JP2017159380A - ラジアスエンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】コーナ刃や外周刃によって生成された切屑の流出を確実に制御することができるとともに、湿式切削においてコーナ刃や外周刃の十分な冷却や潤滑を図る。【解決手段】軸線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延びる切屑排出溝４が形成されていて、この切屑排出溝４のエンドミル回転方向を向く壁面の外周側辺稜部には、この壁面にすくい面を有する外周刃６が形成されるとともに、先端側辺稜部には底刃７が形成され、これら外周刃６と底刃７が交差するコーナ部には凸曲線状のコーナ刃８が形成されており、このコーナ刃８と外周刃６は滑らかに連続し、これらコーナ刃８と外周刃６の内側のすくい面には、コーナ刃８と外周刃６に並行して延びる複数の筋目１１がつけられている。【選択図】図５

Description

本発明は、エンドミル本体の先端部外周に形成された切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面の外周側辺稜部には該壁面をすくい面とする外周刃が、先端側辺稜部には底刃が形成されるとともに、これら外周刃と底刃とが交差するコーナ部には凸曲線状のコーナ刃が形成されたラジアスエンドミルに関するものである。

このようなラジアスエンドミルとして、例えば特許文献１には、軸線回りに回転されるエンドミル本体に底刃と略円弧状のコーナ刃とが形成され、底刃のすくい面とコーナ刃のすくい面とが滑らかに連続する一つの曲面として形成されるとともに、これら底刃のすくい面の内縁とコーナ刃のすくい面の内縁とが滑らかに連続する一つの凸曲線として形成されているものが記載されている。また、この特許文献１には、外周刃の先端部のすくい面もコーナ刃および底刃のすくい面と滑らかに連続させることも記載されている。

特開２０１０−２２１３９７号公報

しかしながら、単にコーナ刃や外周刃のすくい面を滑らかに連続させただけでは、これらコーナ刃や外周刃によって生成された切屑の流出を確実に制御することは難しく、加工条件等によっては切屑が予期せぬ方向に流出して被削材の加工面を傷つけ、加工面精度を損なうおそれがある。また、コーナ刃と外周刃のすくい面が滑らかに連続する凸曲面であると、切屑離れが良くなって切屑排出性には優れるが、切削油剤等のクーラントを供給する湿式切削ではクーラントもすくい面から離れて拡散し易くなり、コーナ刃や外周刃の十分な冷却や潤滑を図ることが困難となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、特にコーナ刃や外周刃によって生成された切屑の流出を確実に制御することができるとともに、湿式切削においてコーナ刃や外周刃の十分な冷却や潤滑を図ることが可能なラジアス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延びる切屑排出溝が形成されていて、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側辺稜部には該壁面にすくい面を有する外周刃が形成されるとともに、先端側辺稜部には底刃が形成され、これら外周刃と底刃が交差するコーナ部には凸曲線状のコーナ刃が形成されており、このコーナ刃と上記外周刃は滑らかに連続しているとともに、これらコーナ刃と外周刃の内側の上記すくい面には、該コーナ刃と外周刃に並行して延びる複数の筋目がつけられていることを特徴とする。

このように構成されたラジアスエンドミルでは、滑らかに連続するコーナ刃と外周刃の内側のすくい面に、これらコーナ刃と外周刃に並行して延びる複数の筋目がつけられており、コーナ刃と外周刃によって生成された切屑は、複数の筋目により抵抗を受けることが少ない方向、すなわち筋目に沿ってコーナ刃から外周刃が延びる方向に案内されてゆく。従って、切屑の流出を、外周刃および切屑排出溝が延びるエンドミル本体の後端側に向けて確実に制御して排出することが可能となり、被削材の加工面が切屑によって傷つけられるのを防ぐことができる。

また、このような複数の筋目が形成されることにより、湿式切削の場合に供給される切削油剤等のクーラントは、この複数の筋目の谷の部分に保持される。そして、こうして保持されたクーラントは、コーナ刃および外周刃のすくい面と切屑との間に介在しながら、切屑とともに筋目に沿ってコーナ刃から外周刃が延びる方向に流れてゆくので、上記構成のラジアスエンドミルによれば、コーナ刃や外周刃を確実かつ十分に冷却、潤滑することができる。

ここで、上記複数の筋目の粗さは、上記コーナ刃と外周刃に垂直な方向の複数の筋目による上記すくい面の表面粗さとして、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３における最大高さ粗さＲｚにおいて０．４μｍ〜４．０μｍの範囲内とされるのが望ましい。複数の筋目による粗さがこれよりも小さいと切屑の流出制御やクーラントの保持が困難となるおそれがあり、逆に粗さがこれよりも大きいと切削抵抗の増大を招くおそれがある。

また、上記切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面に上記コーナ刃と外周刃に沿って延びる凹溝を形成し、この凹溝の底面を上記コーナ刃と外周刃のすくい面とするとともに、この凹溝の底面に上記複数の筋目をつけることにより、コーナ刃と外周刃によって生成された切屑を凹溝によっても案内してエンドミル本体の後端側に確実に排出することができるとともに、この凹溝内にクーラントを保持して複数の筋目の谷部に十分に行き渡らせ、凹溝が沿うコーナ刃や外周刃を一層効率的に冷却、潤滑することができる。さらに、上記コーナ刃に直交する断面における該コーナ刃のすくい角を一定とすることにより、コーナ刃の使用部位に関わらずに切削状態を均一にして安定した切削加工を促すことが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、コーナ刃および外周刃によって生成された切屑の流出を確実に制御して切屑排出性の向上を図り、被削材の加工面精度が損なわれるのを防ぐことができるとともに、コーナ刃や外周刃の十分な冷却、潤滑を促して安定した切削加工を行うことが可能となる。

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に示す実施形態の正面図である。 図１に示す実施形態の（ａ）コーナ刃と外周刃の軸線回りの回転軌跡の投影図、（ｂ）図（ａ）においてθ＝０°の位置のＺＺ断面図、（ｃ）図（ａ）においてθ＝１０°の位置のＺＺ断面図、（ｄ）図（ａ）においてθ＝４５°の位置のＺＺ断面図、（ｅ）図（ａ）においてθ＝９０°の位置のＺＺ断面図である。 図１に示す実施形態の先端部の拡大斜視図である。

図１ないし図５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外形が軸線Ｏを中心とした円柱状に形成され、その後端部（図１において右上側部分。図２においては右側部分）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１においては左下側部分。図２においては左側部分）は切刃部３とされている。このようなラジアスエンドミルは、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、切刃部３によって金型のような被削物に切削加工を行う。

切刃部３の外周には、その先端から後端側に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔとは反対側に捩れる複数条（本実施形態では４条）の切屑排出溝４が周方向に間隔をあけて形成されている。また、これらの切屑排出溝４の先端部には、切刃部３の先端面を内周側に切り欠くようにして凹溝状のギャッシュ５が形成されている。

切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面の外周側辺稜部には、この壁面にすくい面を有して切屑排出溝４と同様に捩れる外周刃６が形成されるとともに、上記壁面の先端側辺稜部であるギャッシュ５のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面の先端側辺稜部には、この壁面をすくい面とする略直線状の底刃７が形成されている。さらに、これら外周刃６と底刃７とが交差するコーナ部には、凸曲線状のコーナ刃８が形成されている。このコーナ刃８も、底刃７に連なる内周端から外周刃６に連なる外周端に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔとは反対側に捩れている。

外周刃６は、軸線Ｏ回りの回転軌跡が該軸線Ｏを中心とする円筒面状となるように形成されており、この軸線Ｏ回りの回転軌跡を軸線Ｏに沿った平面に投影した投影図においては図４（ａ）に示すように軸線Ｏに平行な直線状をなしている。また、底刃７は、軸線Ｏに垂直な平面上に延びるか、あるいはエンドミル本体１の内周側に向かうに従い僅かに後端側に向かうように延びている。さらに、コーナ刃８は、上記投影図において略１／４円弧状をなしていて、外周刃６と底刃７に滑らかに連続するように形成されている。

また、切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く上記壁面のうち、コーナ刃８と外周刃６の内側には、これらコーナ刃８と外周刃６に沿って延びる凹溝９が形成されており、本実施形態では、この凹溝９の底面に、コーナ刃８と外周刃６に連なる上記すくい面が形成される。この凹溝９の底面は、コーナ刃８と外周刃６に直交する断面において図４（ｂ）〜（ｅ）に示すように、コーナ刃８と外周刃６から離間するに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に直線状に後退した後、凹曲線状をなして切れ上がっており、凹溝９の幅は略一定で、コーナ刃８から外周刃６に亙って滑らかに連続している。なお、コーナ刃８と外周刃６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側に連なる逃げ面１０も、本実施形態では滑らかに連続している。

さらに、上記図４（ｂ）〜（ｅ）は、図４（ａ）に示したコーナ刃８の回転軌跡の投影図において、コーナ刃８の中心Ｃを通り軸線Ｏに平行な直線Ｌに対し、同じくコーナ刃８の中心Ｃを通る直線Ｍがなす開き角θが０°、１０°、４５°、および９０°の位置での該直線Ｍとコーナ刃８との交点におけるコーナ刃８に直交する断面図であるが、これら図４（ｂ）〜（ｅ）に示すように、この凹溝９の底面によるコーナ刃８のすくい角αは正角で一定である。また、外周刃６に直交する断面における該外周刃６のすくい角αも、このコーナ刃８のすくい角αと等しい。

そして、本実施形態では、これらコーナ刃８と外周刃６のすくい面とされる凹溝９の底面に、図５に示すようにコーナ刃８と外周刃６に並行して延びる複数（多数）の筋目１１がつけられている。この複数の筋目１１は、コーナ刃８と外周刃６に垂直な方向に向けて極細かく凹凸する谷の谷底線と山の稜線とがコーナ刃８と外周刃６に沿って延びることにより形成されたものであり、この複数の筋目１１による上記すくい面のコーナ刃８と外周刃６に垂直な方向の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３における最大高さ粗さＲｚにおいて０．４μｍ〜４．０μｍの範囲内とされている。

このような複数の筋目１１は、例えば凹溝９を形成する際に、比較的粗い砥粒を固着した砥石を用いて、この砥石を回転しつつ、その回転軸線がすくい面に対向する方向から見てコーナ刃８と外周刃６に垂直なるようにしながら、コーナ刃８と外周刃６に並行するように送りを与えて研削加工を施すことにより形成することができる。従って、複数の筋目１１は凹溝９の底面のうち断面が直線状に後退する部分だけに形成されていてもよく、また個々の筋目１１はコーナ刃８と外周刃６に並行する方向に短い長さで所々途切れていたり、所々ずれていたりしてもよい。

なお、底刃７のすくい面とされるギャッシュ５のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面にはこのような筋目１１はつけられておらず、この壁面の底刃７に垂直な方向の表面粗さは、筋目１１によるコーナ刃８と外周刃６に垂直な方向のすくい面の上記表面粗さよりも滑らかである。また、この底刃７に直交する断面における該底刃７のすくい角は、凹溝９が形成されていない分だけ、コーナ刃８と外周刃６の上記すくい角αよりも負角側に大きくなる。

このような構成のラジアスエンドミルにおいては、コーナ刃８と外周刃６によって生成された切屑は、そのすくい面である凹溝９の底面につけられた複数の筋目１１による抵抗が少ない方向、すなわち筋目１１に沿ってコーナ刃８から外周刃６に並行する方向に案内されるように流出方向が制御される。このため、切屑を確実にコーナ刃８および外周刃６からエンドミル本体１の後端側に排出することができ、切屑によって被削物の加工面が傷つけられるのを防いで優れた加工面精度を得ることができる。

また、複数の筋目１１は、上述のようにコーナ刃８と外周刃６に垂直な方向に向けて極細かく凹凸する谷の谷底線と山の稜線とがコーナ刃８と外周刃６に並行して延びたものであるので、湿式切削の場合には、この複数の筋目１１の谷の部分に切削油剤等のクーラントを保持することができる。そして、このように保持されたクーラントは、上述のようにエンドミル本体１の後端側に排出される切屑とともに流れ、その後には新たなクーラントが供給されて保持されるので、コーナ刃８や外周刃６をその刃先近くで十分に冷却、潤滑することができ、安定的かつ効率的な切削加工を行うことが可能となる。

特に、本実施形態では、この複数の筋目１１が、切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面に形成されたコーナ刃８と外周刃６に沿って延びる凹溝９の底面に形成され、この底面がコーナ刃８と外周刃６のすくい面とされている。このため、コーナ刃８と外周刃６によって生成された切屑を、この凹溝９によっても案内してエンドミル本体１の後端側に確実に排出することができるとともに、凹溝９内に保持されたより多くのクーラントによってさらに十分にコーナ刃８や外周刃６の冷却、潤滑を図ることができる。

また、本実施形態では、上記複数の筋目１１の粗さが、コーナ刃８と外周刃６に垂直な方向の筋目１１によるすくい面の表面粗さとして、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３における最大高さ粗さＲｚにおいて０．４μｍ〜４．０μｍの範囲内とされており、これによっても確実な切屑流出の制御とコーナ刃８および外周刃６の冷却、潤滑を図りつつ、必要以上に切削抵抗が増大するのを防ぐことができる。すなわち、複数の筋目１１によるすくい面の上記表面粗さがＲｚ０．４μｍよりも小さいと切屑の流出制御やクーラントの保持が困難となるおそれがあり、逆に上記表面粗さがＲｚ４．０μｍよりも大きいと複数の筋目１１の山の部分が切屑に食い込んで切削抵抗の増大を招くおそれがある。

さらに、本実施形態では、コーナ刃８に直交する断面におけるすくい角αがコーナ刃８の全長に亙って一定とされており、コーナ刃８のどの部分が切削に使用されても安定した切削状態を維持することができる。しかも、外周刃６のすくい角αもこのコーナ刃８のすくい角αと等しくされているとともに、コーナ刃８と外周刃６が滑らかに連続しているので、切削部位がコーナ刃８と外周刃６との間で移っても切削の安定性が損なわれることはない。

その一方で、本実施形態では、底刃７のすくい面には筋目１１や凹溝９は形成されておらず、この底刃７のすくい面は複数の筋目１１の上記表面粗さよりも平滑な平面とされている。このため、底刃７によって生成されて底刃７に垂直にエンドミル本体１の後端側に流れる切屑は、筋目１１や凹溝９による抵抗を受けることなく、そのまま後端側に排出されるので、この底刃７を使用するような切削条件の場合でも、安定した切削加工を行うことが可能となる。

１ エンドミル本体
２ シャンク部
３ 切刃部
４ 切屑排出溝
５ ギャッシュ
６ 外周刃
７ 底刃
８ コーナ刃
９ 凹溝
１０ コーナ刃８および外周刃６の逃げ面
１１ 筋目
Ｏ エンドミル本体１の軸線
Ｔ エンドミル回転方向
α コーナ刃８および外周刃６のすくい角

Claims (4)

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延びる切屑排出溝が形成されていて、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側辺稜部には該壁面にすくい面を有する外周刃が形成されるとともに、先端側辺稜部には底刃が形成され、これら外周刃と底刃とが交差するコーナ部には凸曲線状のコーナ刃が形成されており、このコーナ刃と上記外周刃は滑らかに連続しているとともに、これらコーナ刃と外周刃の内側の上記すくい面には、該コーナ刃と外周刃に並行して延びる複数の筋目がつけられていることを特徴とするラジアスエンドミル。
2. 上記コーナ刃と外周刃に垂直な方向の上記複数の筋目による上記すくい面の表面粗さが、最大高さ粗さＲｚにおいて０．４μｍ〜４．０μｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載のラジアスエンドミル。
3. 上記切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面には上記コーナ刃と外周刃とに沿って延びる凹溝が形成されていて、この凹溝の底面が上記コーナ刃と外周刃のすくい面とされており、この凹溝の底面に上記複数の筋目がつけられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のラジアスエンドミル。
4. 上記コーナ刃に直交する断面における該コーナ刃のすくい角が一定であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のラジアスエンドミル。

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