃11aにおける軸心CL方向の位置に対するねじれ角θの推移は、どの側面刃11aについても同じである。
Specifically, for example, when focusing on one
図3に示すように、先端側から刃部10の先端部12をみたとき、各先端刃12aは、径方向内側から径方向外側に向けて、周方向におけるエンドミル100の稼働時の回転方向(図3の太い矢印を参照)と反対の方向に曲がりながら延びている。各先端刃12aの径方向外側端は、それぞれ、対応する側面刃11aの先端側端と連続している。
As shown in FIG. 3, when the
図2に示すように、各先端刃12aは、「平坦な先端面に対応する平坦部12aa」と、「平坦部12aaと側面刃11aの先端側端とを繋げる円弧状のコーナー部12ab」と、からなる。即ち、エンドミル100は、先端が平坦で且つ先端の角部にR形状が施されたラジアスエンドミルである。
As shown in FIG. 2, each
図2、及び、図3に示すように、各切れ刃10a(=側面刃11a+先端刃12a)の外面には、切れ刃10aの延在方向において異なる複数の位置に溝gがそれぞれ形成されている。加えて、図2から理解できるように、刃部10(特に、側面部11)の外面において周方向に隣り合う溝g同士を繋ぐ曲線を周方向においてエンドミル100の回転方向に順に繋げていくと、先端側から根元側に移動する螺旋状の曲線が描かれる。即ち、周方向に隣り合う溝gの軸線CL方向の位置のずれ量は、側面部11の外面全域に亘って一定となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, grooves g are formed on the outer surface of each
図1を参照して、刃部10の軸心CL方向の長さをL1とし、シャンク部20の軸心CL方向の長さをL2とし、刃部10の側面部11の軸心CL方向の長さをL3とし、刃部10の外径をD1とし、シャンク部20の外径をD2とする。
With reference to FIG. 1, the length of the
また、細長比を「L3/D1」と定義すると、エンドミル100では、細長比は、2.0以下であってもよいが、2.0より大きいことが好適である。また、外径比を「D2/D1」と定義すると、外径比は、0.7以上であってもよいが、0.7未満であることが好適である。更には、ねじれ角θは、上述した「α≦90°」という条件を満足する限りにおいて、15°以上であってもよいが、15°未満であることが好適である。
When the slenderness ratio is defined as “L3 / D1”, in the
以上、エンドミル100は、所謂「右刃・右ねじれ角」を有するラジアスエンドミルである。「右刃(左刃)」とは、エンドミルを根元側からみたときに時計回り方向(反時計回り方向)に回転するエンドミルを指し、「右ねじれ角(左ねじれ角)」とは、エンドミルを根元側からみたときに各側面刃の周方向の位置が根元側から先端側に向けて時計回り方向(反時計回り方向)に移動する向きに、各側面刃が軸心方向に対して傾いている状態を指す。エンドミル100は、「左刃・左ねじれ角」を有するエンドミルであってもよい。
As described above, the
(材質)
鉄鋼材料等の硬度が比較的大きい被切削物を加工する場合では、エンドミル100は、高価ではあるが高速度鋼、超硬度材料等で構成されることが好適である。また、構造用炭素鋼、合金工具鋼等で構成されてもよい。これに対し、EVA樹脂(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)等の硬度が比較的小さい合成樹脂等で構成された被切削物を加工する場合では、エンドミル100は、高速度鋼・超硬度材料等よりも安価なマルエージング鋼等で構成され得る。
(Material)
In the case of machining a workpiece having a relatively high hardness such as a steel material, the
(エンドミルの製造方法)
エンドミル100は、砥石等を用いてエンドミルの構成材料を削り出して造形する所謂「削り出し」によって製造され得る。また、エンドミル100は、エンドミル100の三次元形状のデータ(3DCADデータ)に基づいて3Dプリンタを利用して造形・製造され得る。
(End mill manufacturing method)
The
(作用・効果)
以下、本発明の実施形態に係るエンドミル100の作用・効果について述べる。
(Action / Effect)
Hereinafter, the operation and effect of the
(1)エンドミル100では、各切れ刃10a(=側面刃11a+先端刃12a)の外面に、切れ刃10aの延在方向において異なる複数の位置に溝gがそれぞれ形成されている(図2及び図3を参照)。これにより、このような溝が形成されない場合と比べて、切り屑が細かく分断され得る。従って、切り屑が排出され易くなる。
(1) In the
(2)エンドミル100では、各側面刃11aの延在方向が、根元側からエンドミル100をみたときに側面刃11aの周方向の位置が根元側から先端側に向けてエンドミル100の回転方向に移動する向きに、軸心CLに対して傾いている(図2を参照)。これにより、切削時、切り屑を根元側へ(即ち、上方へ)持ち上げる力(切り屑のリフト作用)が働く。即ち、切り屑は、周方向に隣り合う側面刃11aの間にそれぞれ形成されている各凹部を、先端側から根元側に向けて移動していく。
(2) In the
加えて、刃部10の外面において周方向に隣り合う溝g同士を繋ぐ曲線を周方向においてエンドミル100の回転方向に順に繋げることによって根元側から先端側に移動する螺旋状の曲線が描かれるように、各切れ刃10aの延在方向における複数の溝gの位置が設定されている。これにより、切削時、エンドミル100の回転に伴って、第1の切れ刃10aの一部分(隣り合う溝gの間の部分)が被切削物の或る部位に接触した後にて前記第1の切れ刃10aの隣の第2の切れ刃10aの一部分(隣り合う溝gの間の部分)が被切削物の同じ部位に次に接触する場合、前記第2の切れ刃10aの一部分の軸方向位置が、前記第1の切れ刃10aの一部分に対して先端側に位置する。従って、切削時、切り屑が隣り合う側面刃11aの間に形成された前記各凹部を先端側から根元側に向けて移動する際、切り屑が根元側へ(即ち、上方へ)移動し易くなる。この結果、側面刃11aの切削に起因して発生する切り屑がより一層排出され易くなる。
In addition, a spiral curve that moves from the root side to the tip side is drawn by sequentially connecting the curves connecting the circumferentially adjacent grooves g on the outer surface of the
(3)エンドミル100では、先端側から刃部10の先端部12をみたとき、各先端刃12aは、径方向内側から径方向外側に向けて、周方向におけるエンドミル100の稼働時の回転方向と反対の方向に曲がりながら延びている(図3を参照)。この結果、周方向に隣り合う先端刃12aの間にそれぞれ形成されている各凹部も、径方向内側から径方向外側に向けて、周方向における前記反対の方向に曲がりながら延びている。これらの凹部は、切り屑が径方向内側から径方向外側に向けて移動する際の通り道になり得る。即ち、切り屑が移動する際の通り道が、径方向内側から径方向外側に向けて、周方向における前記反対の方向に曲がりながら延びている。従って、切削時、切り屑が前記各凹部を径方向内側から径方向外側に向けて移動する際、切り屑が径方向外側へ移動し易くなる。この結果、先端刃の切削に起因して発生する切り屑がより一層排出され易くなる。
(3) In the
(4)エンドミル100では、各溝gはV字状の溝となっている(図2及び図3を参照)。これにより、切れ刃10aの延在方向における溝gの幅を適切な範囲内に設定することによって、切削に寄与し得る切れ刃10aの延在方向の長さの合計を適切な範囲に調整し易く、且つ、「切り屑が細かく分断される作用」も適切に発揮され易くなる。即ち、切削の効率、及び、切り屑の排出性を共に良好に維持し易くなる。
(4) In the
(5)エンドミル100では、細長比(L3/D1、図1を参照)が2.0より大きく、且つ、各側面刃11aのねじれ角θ(図2を参照)が15°未満であり、且つ、切れ刃10aの個数が15より大きい(具体的には、16)。細長比が2.0より大きいと、刃部10が相当細長くなる。一般に、細長比が大きくなるにつれてエンドミル全体としての剛性が低下して、被切削物の切削面の粗さが悪化していく。この点、上記樹脂部材(EVA材料等)を加工する場合、金属等のような硬度が大きい材料を加工する場合と比べて、エンドミルに作用する切削抵抗が大幅に小さい。従って、上記樹脂部材を加工する場合、細長比が2.0より大きくても(従って、エンドミル100の剛性が低くても)、樹脂部材の切削面の粗さが良好に維持され得る。
(5) In the
加えて、ねじれ角θが非常に小さい。本発明者は、比較的薄い形状を有する樹脂部材(EVA樹脂等)の上面に所望の形状の凹部を切削加工する際にエンドミル100を使用することを考えている。この樹脂部材の上下方向の剛性は非常に小さい。従って、ねじれ角が比較的大きい(例えば、30°以上)エンドミルを使用してこの樹脂部材に加工を加えると、この樹脂部材に「ビビリ」が発生し易かった。これに対し、上述のようにねじれ角θが小さいエンドミル100を使用して上記樹脂部材に実際に加工を加えると、「ビビリ」が殆ど発生しなくなった。
In addition, the twist angle θ is very small. The present inventor considers using the
更には、切れ刃10aの個数が非常に多い。一般に、切れ刃の個数が多くなるにつれて、被切削物の切削面の粗さが良くなる一方で、切り屑の排出性が低下していく。この点、エンドミル100では、切り屑の排出性の低下については、上記溝gを多数形成することによって補償されている。従って、上記樹脂部材を加工する場合、切れ刃の個数が15より多くても、切り屑の排出性を低下させることなく、樹脂部材の切削面の粗さを良好に維持することができる。
Furthermore, the number of
(6)エンドミル100では、外径比(D2/D1、図1を参照)が0.7未満である。。外径比が0.7より小さいと、シャンク部20の外径D2が相当小さくなるので、エンドミル100全体としての剛性が低下して被切削物の切削面の粗さが悪化し易い。この点、上述のように、切削抵抗が小さい上記樹脂部材を加工する場合、シャンク部20の外径D2が小さくても(従って、エンドミル100の剛性が低くても)、上記樹脂部材の切削面の粗さが良好に維持され得る。
(6) In the
加えて、シャンク部20の外径D2が小さいと、チャック等の保持部材を小型化できる。従って、被切削物の上面に比較的深い凹部を切削加工する際、保持部材が凹部の側面と接触し難くなる。従って、エンドミル100によって加工される凹部の形状の自由度を高めることができる。
In addition, when the outer diameter D2 of the
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、刃部10とシャンク部20とは、おなじ材質で連続して(シームレスに)一体形成されているが、同じ材質又は異なる材質からなる刃部10とシャンク部20とが、ロウ付け等によって一体形成されていてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態は、先端が平坦で且つ先端の角部にR形状が施されたラジアスエンドミルであるが、先端が平坦で且つ先端の角部にR形状が施されていないフラットエンドミルであっても、先端が球状のボールエンドミルであってもよい。 The above embodiment is a radius end mill with a flat tip and an R shape at the corner of the tip, but is a flat end mill with a flat tip and no R shape at the corner of the tip. Alternatively, a ball end mill having a spherical tip may be used.
また、上記実施形態では、各溝gがV字状の溝となっているが(図2及び図3を参照)、各溝gは、U字状の溝であっても、半円状の溝であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although each groove | channel g is a V-shaped groove | channel (refer FIG.2 and FIG.3), each groove | channel g is a semicircle shape even if it is a U-shaped groove | channel. It may be a groove.
10…刃部、10a…切れ刃、11…側面部、11a…側面刃、12…先端部、12a…先端刃、12aa…平坦部、12ab…コーナー部、20…シャンク部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記刃部における前記先端部と反対の根元側に前記刃部と同軸的に配置されたシャンク部と、
を備えたエンドミルであって、
前記エンドミルの軸方向先端側から前記エンドミルをみたとき、前記各側面刃について、前記側面刃の根元側端と先端側端との間の周方向のずれに相当する角度が90°以下となるように、前記エンドミルの軸線と前記各側面刃の延在方向とのなす角であるねじれ角が設定され、
前記各切れ刃の外面には、前記切れ刃の延在方向において異なる複数の位置に溝がそれぞれ形成された、エンドミル。 A blade portion provided with a plurality of cutting blades in the circumferential direction, the tip blade formed on the tip portion, and a side blade formed on the side surface portion and continuously extending from the tip blade;
A shank portion disposed coaxially with the blade portion on a base side opposite to the tip portion of the blade portion;
An end mill comprising:
When the end mill is viewed from the tip end side in the axial direction of the end mill, the angle corresponding to the circumferential shift between the root side end and the tip end of the side blade is 90 ° or less for each side blade. A twist angle that is an angle formed by the axis of the end mill and the extending direction of the side blades is set,
An end mill in which grooves are formed on the outer surface of each cutting edge at a plurality of different positions in the extending direction of the cutting edge.
前記各側面刃の延在方向は、前記エンドミルの軸方向根元側から前記エンドミルをみたときに前記側面刃の周方向の位置が前記軸方向根元側から前記軸方向先端側に向けて前記エンドミルの回転方向に移動する向きに、前記エンドミルの軸線に対して傾いており、
前記刃部の外面において周方向に隣り合う前記溝同士を繋ぐ曲線を周方向において前記エンドミルの回転方向に順に繋げることによって前記軸方向先端側から前記軸方向根元側に移動する螺旋状の曲線が描かれるように、前記各切れ刃の延在方向における前記複数の溝の位置が設定された、エンドミル。 The end mill according to claim 1,
The extending direction of each side blade is such that when the end mill is viewed from the axial base side of the end mill, the circumferential position of the side blade is from the axial base side toward the axial tip side of the end mill. Inclined with respect to the axis of the end mill in the direction of movement in the rotational direction,
A spiral curve that moves from the tip end side in the axial direction to the base side in the axial direction by sequentially connecting the curves that connect the grooves adjacent in the circumferential direction on the outer surface of the blade portion in the circumferential direction in the rotational direction of the end mill. As depicted, an end mill in which positions of the plurality of grooves in the extending direction of the cutting edges are set.
前記エンドミルの軸方向先端側から前記刃部の前記先端部をみたとき、前記各先端刃が、径方向内側から径方向外側に向けて、周方向における前記エンドミルの稼働時の回転方向と反対の方向に曲がりながら延びている、エンドミル。 The end mill according to claim 2, wherein
When the tip portion of the blade portion is viewed from the tip end side in the axial direction of the end mill, each tip blade is opposite from the rotational direction when the end mill is operated in the circumferential direction from the radially inner side to the radially outer side. An end mill that extends while turning in the direction.
前記各溝はV字状の溝である、エンドミル。 In the end mill according to any one of claims 1 to 3,
Each groove is an end mill, which is a V-shaped groove.
前記刃部の外径に対する前記側面刃の前記軸方向の長さの割合が2.0より大きく、且つ、前記各側面刃のねじれ角が15°未満であり、前記切れ刃の個数が15より大きい、エンドミル。 In the end mill according to any one of claims 1 to 4,
The ratio of the axial length of the side blades to the outer diameter of the blade portion is greater than 2.0, the twist angle of each side blade is less than 15 °, and the number of cutting blades is from 15 Big end mill.
前記刃部の外径に対する前記シャンク部の外径の割合が0.7未満である、エンドミル。 In the end mill according to any one of claims 1 to 5,
The end mill wherein the ratio of the outer diameter of the shank portion to the outer diameter of the blade portion is less than 0.7.
前記エンドミルの軸方向と直角の横方向から前記刃部をみたとき、前記先端刃が、平坦な先端面に対応する平坦部と、前記先端面と前記側面部の外周面とを繋げる円弧状のコーナー部と、を備えたラジアスエンドミルである、エンドミル。 In the end mill according to any one of claims 1 to 6,
When the blade portion is viewed from a lateral direction perpendicular to the axial direction of the end mill, the tip blade has an arc shape connecting the flat portion corresponding to the flat tip surface and the tip surface and the outer peripheral surface of the side surface portion. An end mill which is a radius end mill having a corner portion.
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CN110421202A (en) * | 2019-08-26 | 2019-11-08 | 汇专绿色工具有限公司 | A kind of cutting tool and its cutter head structure |
WO2021046864A1 (en) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | 汇专科技集团股份有限公司 | Cutting tool and tool bit structure thereof |
JP7112584B2 (en) | 2018-09-25 | 2022-08-03 | 匯専科技集團股▲フン▼有限公司 | Diamond cutting tools for hard brittle and difficult-to-cut materials |
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- 2015-07-15 JP JP2015140935A patent/JP2017019083A/en active Pending
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