JP2017074636A - クーラント穴付きエンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】クーラント穴の形成が容易で、再研磨による切刃とクーラント穴の開口部との位相の変化がなく、クーラントを確実に切刃や切削部位に効率的に供給するとともに、切屑を円滑に排出することが可能なクーラント穴付きエンドミルを提供する。
【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるエンドミル本体１の先端部外周に後端側に向けて延びる切屑排出溝４が形成され、切屑排出溝４のエンドミル回転方向を向く壁面の外周縁に切刃５が形成され、エンドミル本体１には軸線Ｏに沿って貫通するクーラント穴６が形成され、クーラント穴６には、クーラント穴６の開口部の内径よりも大きな外径の被覆部７ａを有する被覆部材７が着脱可能に取り付けられ、被覆部材７の被覆部７ａとエンドミル本体１の先端部との間に、クーラント穴６に連通するとともに切屑排出溝４に開口するクーラント排出路６ａが形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に切刃が形成されるとともに、エンドミル本体にはクーラント穴が形成されたクーラント穴付きエンドミルに関するものである。

このようなクーラント穴付きエンドミルとして、例えば特許文献１、２には、エンドミル本体の先端部外周に、このエンドミル本体の軸線回りに螺旋状に捩れる切屑排出溝および切刃が形成されるとともに、エンドミル本体内にはこれら切屑排出溝および切刃の捩れに合わせて捩れるクーラント穴が形成されたボールエンドミルが提案されている。なお、特許文献１には従来技術として、エンドミル本体の軸線に沿って先端側に延びたクーラント穴が先端部でＶ字状に分岐してエンドミル本体先端部に開口したボールエンドミルも記載されている。さらに、特許文献３には、ボール刃のノーズ部分に略Ｖ字状にノッチ部を設け、このノッチ部が設けられたボールエンドミルの先端部の回転中心、および／またはボール刃の逃げ面あるいは背面に開口するクーラント穴を設けたボールエンドミルが提案されている。

実用新案登録第３０２５３８３号公報 特開平８−３１８４１９号公報 特開平１１−２１６６０８号公報

しかしながら、これらのクーラント穴付きエンドミルでは、いずれもクーラントがクーラント穴からエンドミル本体の先端側に排出されることになるため、例えば金型の切削加工において切削に用いられる切刃部分から離れた位置にクーラント穴が開口していると、上記切刃部分や該切刃部分による被削材の切削部位にクーラントを効率的に供給したり、切削によって生成された切屑を、切屑排出溝を通して円滑に排出することが困難となったりするおそれがある。

また、特許文献１に従来例として記載されたクーラント穴付きボールエンドミルでは、切刃を再研磨すると再研磨後の切刃とクーラント穴の開口部との位相が再研磨前と異なるものとなる。さらに、特許文献１、２に記載された捩れたクーラント穴を有するボールエンドミルでは、再研磨後の位相の変化は防ぐことができるものの、捩れたクーラント穴を形成すること自体が難しい。

本発明は、このような背景の下になされたもので、クーラント穴の形成が容易で、また再研磨による切刃とクーラント穴の開口部との位相の変化を防ぐことができ、しかもクーラント穴から排出されるクーラントを切削に使用される切刃部分に関わらず確実に切屑排出溝内に案内して該切刃部分や切削部位に効率的に供給するとともに、切屑を円滑に排出することが可能なクーラント穴付きエンドミルを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面の外周縁に切刃が形成されており、上記エンドミル本体には上記軸線に沿って貫通するクーラント穴が形成されていて、このクーラント穴には、該クーラント穴の開口部の内径よりも大きな外径の被覆部を有する被覆部材が着脱可能に取り付けられ、この被覆部材の上記被覆部と上記エンドミル本体の先端部との間に、上記クーラント穴に連通するとともに上記切屑排出溝に開口するクーラント排出路が形成されていることを特徴とする。

このように構成されたクーラント穴付きエンドミルにおいて、エンドミル本体の後端側からクーラント穴内に供給されたクーラントは、軸線に沿って形成されたクーラント穴を通ってエンドミル本体の先端部に送給される。そして、この先端部においてクーラント穴の開口部には、クーラント穴の内径よりも大きな外径の被覆部を有する被覆部材が取り付けられていて上記開口部が被覆されているので、送給されたクーラントは上記被覆部の後端面に当たって後端外周側に跳ね返り、クーラント排出路を介して切屑排出溝内に排出される。

このため、上記構成のクーラント穴付きエンドミルによれば、切削に使用される切刃部分に関わらず、切屑排出溝に沿ってクーラントを排出して該切刃部分や被削材の切削部位に効率的にクーラントを供給することができ、これら切刃部分や切削部位の確実な冷却や潤滑を図るとともに、切屑排出溝内に流れ込んだ切屑を円滑に排出することができる。また、クーラント穴はエンドミル本体の軸線に沿って延びているので形成が容易である。さらに、被覆部材は着脱可能であるので、切刃の再研磨の際には取り外せばよく、しかも切刃を再研磨してもクーラント排出路と切刃の位相が変化することもない。

ところで、特許文献３にもクーラント穴がエンドミル本体の軸線に沿って延びているボールエンドミルが記載されているが、この特許文献３に記載されたクーラント穴付きボールエンドミルでは、上記ノッチ部が設けられたボールエンドミルの先端部の回転中心にクーラント穴が開口しているため、この回転中心部分は、エンドミル本体の軸線上に中心を有する半球状をなすボールエンドミルの底刃（ボール刃）の軸線回りの回転軌跡に対して凹んだ形状となる。ところが、そのようなボールエンドミルでは、工作機械の機上において、ＮＣプログラムで制御する基準となるボールエンドミルの球形状の先端位置を測定することが困難であり、特別な装置を用いてこの回転中心部分の位置を測定して、その結果を基準にボールエンドミルの球形状の先端位置を求める必要がある。

そこで、当該クーラント穴付きエンドミルがボールエンドミルである場合、すなわち上記切刃が、上記エンドミル本体の先端における中央部を除いた上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有する半球状の底刃を備えている場合には、上記被覆部材を、上記クーラント穴に取り付けた状態で、上記被覆部の先端面が、上記底刃の回転軌跡がなす半球に沿った球面状となるように形成することにより、この被覆部の先端面の軸線上における中心位置を測定することによって、これを基準に切削加工時のボールエンドミルの送りや切り込みを容易に制御することが可能となる。

また、このような被覆部材をエンドミル本体に着脱可能に取り付けるには、上記被覆部材に、上記クーラント穴の内径よりも外径が小さい軸部を備えるとともに、この軸部の少なくとも後端部には雄ネジ部を形成して、上記エンドミル本体の後端部において上記雄ネジ部がねじ込まれるナット部材により、上記被覆部材を上記エンドミル本体に取り付ければよい。そして、このナット部材に、上記クーラント穴にクーラントを供給するクーラント供給路を形成することにより、このクーラント供給孔からクーラント穴と軸部の間を通してクーラントをエンドミル本体先端側に確実に送給することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、クーラント穴を容易にエンドミル本体に形成することができるとともに、切刃の再研磨を行ってもクーラント排出路と切刃の位相が変化することがなく、そして切削に使用される切刃部分や被削材の切削部位の確実な冷却、潤滑および切屑の円滑な排出を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態の側面図である。 図１に示す実施形態を軸線方向先端側から見た正面図である。 図１に示す実施形態を軸線方向後端側から見た背面図である。 図１に示す実施形態の軸線に沿った断面図である。 図１に示す実施形態に用いられる被覆部材の斜視図である。 図６に示す被覆部材の側面図である。

図１ないし図７は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、エンドミル本体１は、超硬合金等の硬質材料により軸線Ｏを中心とした外形略円柱状に形成され、その後端部（図２における右側部分）は円柱状のままのシャンク部２とされるとともに、先端部（図２における左側部分）は切刃部３とされる。このようなクーラント穴付きエンドミルは、上記シャンク部２が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔに回転されつつ、該軸線Ｏに交差する方向に送り出されて上記切刃部３により被削材を切削加工する。

切刃部３の外周には、その先端から後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔとは反対側に向けて捩れる複数条（本実施形態では６条）の切屑排出溝４が、周方向に等間隔に形成されている。また、これらの切屑排出溝４の先端部には、先端側に向かうに従いエンドミル本体１の内周側に向かうように凹溝状のギャッシュ４ａが形成されており、これらのギャッシュ４ａと切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面の外周縁には、切刃５が形成されている。従って、これらの切刃５もエンドミル本体１の後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔとは反対側に向けて捩れるように形成される。

これらの切刃５のうち、ギャッシュ４ａのエンドミル回転方向Ｔを向く壁面の外周縁に形成された部分は底刃５ａとされ、各ギャッシュ４ａの底刃５ａは、その軸線Ｏ回りの回転軌跡が、エンドミル本体１の先端の中央部を除いて、軸線Ｏ上に中心を有する１つの半球状をなすように形成されている。すなわち、本実施形態のクーラント穴付きエンドミルはボールエンドミルである。また、これらの底刃５ａから後端側に延びる切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面の外周縁に形成された切刃５部分は、軸線Ｏ回りの回転軌跡が、底刃５ａの回転軌跡の上記半球に接する軸線Ｏを中心とした１つの円筒面をなす外周刃５ｂとされている。

さらに、エンドミル本体１の切刃部３の先端中央部は、図５に示すように軸線Ｏに直交する平坦な切欠面３ａによって切り欠かれており、この切欠面３ａの中央には、エンドミル本体１の後端面から軸線Ｏに沿って先端側に延びるように穿設されたクーラント穴６が開口している。また、各ギャッシュ４ａの先端内周部は、このクーラント穴６の切欠面３ａへの開口部に交差して該クーラント穴６と連通しており、本実施形態におけるクーラント排出路６ａを形成している。

そして、このクーラント穴６には、該クーラント穴６の先端側の上記切欠面３ａにおける開口部の内径よりも大きな外径の被覆部７ａを有する被覆部材７が着脱可能に取り付けられている。この被覆部材７は、上述のような外径の円板状の上記被覆部７ａと、この被覆部７ａの後端面の中央から後端側に延びる被覆部７ａより小径の軸部７ｂとが、エンドミル本体１を形成する超硬合金等よりは硬度の低い例えば鋼材等によって一体に形成された構成とされている。

ここで、被覆部７ａの上記外径は切欠面３ａの外径と等しくなるように設定され、被覆部７ａの後端面は軸部７ｂに垂直な平面とされている。これに対して、被覆部７ａの先端面は、軸部７ｂをエンドミル本体１の軸線Ｏと同軸に沿わせるようにクーラント穴６に挿入するとともに被覆部７ａの後端面を切欠面３ａに密着させて被覆部材７をクーラント穴６に取り付けた状態で、切刃５の底刃５ａの回転軌跡がなす上記半球に沿った球面状に形成されている。

一方、被覆部材７の軸部７ｂは、クーラント穴６の内径よりも小さな外径で、エンドミル本体１の後端面から切欠面３ａまでの長さよりも長い細長円柱状に形成されている。従って、上述のようにして被覆部材７をクーラント穴６に取り付けた状態で、軸部７ｂの後端部はエンドミル本体１の後端面から突出することになり、この後端部には雄ネジ部７ｃが形成されていて、この雄ネジ部７ｃがナット部材８の雌ネジ部にねじ込まれることにより、被覆部材７はクーラント穴６に着脱可能に取り付けられる。

さらに、この雄ネジ部７ｃが形成された軸部７ｂの後端部には切欠部７ｄが形成されている。この切欠部７ｄは、軸線Ｏに平行な平面によって軸部７ｂの後端部外周を切り欠いたものであって、本実施形態では互いに平行な２つの上記平面によって２つの切欠部７ｄが軸部７ｂの後端から先端側に雄ネジ部７ｃが形成された範囲を超えて形成されている。従って、ナット部材８の雌ネジ部の内周には、この切欠部７ｄによってクーラント穴６に連通する２つの流路が形成されることになり、これらの流路が本実施形態におけるクーラント供給路６ｂとされている。

このようなクーラント穴付きエンドミルにおいては、切削加工時にシャンク部２を把持する工作機械の主軸から上記クーラント供給路６ｂに切削油剤やミスト、圧縮空気等のクーラントが供給され、このクーラントは、クーラント穴６内における被覆部材７の軸部７ｂとの間を通ってエンドミル本体１の先端側に送給される。そして、このように先端側に送給されたクーラントは、被覆部材７先端の被覆部７ａの後端面に当たって跳ね返り、上記クーラント排出路６ａから切屑排出溝４のギャッシュ４ａに排出され、切刃５の底刃５ａや外周刃５ｂに供給されつつ、切屑排出溝４内をエンドミル本体１の後端側へと流れ出る。

従って、上記構成のクーラント穴付きエンドミルによれば、切刃５のどの部分が切削に使用されるかに関わらず、ギャッシュ４ａから切屑排出溝４に沿ってクーラントを排出して使用される部分の切刃５や被削材の切削部位に効率的にクーラントを供給することができ、これら切刃５部分や切削部位の確実な冷却や潤滑を図ることができる。また、切屑排出溝４を流れるクーラントによって切屑を円滑に排出することも可能となる。

さらに、このようなクーラント穴６を形成するには、例えば本実施形態のようにエンドミル本体１が超硬合金等の焼結合金である場合には、エンドミル本体１を製造する際の円柱状の圧粉体をプレス成形する際に、軸線Ｏに沿うようにピンをプレス成形金型に配設しておけばよく、捩れたクーラント穴を形成するのに比べて容易である。また、底刃５ａを再研磨しても、クーラント排出路６ａと切刃５の位相が変化することはなく、確実に切刃５にクーラントを供給することができる。なお、被覆部材７はナット部材８によって着脱可能であるので、再研磨の際には取り外しておけばよい。

また、クーラント穴付きボールエンドミルである本実施形態では、この被覆部材７先端の被覆部７ａの先端面が、被覆部材７がクーラント穴６に取り付けられた状態で、底刃５ａの軸線Ｏ回りの回転軌跡がなす半球に沿った球面状となるように形成されており、すなわち底刃５ａの先端を内周側に延長した形状とされている。従って、工作機械の機上においてこの先端面の軸線Ｏ上における中心位置を測定することにより、その測定結果を基準として切削加工時のボールエンドミルの送りや切り込みを制御することができ、正確な切削加工を行うことが可能となる。

ただし、本実施形態では、このようにクーラント穴付きボールエンドミルに本発明を適用した場合について説明したが、例えば切刃が、軸線Ｏに略垂直な方向に延びる底刃と、この底刃の外周端に連なって軸線Ｏ回りの回転軌跡が軸線Ｏを中心とする円筒面状をなす外周刃とから構成されたスクエアエンドミルや、これら底刃と外周刃が交差するコーナ部に円弧状のコーナ刃が形成されたラジアスエンドミルに本発明を適用することも可能である。これらの場合には、クーラント穴６の先端部を後端側よりも一段大径としておいて、この大径部分に被覆部材７の被覆部７ａを収容することにより被覆部７ａが底刃よりも突出しないようにすればよい。

さらに、本実施形態では、被覆部材７にクーラント穴６の内径よりも外径が小さい軸部７ｂを備えるとともに、この軸部７ｂの後端部に雄ネジ部７ｃを形成し、エンドミル本体１の後端部においてこの雄ネジ部７ｃをナット部材８の雌ネジ部にねじ込むことにより、被覆部材７をエンドミル本体１のクーラント穴６に着脱可能に取り付けている。

そして、この軸部７ｂの後端部には切欠部７ｄが形成されていて、この切欠部７ｄによってクーラント穴６にクーラントを供給するクーラント供給路６ｂがナット部材８に形成されているので、このクーラント供給路６ｂからクーラント穴６と軸部７ｂの間を通してエンドミル本体１先端側のクーラント排出路６ａにクーラントを確実に送給することができる。

ただし、このように被覆部材７の切欠部７ｄによってクーラント供給路６ｂを形成するほかにも、例えばエンドミル本体１の後端面に密着するナット部材８の先端面に、ナット部材８の外周から雌ネジ部に達する凹溝を形成し、この凹溝を介してクーラント穴６内の雄ネジ部７ｃとの間にクーラントを供給するようにしてもよい。また、雄ネジ部７ｃは少なくとも軸部７ｂの後端部に形成されていればよく、例えば軸部７ｂの全長に亙って形成されていてもよい。

また、ナット部材８を用いて被覆部材７を取り付けるほかにも、例えば軸部７ｂを上記実施形態よりも短く、かつクーラント穴６の内径よりも僅かに大径に形成するとともに、その外周面に軸線Ｏ方向に延びる溝を形成しておいて、エンドミル本体１よりも硬度の低い被覆部材７の上記軸部７ｂをクーラント穴６の先端部に圧入するようにして着脱可能に取り付けるとともに、上記溝を切屑排出溝４のギャッシュ４ａに開口させてクーラント排出路６ａとしてもよい。

１ エンドミル本体
２ シャンク部
３ 切刃部
３ａ 切欠面
４ 切屑排出溝
４ａ ギャッシュ
５ 切刃
５ａ 底刃
５ｂ 外周刃
６ クーラント穴
６ａ クーラント排出路
６ｂ クーラント供給路
７ 被覆部材
７ａ 被覆部
７ｂ 軸部
７ｃ 雄ネジ部
７ｄ 切欠部
８ ナット部材
Ｏ エンドミル本体１の軸線
Ｔ エンドミル回転方向

Claims (3)

1. 軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面の外周縁に切刃が形成されており、上記エンドミル本体には上記軸線に沿って貫通するクーラント穴が形成されていて、このクーラント穴には、該クーラント穴の先端側の開口部の内径よりも大きな外径の被覆部を有する被覆部材が着脱可能に取り付けられ、この被覆部材の上記被覆部と上記エンドミル本体の先端部との間に、上記クーラント穴に連通するとともに上記切屑排出溝に開口するクーラント排出路が形成されていることを特徴とするクーラント穴付きエンドミル。
2. 上記切刃は、上記エンドミル本体の先端における中央部を除いた上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有する半球状の底刃を備えており、上記被覆部材は、上記クーラント穴の先端部に取り付けられた状態で、上記被覆部の先端面が、上記底刃の回転軌跡がなす半球に沿った球面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクーラント穴付きエンドミル。
3. 上記被覆部材は、上記クーラント穴の内径よりも外径が小さい軸部を備えているとともに、この軸部の少なくとも後端部には雄ネジ部が形成されていて、上記エンドミル本体の後端部において上記雄ネジ部がねじ込まれるナット部材により、上記被覆部材が上記エンドミル本体に取り付けられており、上記ナット部材には上記クーラント穴にクーラントを供給するクーラント供給路が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクーラント穴付きエンドミル。

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