JP2021010957A - ラジアスエンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】コーナーＲ刃が連続する複数本の底刃を有し、底刃からコーナーＲ刃へかけての区間のすくい面の軸方向すくい角が０°程度以下である場合に、工具本体の周面と被削材との間に一部の切屑を入り込ませにくくする。【解決手段】切れ刃部２を回転軸Ｏと垂直方向から見たとき、切屑排出溝７を左ねじれ状態に形成し、切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たとき、底刃４を通る延長線、または底刃４に沿った延長線より、コーナーＲ刃５を外周刃６側へかけて工具本体の回転方向ｒ前方側へ湾曲、もしくは傾斜させる。切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たとき、コーナーＲ刃５から外周刃６にかけて稜線の曲率を次第に大きくする。切れ刃部２を回転軸Ｏと垂直方向から見たとき、切屑排出溝７に面する外周刃６を左ねじれ状態に形成する。【選択図】図１

Description

本発明はコーナーＲ刃が連続する複数本の底刃を有し、特に底刃からコーナーＲ刃へかけての区間のすくい面の軸方向すくい角が０°程度以下である場合に、切屑の逃げ面側への回り込みを抑制し得る形態のラジアスエンドミルに関するものである。

底刃と外周刃との間にコーナーＲ刃が形成されたラジアスエンドミルにおいて、図７に示すように底刃からコーナーＲ刃へかけての区間のすくい面が回転方向前方側と工具本体の先端側を向いている場合、切屑排出溝が右ねじれ状態に形成されていると、すくい面とこれに連続する切屑排出溝の溝面との間に角度が生じる。図７は切屑排出溝が右ねじれ状態に形成されている従来のラジアスエンドミルの先端部を示している。

「すくい面が工具本体の先端側を向いていること」は、工具本体を先端面側から見たときに、すくい面が見える状態にあることを言い、すくい面の軸方向すくい角が０°以下であることを言う。「すくい面と溝面との間に角度が生じる」状況は、すくい面が回転方向前方側に向かって凸面をなす場合（特許文献１〜３参照）にも言えることがある。

右ねじれ状態に形成された切屑排出溝の、回転方向前方側を向く溝面は図７に示すように工具本体先端側の反対側のシャンク部側をも向くため、すくい面と溝面との間に双方に連続する凸曲面が形成されない限り、すくい面と溝面との間には角度が付くことになる。切屑排出溝の溝面は外周刃すくい面に連続する面でもある。すくい面と溝面との間に角度が付くことは、すくい面と溝面との間に回転方向前方側へ凸となった部分が形成されることである。

底刃とコーナーＲ刃が切削した切屑はすくい面上に落下した後、切屑排出溝へ送られようとする。但し、すくい面と溝面との間に凸部が形成されている場合、切屑は溝面に接触する前に一旦、宙に浮く状態になり易いため、溝面に接触したときに溝面に回転方向前方側へ弾き飛ばされ易くなる。

またすくい面と溝面との間には角度が付くことは、コーナーＲ刃から外周刃へかけての区間の連続したすくい面の面積を大きく確保することができないことでもある。連続したすくい面は平面である場合と凹、または凸の曲面である場合がある。すくい面の面積を大きく確保できないことは、コーナーＲ刃５の曲線の全長が１／４円弧分の長さより短くなり易いことであり、コーナーＲ刃すくい面での切屑の収容能力が低下することでもある。

すくい面と溝面との間に角度が付く状況は、例えば外周刃を左ねじれ状態に形成し、底刃から外周刃までのすくい面を連続した面に形成することで（特許文献４参照）、回避されると考えられる。

特開２００３−１５９６１０号公報（段落００２８、図７、図８） 特開２０１４−９７５７４号公報（段落００１８、図１、図２） 特開２０１６−７４０６１号公報（段落００１６、図２、図３） 特開２０１０−１２５５９４号公報（請求項１、段落００１２〜００２９、図３〜図５、図７）

但し、特許文献４の例を含め、右刃で、左ねじれ形式の場合、ねじれ角の程度によっては底刃から外周刃を含む切れ刃が切削した切屑はすくい面から、工具本体の軸方向下方側へ落とし込まれる向きの力を受け易くなる。この関係で、切屑はギャッシュからは切屑排出溝へ排出されようとする傾向より、工具本体の外周面側へ回り込もうとする傾向が高まることがある。

この点を踏まえれば、特許文献４のように底刃から外周刃までのすくい面を連続した面に形成しながらも（段落００２７）、コーナーＲ刃が左ねじれ状態になければ、切屑を工具本体の回転方向後方側（外周刃の逃げ面側）へ回り込ませ易くなると考えられる。結果的に工具本体の周面と被削材との間に一部の切屑を入り込ませ易くなり、工具本体の周面その他の部分に傷を与える可能性が高まる。

本発明は上記背景より、右刃で、左ねじれ形式の場合に、切屑による工具本体への損傷の発生を抑制し得る形態のラジアスエンドミルを提案するものである。

請求項１に記載の発明のラジアスエンドミルは、工具本体の回転軸方向の先端部側に、半径方向中心側から外周側へかけて複数本の底刃と、この各底刃に連続するコーナーＲ刃と、このコーナーＲ刃に連続する外周刃とを有する切れ刃部を備え、前記工具本体の回転方向に隣接する前記外周刃間に切屑排出溝が形成されたラジアスエンドミルであり、
前記切れ刃部を回転軸と垂直方向から見たとき、前記切屑排出溝は左ねじれ状態に形成され、
前記切れ刃部を前記回転軸方向の端面側から見たとき、前記底刃を通る延長線、または前記底刃に沿った延長線より、前記コーナーＲ刃が前記外周刃側へかけて前記工具本体の回転方向ｒ前方側へ湾曲、もしくは傾斜していることを特徴とする。

「切れ刃部を回転軸と垂直方向から見たとき」とは、工具本体（エンドミル本体）の回転軸Ｏに垂直な方向から切れ刃部２（工具本体）を見たときの側面を言う。「切れ刃部を回転軸と垂直方向から見たとき、切屑排出溝が左ねじれ状態」とは、切屑排出溝７を構成し、外周刃すくい面６ａに連続する溝面７ａ、または外周刃６に連続する稜線が工具本体の先端部を下方にした状態の切れ刃部２を側面から見たときに、下方から上方へかけ、右側から左側へ向かう傾斜が付いていることを言う。底刃４（後述の親底刃４１と子底刃４２を指す）から外周刃６までの切れ刃は、シャンク部３側から見たときに工具本体が時計回り（右回り）に回転するときに被削材を切削する向きに（右刃として）形成される。

「切れ刃部を回転軸方向の端面側から見たとき」とは、図１−（ａ）に示す、工具本体（エンドミル本体）を先端側から軸方向のシャンク部３側に向かって見たときの端面を言う。「底刃４を通る延長線」は底刃４を通り、回転軸Ｏ寄りの位置から半径方向外周側へ延びる線を言い、主に直線を指す。「底刃４に沿った延長線」は底刃４が曲線を描くような場合の曲線の曲率を持ちながら、回転軸Ｏ寄りの位置から半径方向外周側へ延びる線を言い、主に曲線を指す。

例えば切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たとき、底刃４が曲線を描いている場合、その曲線に沿った、または曲線に重なった（乗った）曲線の延長線を言う。いずれの延長線も直線と曲線を含み、必ずしも回転軸Ｏを通るとは限らないが、回転軸Ｏと底刃４を通る線を含む。以下、「底刃４を通る延長線」と「底刃４に沿った延長線」を合わせて「底刃４を通る延長線等」とも言う。図１−（ａ）では延長線を二点鎖線で示している。

「底刃４を通る延長線等より、コーナーＲ刃５が外周刃６側へかけて工具本体の回転方向ｒ前方側へ湾曲（傾斜）している」とは、切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たときの少なくともコーナーＲ刃５の外周刃６寄りの部分（稜線）が、延長線より回転方向前方側へ向かい、直線、もしくは曲線を描きながら、湾曲、もしくは傾斜していることを言う。

延長線とコーナーＲ刃５（稜線）が共に曲線を描く場合には、少なくともコーナーＲ刃５の外周刃６寄りの部分の曲率が延長線の曲率より大きい。曲線は直線が多角形を描く場合を含む。コーナーＲ刃５が外周刃６側へかけて、または少なくともコーナーＲ刃５の外周刃６寄りの部分が回転方向前方側へ湾曲等することは、左ねじれの形成が少なくともコーナーＲ刃５の外周刃６寄りの部分から切屑排出溝７へかけて開始している、とも言え、コーナーＲ刃５の全長が左ねじれになっていることを含む。

「コーナーＲ刃５が回転方向ｒ前方側へ湾曲（傾斜）していること」には、コーナーＲ刃５に連続する底刃４の少なくとも一部と、外周刃６の少なくとも一部の少なくともいずれか一方もコーナーＲ刃５に倣い、回転方向ｒ前方側へ湾曲（傾斜）していることも含まれる。底刃４とコーナーＲ刃５との間、及びコーナーＲ刃５と外周刃６との間には明確な境界がないことがあるため、「工具本体の回転方向ｒ前方側へ湾曲（傾斜）している」状態は、底刃４の回転軸Ｏ側から、または底刃４のコーナーＲ刃５側から開始されていることもある。

「コーナーＲ刃５が底刃４を通る延長線等より外周刃６側へかけて工具本体の回転方向ｒ前方側へ湾曲（傾斜）していること」は、「切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たとき、コーナーＲ刃すくい面５ａが外周刃すくい面６ａ側へかけてコーナーＲ刃５の形状に倣い、左回りに湾曲するように形成されていること」でもある。底刃すくい面４１ａ、４２ａとコーナーＲ刃すくい面５ａとの間、及びコーナーＲ刃すくい面５ａと外周刃すくい面６ａとの間にも明確な境界線がないことがあるため、左回りに湾曲した状態は底刃すくい面４１ａ、４２ａから開始されていることもある他、コーナーＲ刃すくい面５ａから外周刃すくい面６ａまで連続して左回りに湾曲した状態にあることもある。

底刃すくい面４１ａ、４２ａとコーナーＲ刃すくい面５ａとの間、コーナーＲ刃すくい面５ａと外周刃すくい面６ａとの間に明確な境界線がない場合、底刃すくい面４１ａ、４２ａとコーナーＲ刃すくい面５ａ、及びコーナーＲ刃すくい面５ａと外周刃すくい面６ａは連続した平面、もしくは連続した曲面をなす場合と、平面から曲面に移行する場合と、曲率が連続的に変化する曲面をなす場合がある。

いずれの例でもコーナーＲ刃すくい面５ａが外周刃６側へかけて左回りに湾曲、もしくは傾斜することで、コーナーＲ刃すくい面５ａが構成するギャッシュ（後述の第一ギャッシュ８と第二ギャッシュ９）内に存在する切屑は工具本体の回転に従って回転方向前方側へ送り込まれ易くなり、コーナーＲ刃５と外周刃６の逃げ面（２番面５ｂ、６ｂ）側へ回り込みにくくなる。

なお、コーナーＲ刃５、またはコーナーＲ刃５と外周刃６が切屑の逃げ面側の回り込みを阻止、もしくは抑制し、切屑をギャッシュ内に留めようとする効果を上げる上では、図１−（ａ）に示すように切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たとき、コーナーＲ刃５から外周刃６にかけて稜線の曲率が次第に大きくなっていることが合理的である（請求項２）。このことは、「左回りへの湾曲」状態がコーナーＲ刃５から外周刃６にかけて曲率（曲率半径）が次第に大きく（小さく）なるように形成されていることを言う。稜線は切れ刃であり、「コーナーＲ刃５から外周刃６にかけて」とは、少なくともコーナーＲ刃５の外周刃６寄りの部分を指し、底刃４からコーナーＲ刃５へかけての部分と、コーナーＲ刃５から外周刃６までの部分を含む。

コーナーＲ刃５から外周刃６にかけて曲率が次第に大きくなることで、少なくともコーナーＲ刃５の外周刃６寄りの部分が回転方向前方側から回転軸Ｏ側を向く形になるため、ギャッシュ８、９内に存在する切屑をギャッシュ８、９内に巻き込むように作用することになる。結果的にコーナーＲ刃５から外周刃６にかけての部分が切屑を工具本体の回転に従って回転方向前方側へ送り込み易くし、コーナーＲ刃５と外周刃６の逃げ面側へ回り込みにくくする効果が増す。

前記のように右刃で、左ねじれ形式の場合、切れ刃が切削した切屑はすくい面から、工具本体の軸方向下方側へ落とし込まれる向きの力を受けることで、工具本体の外周面側へ回り込もうとし、工具本体の周面と被削材との間に入り込み易くなる傾向がある。

これに対し、本発明では底刃４を通る延長線等より、コーナーＲ刃５が外周刃６側へかけて工具本体の回転方向ｒ前方側へ湾曲（傾斜）していることで、切屑をギャッシュ（第一ギャッシュ８と第二ギャッシュ９）内で回転方向ｒ前方側へ送り込み易くなる。言い換えれば、コーナーＲ刃５の外周刃６寄りの部分（区間）はギャッシュ８、９内の切屑の逃げ面側への回り込みを阻止するように働き、切屑をギャッシュ８、９内に留めつつ、ギャッシュ８、９内からギャッシュ８、９に連通する切屑排出溝７へ誘導するか、ギャッシュ８、９から半径方向外周側へ排出させるように働く。

ギャッシュ８、９内の切屑がコーナーＲ刃と外周刃６の逃げ面側へ回り込みにくくなることで、工具本体の周面と被削材との間に入り込む切屑の量を低減することが可能になる結果、切屑の噛み込みによる工具本体の周面その他の部分に損傷を与える可能性を低下させることが可能になる。

特に切れ刃部２を回転軸Ｏと垂直方向から見たとき、切屑排出溝７に面する外周刃６が左ねじれ状態に形成されていれば（請求項３）、コーナーＲ刃５から外周刃６までに跨る区間のすくい面（コーナーＲ刃すくい面５ａと外周刃すくい面６ａ）が切屑をギャッシュ８、９内で回転方向ｒ前方側へ送り込み易くする効果が高まるため、工具本体への損傷の可能性をより低下させることが可能になる。この場合、コーナーＲ刃すくい面５ａと外周刃すくい面６ａは前記のように連続した平面、もしくは連続した曲面をなす場合等と、連続しない面をなす場合がある。「連続しない面」は両面間に角度、または段差が付くようなことを言う。

前記のように底刃４からコーナーＲ刃５へかけての区間のすくい面が工具本体の先端側を向いている（すくい面の軸方向すくい角が０°以下である）場合には、切屑排出溝７（溝面７ａ）が右ねじれ状態に形成されている場合に、コーナーＲ刃５の曲線の全長が１／４円弧分の長さより短くなり易い。この点を踏まえれば、切屑排出溝７（溝面７ａ）が左ねじれ状態に形成されている場合（請求項１）には、底刃４の半径方向中心（工具回転軸Ｏ）付近における軸方向のすくい角が０°以下であれば（請求項４）、コーナーＲ刃５の曲線の全長として１／４円弧分の長さを確保し易くなる、と言える。

このことは、コーナーＲ刃すくい面５ａの面積を拡大し易いことでもあるから、コーナーＲ刃すくい面５ａが構成するギャッシュ８、９（第一ギャッシュ８、第二ギャッシュ９）内での切屑の収容能力を増大させることにもなる。ギャッシュ８、９の切屑収容能力の増大はギャッシュ８、９からの切屑の外周刃逃げ面（外周刃２番面６ｂ）側への回り込みの可能性を低下させることに結び付くため、この理由からも工具本体の損傷の可能性を低下させ易くなる。

なお、底刃４の半径方向中心付近における軸方向すくい角θ１を０°以下にした場合（請求項４）、ＨＲＣ５０以上、更にはＨＲＣ６０以上の高硬度鋼の切削加工において、工具損傷が抑制される傾向がある。これは、底刃４、または底刃４からコーナーＲ刃５へかけての切れ刃とすくい面とのなす角度が鈍角になることで、軸方向すくい角θ１が正の場合より切れ刃を含む切れ刃部２の剛性が高まるため、あるいは切れ刃部２に鋭角部分が形成されないため、と考えられる。

高硬度鋼の切削加工においては、底刃４の半径方向中心付近における軸方向すくい角θ１は−１０°以下、特に−１５°以下とすることが好ましい。但し、ネガ（負）のすくい角が大きくなり過ぎると製造が困難になるので、底刃４の半径方向中心付近における軸方向すくい角θ１は−３０°以上とすること（−３０°≦θ１≦−１０°）が好ましい。更に言えば、底刃４の半径方向中心付近における軸方向すくい角θ１は−２５°以上とすること（−２５°≦θ１≦−１５°）が好ましい。

ギャッシュ８、９内に留められた切屑は主にコーナーＲ刃５とコーナーＲ刃すくい面５ａに逃げ面（２番面）側への回り込みを阻止、もしくは抑制されることで、前記のように切屑の一部はギャッシュ８、９に連通する切屑排出溝７を経由した後に排出され、一部はギャッシュ８、９から半径方向外周側へ送り込まれて排出される。ここで、底刃４として複数本の親底刃４１と複数本の子底刃４２の、２種類の底刃を形成すれば（請求項５）、ギャッシュ８、９内に存在する切屑の分散効果が期待される。

複数本の親底刃４１は切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たときの半径方向外周側の端部から半径方向中心、もしくはその付近まで連続し、複数本の子底刃４２は親底刃４１に工具本体の回転方向ｒに間隔を置き、切れ刃部２を軸方向の端面側から見たときの半径方向外周側の他の端部から半径方向中心側の中途まで連続する（請求項５）。切屑の分散効果が得られることで、切屑の切屑排出溝７へ排出される分のギャッシュ８、９からの排出効果も高まる。親底刃４１と子底刃４２の形成による切屑の分散効果と排出効果は、コーナーＲ刃５から外周刃６にかけて稜線の曲率を次第に大きくした場合（請求項２）に、切屑収容空間（チップポケット）としてのギャッシュ８、９の容積を減少させたことによる切屑の詰まりを防止する上で有効である。

この場合、底刃４は親底刃４１と子底刃４２の２種類あるため、コーナーＲ刃５は図１−（ａ）に示すように親底刃４１と子底刃４２の半径方向外周側に形成される。また親底刃４１と子底刃４２は回転軸（半径方向中心）Ｏに関して対になるように形成されるため、切れ刃（底刃４）の本数（枚数）は主には４本（枚）であるが、それより多いこともある。図面では親底刃４１と子底刃４２が共に２枚あり、各親底刃４１と各子底刃４２にコーナーＲ刃５が連続する４枚刃のラジアスエンドミルの例を示しているが、本発明では親底刃４１と子底刃４２の区別がない場合もある。以下では中心Ｏとも回転軸Ｏとも言う。

請求項５における「切れ刃部を回転軸方向の端面側から見たときの半径方向外周側の端部から半径方向中心、もしくはその付近まで連続する親底刃」とは、図１−（ａ）、図２に示すように親底刃４１が半径方向中心（回転軸）Ｏに交わるまで半径方向外周側の端部から半径方向中心Ｏまで連続するか、もしくはその付近を通過するまで連続することを言う。

「親底刃が中心付近を通過する」とは、親底刃４１が中心（回転軸）Ｏ付近を通過し、中心Ｏを挟んで対になる側の親底刃４１の２番面４１ｂの回転方向ｒ後方側の境界線に連続することを言う。この場合、親底刃４１の２番面４１ｂは中心Ｏを挟んだ側に位置する親底刃４１の２番面４１ｂに帯状に連続する。親底刃４１の２番面４１ｂの回転方向ｒ後方側の境界線は２番面４１ｂとその回転方向ｒ後方側に隣接する、後述の第二ギャッシュ面９ａとの境界線である。回転方向ｒはエンドミル本体（工具本体）が被削材を切削するときに回転軸Ｏ回りに回転する向きを言う。

請求項５における「半径方向外周側の他の端部から半径方向中心側の中途まで連続する子底刃」とは、子底刃４２が中心（回転軸）Ｏに交わる手前まで半径方向外周側の端部から半径方向中心Ｏ寄りの位置まで連続し、中心Ｏには到達しないことを言う。子底刃４２の半径方向中心側の端部が中心Ｏにまで到達しないことで、子底刃４２は親底刃４１とは交わらず、子底刃４２の中心Ｏ側の端部と親底刃（稜線）４１との間には空隙が形成される。

親底刃４１のすくい面４１ａとこれに回転方向ｒ前方側に対向する第一ギャッシュ面８ａとから第一ギャッシュ８が構成され、子底刃４２のすくい面４２ａとこれに回転方向ｒ前方側に対向する第二ギャッシュ面９ａとから第二ギャッシュ９が構成される。子底刃４２の半径方向中心Ｏ寄りの端部は中心Ｏに交わらないことで、親底刃４１のすくい面４１ａは中心Ｏを挟んだ反対側に位置する親底刃４１の２番面４１ｂの回転方向ｒ後方側に位置する第二ギャッシュ９を構成する第二ギャッシュ面９ａに連続し、第一ギャッシュ８内の空間と第二ギャッシュ９内の空間は連通する。

第一ギャッシュ８内と第二ギャッシュ９内の空間が連通することで、例えば親底刃４１が切削し、第一ギャッシュ８内に入り込んだ切屑の一部は第二ギャッシュ９内にも入り込み得るため、切屑が第一ギャッシュ８と第二ギャッシュ９に分散する。同様に子底刃４２が切削し、第二ギャッシュ９内に入り込んだ切屑の一部は第一ギャッシュ８内にも入り込み得るため、切屑が第二ギャッシュ９と第一ギャッシュ８に分散する。結果として、親底刃４１と子底刃４２が切削した切屑が第一ギャッシュ８内と第二ギャッシュ９内のいずれかに集中することが回避され易くなり、第一ギャッシュ８内に切屑が詰まる事態と第二ギャッシュ９内に切屑が詰まる事態が回避され易くなる。

子底刃４２の半径方向中心側の端部が中心Ｏにまで到達しないことと、子底刃４２の２番面４２ｂの回転方向ｒ後方側に第一ギャッシュ８を構成する第一ギャッシュ面８ａが形成されることで、子底刃４２の２番面４２ｂの幅が制約されることになる。特に子底刃４２の中心Ｏ寄りの２番面４２ｂの幅が小さくなる傾向があるため、切削中、子底刃４２に折損等が生じ易くなる可能性がある。但し、この可能性は切れ刃部２に、または切れ刃部２を含む工具本体のシャンク部３を除く部分全体に、ＨＲＣ５０以上、更にはＨＲＣ６０近くの、あるいはＨＲＣ６０を超える高硬度材の切削加工に適用されている、例えば上層にＴｉＳｉの窒化物、または炭窒化物を設けた硬質皮膜を被覆することで、低下させることが可能である。

親底刃４１に連続するコーナーＲ刃５のすくい面５ａとこれに回転方向ｒ前方側に対向する第三ギャッシュ面１０ａとから第三ギャッシュ１０が構成され、子底刃４２に連続するコーナーＲ刃５のすくい面５ａとこれに回転方向ｒ前方側に対向する第四ギャッシュ面１１ａとから第四ギャッシュ１１が構成される。第三ギャッシュ１０は第一ギャッシュ８の切屑排出溝７側に形成されて双方に連続し、第四ギャッシュ１１は第二ギャッシュ９の切屑排出溝７側に形成されて双方に連続する。

親底刃４１側のコーナーＲ刃すくい面５ａは親底刃すくい面４１ａに対して傾斜し、親底刃すくい面４１ａと異なる面をなす場合と、親底刃すくい面４１ａに連続した同一面をなす場合がある。同様に子底刃４２側のコーナーＲ刃すくい面５ａは子底刃すくい面４２ａに対して傾斜し、子底刃すくい面４２ａと異なる面をなす場合と、子底刃すくい面４２ａに連続した同一面をなす場合がある。

第一ギャッシュ８の切屑排出溝７側に第三ギャッシュ１０が形成されることで、親底刃４１、または親底刃４１にコーナーＲ刃５が連続する場合の親底刃４１とコーナーＲ刃５が切削した切屑は第一ギャッシュ８と第三ギャッシュ１０に分散して入り込む。同様に第二ギャッシュ９の切屑排出溝７側に第四ギャッシュ１１が形成されることで、子底刃４２、または子底刃４２にコーナーＲ刃５が連続する場合の子底刃４２とコーナーＲ刃５が切削した切屑は第二ギャッシュ９と第四ギャッシュ１１に分散して入り込む。

第三ギャッシュ１０と第四ギャッシュ１１に入り込んだ切屑はそれぞれに連続する切屑排出溝７へ排出されようとするため、第三ギャッシュ１０と第四ギャッシュ１１内での切屑の停滞が生じにくくなり、第一ギャッシュ８内の切屑の第三ギャッシュ１０への排出と第二ギャッシュ９内の切屑の第四ギャッシュ１１への排出が円滑に生じ易くなる。

切屑排出溝を左ねじれ状態に形成すると共に、切れ刃部を回転軸方向の端面側から見たときに底刃を通る、または底刃に沿った延長線より、コーナーＲ刃が外周刃側へかけて工具本体の回転方向前方側へ湾曲、もしくは傾斜させているため、コーナーＲ刃すくい面が構成するギャッシュ内に存在する切屑を工具本体の回転に従って回転方向前方側へ送り込み易くし、コーナーＲ刃と外周刃の逃げ面側へ回り込みにくくすることができる。この結果、工具本体の周面と被削材との間に入り込む切屑の量を低減することが可能になるため、切屑の噛み込みによる工具本体の周面その他の部分に損傷を与える可能性を低下させることができる。

（ａ）は切れ刃部を回転軸方向の端面側から見たときに底刃を通る、または底刃に沿った延長線よりコーナーＲ刃が外周刃側へかけて工具本体の回転方向前方側へ湾曲、もしくは傾斜している様子を示した切れ刃部の端面図であり、図４のｘ−ｘ線矢視図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 切れ刃部を端面寄りの位置から見たときの切れ刃の形成例を示した斜視図である。 切れ刃部を側面側から見たときの第一ギャッシュと第二ギャッシュ、及び切屑排出溝の関係を示した斜視図（側面図）である。 エンドミル本体のシャンク部を除いた切れ刃部を含む部分を示した斜視図（側面図）である。 本発明のエンドミルのシャンク部を含めた全体を示した側面図である。 外周刃の径方向すくい角β２の計測位置を示した工具本体の軸に垂直な断面図である。 コーナーＲ刃のすくい面が工具本体の先端側を向き、切屑排出溝が右ねじれ状態に形成されている従来のラジアスエンドミルの形成例を示した、切屑排出溝側からの側面図である。

図１〜図３は工具本体の回転軸方向の先端部側に、半径方向中心側から外周側へかけて複数本の底刃４と、各底刃４に連続するコーナーＲ刃５と、コーナーＲ刃５に連続する外周刃６とを有する切れ刃部２を備え、工具本体の回転方向ｒに隣接する外周刃６、６間に切屑排出溝７が形成されたラジアスエンドミル１の製作例を示す。図面では底刃４として複数本の親底刃４１と複数本の子底刃４２の、２種類の底刃を形成した場合の例を示しているが、親底刃４１と子底刃４２の違いがない場合もある。親底刃４１と子底刃４２がある場合の例の詳細は後述する。

図面ではまた、図５に示すような金型の隅部の加工に適する、首下長の長い小径エンドミルの例を示しているが、本発明のラジアスエンドミル１は図５に示す形態には限られない。図４は図５のシャンク部３を除いた切れ刃部２側の部分を示している。図１は図４に示すラジアスエンドミル１をｘ−ｘ線の方向に見た様子を示している。

切れ刃部２を回転軸Ｏと垂直方向から見たとき、切屑排出溝７は図３に示すように左ねじれ状態に形成される。切屑排出溝７は外周刃６からシャンク部３側へ連続する稜線と、外周刃すくい面６ａからシャンク部３側へ連続する溝面７ａを指す。切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たとき、コーナーＲ刃５は図１−（ａ）に示すように、二点鎖線で示す底刃４を通る延長線、または底刃４に沿った延長線より、外周刃６側へかけて工具本体の回転方向ｒ前方側へ湾曲、もしくは傾斜し、左ねじれ状態に形成される。回転軸Ｏの方向は工具本体の軸方向を指す。

コーナーＲ刃５に連続し、切屑排出溝７に面する外周刃６はコーナーＲ刃５と切屑排出溝７の稜線をつなぐ稜線になる関係で、基本的には図３に示すように切れ刃部２を回転軸Ｏと垂直方向から見たとき、左ねじれ状態に、または左ねじれに見えるように形成される。外周刃６は切屑排出溝７の稜線に連続するため、外周刃６と切屑排出溝７の稜線との間に明確な境界は表れないこともある。図面では特にコーナーＲ刃５から外周刃６にかけての区間の逃げ面（２番面５ｂ、６ｂ）側への切屑の回り込みを阻止、もしくは抑制する目的で、切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たとき、コーナーＲ刃５から外周刃６にかけて稜線（切れ刃）の曲率を次第に大きくしている。

図面ではコーナーＲ刃５の曲線の全長として、コーナーＲ刃５の曲率半径を半径とする円弧の１／４（１／４円弧）分の長さを確保し易くするために、図３に示す底刃４１、４２の半径方向中心（回転軸）Ｏ付近における軸方向すくい角θ１と、コーナーＲ刃５の底刃４１、４２側の軸方向すくいθ２を０°以下にしている。コーナーＲ刃５に１／４円弧分の長さを持たせることには、コーナーＲ刃すくい面５ａが構成するギャッシュ８、９（第一ギャッシュ８、第二ギャッシュ９）内での切屑の収容能力を増大させ、ギャッシュ８、９からの切屑の外周刃逃げ面（外周刃２番面６ｂ）側への回り込みの可能性を低下させる意味がある。

参考までに図示するエンドミル１の製作例では底刃４１、４２の中心（回転軸）Ｏ付近における軸方向すくい角θ１が−２０°、コーナーＲ刃５の底刃４１、４２側の軸方向すくい角θ２が−２０°であるが、本発明では少なくとも軸方向すくい角θ１が０°以下であればよく、ラジアスエンドミルの場合には軸方向すくい角θ１、θ２が０°以下であればよい。

高硬度鋼の切削加工においては、底刃４１、４２の中心（回転軸）Ｏ付近における軸方向すくい角θ１は主に−３０°〜−１０°、望ましくは−２５°〜−１５°の範囲にあることが適切である。また、コーナーＲ刃５の底刃４１、４２側の軸方向すくい角θ２は−２５°〜−１５°であることが好ましい。更に言えば、コーナーＲ刃５の軸方向すくい角θ２は底刃４（４１、４２）側から外周刃６側にかけて角度を大きくする（０°に近づける）ことが好ましい。

また図示する例では図３−（ａ）に示す底刃４１、４２の軸方向逃げ角α１が１０°、コーナーＲ刃５の底刃４１、４２側の軸方向逃げ角α２が１０°、図２−（ｃ）、図８に示すコーナーＲ刃５の外周刃６側の径方向すくい角β１が０°、外周刃６の径方向すくい角β２が０°となっている。また図３−（ａ）に示す外周刃６側の径方向逃げ角γ１が１３°、図２−（ａ）に示す径方向逃げ角γ２が１１°であるが、軸方向逃げ角α１、α２、径方向すくい角β１、β２、径方向逃げ角γ１、γ２は図示する例には限定されない。

なお、コーナーＲ刃５の径方向すくい角β１と外周刃６の径方向すくい角β２は図２−（ａ）では正（＋）に見えるが、各すくい角β１、β２は図６に示すように工具本体の回転軸Ｏに直交する断面上、半径方向外周寄りの工具径Ｄの４％の区間での計測値を採用している。

図面ではまた、ギャッシュ８、９内に存在する切屑の分散効果を得る目的で、底刃４として、切れ刃部２を回転軸Ｏ方向の端面側から見たときの半径方向外周側の端部から半径方向中心、もしくはその付近まで連続する複数本の親底刃４１と、親底刃４１に工具本体の回転方向ｒに間隔を置き、切れ刃部２を軸方向の端面側から見たときの半径方向外周側の他の端部から半径方向中心側の中途まで連続する複数本の子底刃４２を持たせている。

但し、底刃４は親底刃４１と子底刃４２の区別がなく、図１−（ａ）に示す子底刃４２の２番面４２ｂが帯状の形状のまま、親底刃４１の２番面４１ｂに交わり、２番面４１ｂと２番面４２ｂが帯状の十字形状を形成することもある。以下、底刃４として親底刃４１と子底刃４２が形成された場合の例を説明する。

親底刃４１は図１−（ａ）に示すように切れ刃部２を回転軸方向の端面側から見たときの半径方向外周側の端部から半径方向中心（回転軸）Ｏ、もしくはその付近まで連続し、子底刃４２は親底刃４１に工具本体の回転方向ｒに間隔を置き、切れ刃部２を軸方向の端面側から見たときの半径方向外周側の他の端部から半径方向中心側の中途まで連続する。

親底刃４１と子底刃４２は中心（回転軸）Ｏに関して対になるように形成され、親底刃４１の中心Ｏ側の部分は中心Ｏかその付近まで連続することから、図面では工具本体の先端部を端面側から見たとき、親底刃４１の２番面４１ｂ（以下、親底刃２番面４１ｂ）を中心Ｏを挟んだ側に位置する親底刃２番面４１ｂに帯状に連続させている。この場合、中心Ｏを挟んで両側に位置する親底刃２番面４１ｂ、４１ｂが幅を持ったまま連続することで、親底刃４１に一定の剛性が確保される。

親底刃４１のすくい面４１ａ（以下、親底刃すくい面４１ａとも言う）とこの親底刃４１に回転方向ｒ前方側に隣接する子底刃４２の２番面４２ｂ（以下、子底刃２番面４２ｂ）との間に第一ギャッシュ８が形成され、子底刃４２のすくい面４２ａ（以下、子底刃すくい面４２ａとも言う）とこの子底刃４２に回転方向ｒ前方側に隣接する親底刃２番面４１ｂとの間に第二ギャッシュ９が形成される。第一ギャッシュ８は親底刃すくい面４１ａと、その親底刃４１の回転方向ｒ前方側に位置する子底刃２番面４２ｂの回転方向ｒ後方側に形成される第一ギャッシュ面８ａから構成される。第二ギャッシュ９は子底刃すくい面４２ａと、その子底刃４２の回転方向ｒ前方側に位置する親底刃２番面４１ｂの回転方向ｒ後方側に形成される第二ギャッシュ面９ａから構成される。

子底刃４２は半径方向外周側の端部から半径方向中心Ｏ側の中途までしか連続しないため、図１、図２に示すように子底刃４２の中心Ｏ側の端部は中心Ｏまでは到達しない。このことから、子底刃４２の中心Ｏ側の端部とそれに半径方向に対向する親底刃２番面４１ｂとの間には空隙が形成される。

この結果、切れ刃部２を端面側から見たとき、親底刃すくい面４１ａ上の空間は中心Ｏを挟んだ側に位置する親底刃４１の２番面４１ｂの回転方向ｒ後方側に形成された第二ギャッシュ面９ａ上の空間と連通する。すなわち、第一ギャッシュ８内の空間と第二ギャッシュ９内の空間は連通するため、例えば親底刃４１が切削し、第一ギャッシュ８内に入り込んだ切屑は第二ギャッシュ９内に移動し得る状態にあり、子底刃４２が切削し、第二ギャッシュ９内に入り込んだ切屑は第一ギャッシュ８内に移動し得る状態にある。

第一ギャッシュ８の切屑排出溝７側には第一ギャッシュ８と切屑排出溝７に連続する第三ギャッシュ１０が形成され、第二ギャッシュ９の切屑排出溝７側には第二ギャッシュ９と切屑排出溝７に連続する第四ギャッシュ１１が形成されている。第三ギャッシュ１０と第四ギャッシュ１１の形成により第一ギャッシュ８内の切屑の、切屑排出溝７へ向かう分は第三ギャッシュ１０を経由して切屑排出溝７へ排出され、第二ギャッシュ９内の切屑の、切屑排出溝７へ向かう分は第四ギャッシュ１１を経由して切屑排出溝７へ排出される。

第三ギャッシュ１０は親底刃４１に連続するコーナーＲ刃５のすくい面５ａ（以下、コーナーＲ刃すくい面５ａとも言う）、または外周刃６のすくい面６ａ（以下、外周刃すくい面６ａとも言う）と、そのコーナーＲ刃５、または外周刃６の回転方向ｒ前方側に位置し、第一ギャッシュ面８ａに工具本体の軸方向に連続する第三ギャッシュ面１０ａから構成される。第四ギャッシュ１１は子底刃４２に連続するコーナーＲ刃すくい面５ａ、または外周刃すくい面６ａと、そのコーナーＲ刃５、または外周刃６の回転方向ｒ前方側に位置し、第二ギャッシュ面９ａに工具本体の軸方向に連続する第四ギャッシュ面１１ａから構成される

図１−（ａ）、図２、図３に示すように親底刃すくい面４１ａはこれと工具本体の軸方向に連続した面をなすコーナーＲ刃すくい面５ａ、または外周刃すくい面６ａより、回転軸Ｏを通る工具本体の縦断面（鉛直面）に対して傾斜している。すなわち、親底刃すくい面４１ａと鉛直面とのなす角度はすくい面５ａ、６ａと鉛直面とのなす角度より大きく、すくい面４１ａはすくい面５ａ、６ａより寝た、より水平に近い面をなしている。同じく第一ギャッシュ面８ａはこれと工具本体の軸方向に連続した面をなす第三ギャッシュ面１０ａより鉛直面に対して傾斜し、第一ギャッシュ面８ａと鉛直面とのなす角度は第三ギャッシュ面１０ａと鉛直面とのなす角度より大きい。

この結果、第一ギャッシュ８を構成するすくい面４１ａと第一ギャッシュ面８ａとの間の対向する方向、あるいは回転方向ｒの距離（円弧の長さ）が第三ギャッシュ１０を構成するすくい面５ａ、６ａと第三ギャッシュ面１０ａとの間の距離（円弧の長さ）より大きく、第一ギャッシュ８の切屑の収容能力が第三ギャッシュ１０の収容能力より大きくなっている。また第一ギャッシュ８を構成するすくい面４１ａと第一ギャッシュ面８ａが切屑を第三ギャッシュ１０へ誘導する漏斗状の形状になっているため、第一ギャッシュ８内に存在する切屑を第三ギャッシュ１０へ誘導する効果を持ち、第一ギャッシュ８内に切屑を停滞させない効果も持つ。

同様に子底刃すくい面４２ａはこれと工具本体の軸方向に連続した面をなすコーナーＲ刃すくい面５ａ、または外周刃すくい面６ａより、鉛直面に対して傾斜している。すなわち、子底刃すくい面４２ａと鉛直面とのなす角度はすくい面５ａ、６ａと鉛直面とのなす角度より大きく、すくい面４２ａはすくい面５ａ、６ａより水平に近い面をなしている。同じく第二ギャッシュ面９ａはこれと工具本体の軸方向に連続した面をなす第四ギャッシュ面１１ａより鉛直面に対して傾斜し、第二ギャッシュ面９ａと鉛直面とのなす角度は第四ギャッシュ面１１ａと鉛直面とのなす角度より大きい。

この結果、第二ギャッシュ９を構成するすくい面４２ａと第二ギャッシュ面９ａとの間の対向する方向、あるいは回転方向ｒの距離（円弧の長さ）が第四ギャッシュ１１を構成するすくい面５ａ、６ａと第四ギャッシュ面１１ａとの間の距離（円弧の長さ）より大きく、第二ギャッシュ９の切屑の収容能力が第四ギャッシュ１１の収容能力より大きくなっている。また第二ギャッシュ９を構成するすくい面４２ａと第二ギャッシュ面９ａが切屑を第四ギャッシュ１１へ誘導する漏斗状の形状になっているため、第二ギャッシュ９内に存在する切屑を第四ギャッシュ１１へ誘導する効果と、第二ギャッシュ９内に切屑を停滞させない効果を持つ。

親底刃２番面４１ｂ、またはコーナーＲ刃５の２番面５ｂの回転方向ｒ後方側には３番面５ｃが形成され、３番面５ｃの回転方向ｒ後方側に第四ギャッシュ面１１ａが位置し、３番面５ｃの軸方向シャンク部３側に切屑排出溝７が位置する。３番面５ｃはコーナーＲ刃５の２番面５ｂと外周刃６の２番面６ｂに跨る。

同様に子底刃４２、またはコーナーＲ刃５の２番面５ｂの回転方向ｒ後方側にも３番面５ｃが形成され、３番面５ｃの回転方向ｒ後方側に第三ギャッシュ面１０ａが位置し、３番面５ｃの軸方向シャンク部３側に切屑排出溝７が位置する。３番面５ｃはコーナーＲ刃５の２番面５ｂと外周刃６の２番面６ｂに跨る。外周刃６の２番面６ｂの回転方向ｒ後方側に切屑排出溝７が位置する。

１……ラジアスエンドミル（工具本体）、
２……切れ刃部、３……シャンク部、
４１……親底刃、４１ａ……親底刃すくい面、４１ｂ……親底刃２番面、
４２……子底刃、４２ａ……子底刃すくい面、４２ｂ……子底刃２番面、
５……コーナーＲ刃、５ａ……コーナーＲ刃すくい面、５ｂ……コーナーＲ刃２番面、５ｃ……コーナーＲ刃３番面、
６……外周刃、６ａ……外周刃すくい面、６ｂ……外周刃２番面、
７……切屑排出溝、７ａ……溝面、
８……第一ギャッシュ、８ａ……第一ギャッシュ面、
９……第二ギャッシュ、９ａ……第二ギャッシュ面、
１０……第三ギャッシュ、１０ａ……第三ギャッシュ面、
１１……第四ギャッシュ、１１ａ……第四ギャッシュ面、
θ１……底刃４１、４２の軸方向すくい角、
θ２……コーナーＲ刃５の底刃側の軸方向すくい角、
α１……底刃４１、４２の軸方向逃げ角、
α２……コーナＲ刃５の底刃側の軸方向逃げ角、
β１……コーナＲ刃５の外周側の径方向すくい角、
β２……外周刃６の径方向すくい角、
γ１……コーナＲ刃５の外周側の径方向逃げ角、
γ２……外周刃６の径方向逃げ角。

Claims (5)

1. 工具本体の回転軸方向の先端部側に、半径方向中心側から外周側へかけて複数本の底刃と、この各底刃に連続するコーナーＲ刃と、このコーナーＲ刃に連続する外周刃とを有する切れ刃部を備え、前記工具本体の回転方向に隣接する前記外周刃間に切屑排出溝が形成されたラジアスエンドミルであり、
   前記切れ刃部を回転軸と垂直方向から見たとき、前記切屑排出溝は左ねじれ状態に形成され、
   前記切れ刃部を前記回転軸方向の端面側から見たとき、前記底刃を通る延長線、または前記底刃に沿った延長線より、前記コーナーＲ刃が前記外周刃側へかけて前記工具本体の回転方向前方側へ湾曲、もしくは傾斜していることを特徴とするラジアスエンドミル。
2. 前記切れ刃部を前記回転軸方向の端面側から見たとき、前記コーナーＲ刃から前記外周刃にかけて稜線の曲率が次第に大きくなっ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. 前記切れ刃部を回転軸と垂直方向から見たとき、前記切屑排出溝に面する前記外周刃は左ねじれ状態に形成されていることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載のラジアスエンドミル。
4. 前記底刃の半径方向中心付近における軸方向のすくい角は０°以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のラジアスエンドミル。
5. 前記底刃には前記切れ刃部を回転軸方向の端面側から見たときの半径方向外周側の端部から半径方向中心、もしくはその付近まで連続する複数本の親底刃と、この親底刃に前記工具本体の回転方向に間隔を置き、前記切れ刃部を軸方向の端面側から見たときの半径方向外周側の他の端部から半径方向中心側の中途まで連続する複数本の子底刃とがあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のラジアスエンドミル。

Images