JP2628796B2 - スローアウェイ式エンドミル - Google Patents
スローアウェイ式エンドミルInfo
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- B23C5/109—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft with removable cutting inserts
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- B23C5/2204—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert
- B23C5/2208—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert for plate-like cutting inserts
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- B23C2210/0442—Cutting angles positive
- B23C2210/045—Cutting angles positive axial rake angle
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ねじれ溝に沿って本
体外周に複数個のスローアウェイチップを切刃の回転軌
跡が本体の軸線方向に連続するように装着して構成され
るスローアウェイ式エンドミルに関する。
体外周に複数個のスローアウェイチップを切刃の回転軌
跡が本体の軸線方向に連続するように装着して構成され
るスローアウェイ式エンドミルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のエンドミルは、正ねじれ
（右回転工具は右ねじれ）の溝に沿って本体外周に菱形
のスローアウェイチップを定ピッチで配列してある。図
１１にその様子を部分的に示す。菱形のスローアウェイ
チップ２５は、正ねじれ溝２２の縁部に配置し、底面と
鋭角コーナ側の２側面を座溝２３の主座面と側部拘束面
で支え、皿ねじ２４で本体２１に止着してある。チップ
のすくい面は平面であり、アキシャルレーキ角θは全チ
ップとも同一になっている。
（右回転工具は右ねじれ）の溝に沿って本体外周に菱形
のスローアウェイチップを定ピッチで配列してある。図
１１にその様子を部分的に示す。菱形のスローアウェイ
チップ２５は、正ねじれ溝２２の縁部に配置し、底面と
鋭角コーナ側の２側面を座溝２３の主座面と側部拘束面
で支え、皿ねじ２４で本体２１に止着してある。チップ
のすくい面は平面であり、アキシャルレーキ角θは全チ
ップとも同一になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のこの種のエンドミルは、アキシャルレーキ角が全チッ
プとも同じになっているので、切削時の垂直分力が大き
く、工具振動（いわゆるビビリ）に大きな影響が出てい
る。この振動に関しては、切刃が本体の先端側から喰付
くことなども無視できない影響を及ぼしており、切削性
能の向上に限界を生じさせる結果を招いている。この発
明の第１の目的は、かかる課題を解決することにある。
のこの種のエンドミルは、アキシャルレーキ角が全チッ
プとも同じになっているので、切削時の垂直分力が大き
く、工具振動（いわゆるビビリ）に大きな影響が出てい
る。この振動に関しては、切刃が本体の先端側から喰付
くことなども無視できない影響を及ぼしており、切削性
能の向上に限界を生じさせる結果を招いている。この発
明の第１の目的は、かかる課題を解決することにある。
【０００４】また、上述した従来のエンドミルは、チッ
プの配列間隔を狭めると座溝間の壁厚Ｗが薄くなり、チ
ップの支持安定性が悪化して切刃が欠け易くなる。一
方、座壁の厚みＷを厚くすると後続刃による補完切削が
必要なため有効刃数が減って高能率加工が望めず、この
ように、切刃の保護と高能率加工が両立しないと云う課
題もある。また、チップをその厚み方向がエンドミルの
回転方向を向くいわゆる横置き配置にしているので、切
刃の強度を高め難く、また、切屑ポケットが深くなって
本体の剛性も低下する。この発明の第２の目的はかかる
課題も併せて解決することにある。
プの配列間隔を狭めると座溝間の壁厚Ｗが薄くなり、チ
ップの支持安定性が悪化して切刃が欠け易くなる。一
方、座壁の厚みＷを厚くすると後続刃による補完切削が
必要なため有効刃数が減って高能率加工が望めず、この
ように、切刃の保護と高能率加工が両立しないと云う課
題もある。また、チップをその厚み方向がエンドミルの
回転方向を向くいわゆる横置き配置にしているので、切
刃の強度を高め難く、また、切屑ポケットが深くなって
本体の剛性も低下する。この発明の第２の目的はかかる
課題も併せて解決することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明では、第１の目
的を達成するために、円柱状本体の先端外周に複数の逆
ねじれ溝を設け、その溝に沿って本体外周に山形状のす
くい面を持つスローアウェイチップを、山形状すくい面
を構成する２つの面のうち第１の面が５〜３５°の範囲
の正のアキシャルレーキ角、第２の面が第１の面と反対
方向にほぼ同角度傾く負のアキシャルレーキ角をもつ向
きに装着し、前記第１、第２の各面と本体外周側の逃げ
面との交差稜で回転方向前方に突出する山形の切刃を構
成する。
的を達成するために、円柱状本体の先端外周に複数の逆
ねじれ溝を設け、その溝に沿って本体外周に山形状のす
くい面を持つスローアウェイチップを、山形状すくい面
を構成する２つの面のうち第１の面が５〜３５°の範囲
の正のアキシャルレーキ角、第２の面が第１の面と反対
方向にほぼ同角度傾く負のアキシャルレーキ角をもつ向
きに装着し、前記第１、第２の各面と本体外周側の逃げ
面との交差稜で回転方向前方に突出する山形の切刃を構
成する。
【０００６】かかるエンドミルは、使用するスローアウ
ェイチップの形状を特定することによって第２の目的も
同時に達成できる。即ち、スローアウェイチップは同一
頂角をもつ山形状側面を相互間距離が等しい３つのノー
ズ間にそれぞれ形成したもの又はその山形状側面を平行
な２側面の両端間に１８０度背を向けて中心対称に形成
したものとし、略六角形のこのチップを山形状側面の１
つが上記山形状すくい面となる向きに配置し、このチッ
プの底面と正のアキシャルレーキ角のすくい面（第１の
面）に連なるものから数えて１番目と３番目の側面を本
体側の座溝で拘束すると、チップの安定した支持と有効
刃数の増加が可能になる。
ェイチップの形状を特定することによって第２の目的も
同時に達成できる。即ち、スローアウェイチップは同一
頂角をもつ山形状側面を相互間距離が等しい３つのノー
ズ間にそれぞれ形成したもの又はその山形状側面を平行
な２側面の両端間に１８０度背を向けて中心対称に形成
したものとし、略六角形のこのチップを山形状側面の１
つが上記山形状すくい面となる向きに配置し、このチッ
プの底面と正のアキシャルレーキ角のすくい面（第１の
面）に連なるものから数えて１番目と３番目の側面を本
体側の座溝で拘束すると、チップの安定した支持と有効
刃数の増加が可能になる。
【０００７】なお、正、負のアキシャルレーキ角は５度
程度までのずれならばほぼ等しい範囲として許容できる
が、同一角であるに越したことはない。
程度までのずれならばほぼ等しい範囲として許容できる
が、同一角であるに越したことはない。
【０００８】
【作用】すくい面が山形状になっていると、切削時に
正、負のアキシャルレーキ角をもつ切刃部に生じる垂直
分力が互いに打ち消されてほぼ０になり、ビビリの抑制
に対して有効に働く。また、山形状の切刃によると山の
頂点から切刃が被削材に喰付くので切屑が折れ易くな
り、さらに、切屑厚みが変化して切削の剪断振動が干渉
し合うため、これによる消振作用も生まれる。
正、負のアキシャルレーキ角をもつ切刃部に生じる垂直
分力が互いに打ち消されてほぼ０になり、ビビリの抑制
に対して有効に働く。また、山形状の切刃によると山の
頂点から切刃が被削材に喰付くので切屑が折れ易くな
り、さらに、切屑厚みが変化して切削の剪断振動が干渉
し合うため、これによる消振作用も生まれる。
【０００９】さらに、逆ねじれ溝に沿ったチップ配列に
より、切刃の喰付が先端側に比べて撓み難い本体の取付
部側（後部側）から開始され、このこともビビリの抑制
に効果を奏する。
より、切刃の喰付が先端側に比べて撓み難い本体の取付
部側（後部側）から開始され、このこともビビリの抑制
に効果を奏する。
【００１０】このほか、山形状切刃による切屑は、折れ
易くなる上に、中凹状の湾曲した形になり直進性を有す
るため、すくい面からすぐに離れて円滑に排出される。
そのため、溶着が少なく、切削抵抗と切削熱も下がり、
すくい面摩耗も減少する。
易くなる上に、中凹状の湾曲した形になり直進性を有す
るため、すくい面からすぐに離れて円滑に排出される。
そのため、溶着が少なく、切削抵抗と切削熱も下がり、
すくい面摩耗も減少する。
【００１１】次に、請求項２で特定した略六角形のスロ
ーアウェイチップを用いると座溝の側面拘束部が鋭角の
くさび溝となる。そのため、多方向からチップに働く力
をもれなく受けることができ、また、有効刃数を増やす
ために同列の隣合うチップを充分に近づけても座壁は薄
くならず、不足のない強度が得られる。また、この略六
角形のスローアウェイチップを、その厚み方向がエンド
ミルの半径方向を向くいわゆる縦置き配置にしているた
め、切削荷重に対してチップが高剛性を発揮し、切刃が
欠け難くなる。また、縦置き配置により切屑ポケットの
深さが浅くなるので本体剛性も高まり、これも高性能化
（加工の安定化）の効果をもたらす。
ーアウェイチップを用いると座溝の側面拘束部が鋭角の
くさび溝となる。そのため、多方向からチップに働く力
をもれなく受けることができ、また、有効刃数を増やす
ために同列の隣合うチップを充分に近づけても座壁は薄
くならず、不足のない強度が得られる。また、この略六
角形のスローアウェイチップを、その厚み方向がエンド
ミルの半径方向を向くいわゆる縦置き配置にしているた
め、切削荷重に対してチップが高剛性を発揮し、切刃が
欠け難くなる。また、縦置き配置により切屑ポケットの
深さが浅くなるので本体剛性も高まり、これも高性能化
（加工の安定化）の効果をもたらす。
【００１２】
【実施例】図１乃至図５にこの発明のエンドミルの一具
体例を示す。図に示すように、円柱状本体１の先端側外
周に逆ねじれ溝（図は右回転のエンドミルであるので左
ねじれ溝）２を周方向に定間隔で複数設けてある。そし
て、このねじれ溝にスローアウェイチップ５を嵌め、そ
のチップを中心孔５ｅ（図４参照）に通した皿ねじ４で
本体１に固定してある。
体例を示す。図に示すように、円柱状本体１の先端側外
周に逆ねじれ溝（図は右回転のエンドミルであるので左
ねじれ溝）２を周方向に定間隔で複数設けてある。そし
て、このねじれ溝にスローアウェイチップ５を嵌め、そ
のチップを中心孔５ｅ（図４参照）に通した皿ねじ４で
本体１に固定してある。
【００１３】スローアウェイチップ５は、図３及び図４
に示すように、相互間距離が等しい３つのノーズ間に面
５ａと５ｂから成る山形状の側面５ｃをそれぞれ有して
おり、上面５ｄと山形状側面５ｃの交差稜が切刃６とし
て使用される。このチップは側面を上面に鋭角に交わら
せたポジティブ形チップである。
に示すように、相互間距離が等しい３つのノーズ間に面
５ａと５ｂから成る山形状の側面５ｃをそれぞれ有して
おり、上面５ｄと山形状側面５ｃの交差稜が切刃６とし
て使用される。このチップは側面を上面に鋭角に交わら
せたポジティブ形チップである。
【００１４】このスローアウェイチップ５は、図３に示
す向き、即ち、面５ａがθの正のアキシャルレーキ角を
もつすくい面、面５ｂがθの負のアキシャルレーキ角を
もつすくい面となる向きに装着される。このときのθの
値は５〜３５度が好ましい。山形状側面５ｃの山の頂角
αを１１０〜１７０度にすれば、θはその好数値内に収
まる。
す向き、即ち、面５ａがθの正のアキシャルレーキ角を
もつすくい面、面５ｂがθの負のアキシャルレーキ角を
もつすくい面となる向きに装着される。このときのθの
値は５〜３５度が好ましい。山形状側面５ｃの山の頂角
αを１１０〜１７０度にすれば、θはその好数値内に収
まる。
【００１５】本体側の座溝３は、スローアウェイチップ
の底面と正のアキシャルレーキ角をもつ面５ａに連なる
ものから数えて１番目と３番目の側面５ｂ、５ｂを支え
るようにしてある。このため、座溝３がβ（＜９０度）
のくさび角をもつことになり、座壁７の厚みも厚くなっ
てチップの支持安定性が良くなる。また、そのために座
溝間の距離を縮めて隣合うチップを図のように本体軸方
向にＬの範囲でオーバラップ配置にすることも可能にな
る。この場合、同列のチップのみで切刃の軌跡が本体の
軸線方向に連続する。このため、後続刃を補完切削にま
わす必要がなく、有効刃数が最大限に増すが、オーバラ
ップ量Ｌがあまり大きいと座壁７の強度に影響する。逆
に少しぐらいなら隣接チップが離間していても有効刃数
には大した影響が出ない。これを考えると、オーバラッ
プ量Ｌは２ｍｍ以下、離間量は２ｍｍ以下が好ましい。
の底面と正のアキシャルレーキ角をもつ面５ａに連なる
ものから数えて１番目と３番目の側面５ｂ、５ｂを支え
るようにしてある。このため、座溝３がβ（＜９０度）
のくさび角をもつことになり、座壁７の厚みも厚くなっ
てチップの支持安定性が良くなる。また、そのために座
溝間の距離を縮めて隣合うチップを図のように本体軸方
向にＬの範囲でオーバラップ配置にすることも可能にな
る。この場合、同列のチップのみで切刃の軌跡が本体の
軸線方向に連続する。このため、後続刃を補完切削にま
わす必要がなく、有効刃数が最大限に増すが、オーバラ
ップ量Ｌがあまり大きいと座壁７の強度に影響する。逆
に少しぐらいなら隣接チップが離間していても有効刃数
には大した影響が出ない。これを考えると、オーバラッ
プ量Ｌは２ｍｍ以下、離間量は２ｍｍ以下が好ましい。
【００１６】このほか、山形状側面５ｃの頂角部は、当
該部の刃先強度を上げるためにＲ面としておくのが望ま
しい。
該部の刃先強度を上げるためにＲ面としておくのが望ま
しい。
【００１７】８は、本体１の最先端に装着する底刃用の
スローアウェイチップである。
スローアウェイチップである。
【００１８】本実施例では、図５に示すような対向２辺
に丸みのついた菱形ポジティブチップを使用し、上面８
ａと側面８ｂ間の稜と側面８ｂ、８ｃ間の稜で切刃を構
成している。
に丸みのついた菱形ポジティブチップを使用し、上面８
ａと側面８ｂ間の稜と側面８ｂ、８ｃ間の稜で切刃を構
成している。
【００１９】図６乃至図９は他の実施例である。このエ
ンドミルに用いたスローアウェイチップ１５は、平行な
２側面５ｆ、５ｆの両端間に面５ａと５ｂから成る山形
状側面５ｃを１８０度背を向けて形成した形になってい
る。この場合もチップは六角形であり、図９に示すよう
にくさび角βのついた座溝３で底面と２つの側面５ｆ、
５ａを支持しているため、図１のエンドミルと同様の作
用、効果が得られる。
ンドミルに用いたスローアウェイチップ１５は、平行な
２側面５ｆ、５ｆの両端間に面５ａと５ｂから成る山形
状側面５ｃを１８０度背を向けて形成した形になってい
る。この場合もチップは六角形であり、図９に示すよう
にくさび角βのついた座溝３で底面と２つの側面５ｆ、
５ａを支持しているため、図１のエンドミルと同様の作
用、効果が得られる。
【００２０】スローアウェイチップ１５は、山形状側面
をＶ形に凹ませて４コーナ使いにしてあるが、２コーナ
を切刃とする形状であってもよい。
をＶ形に凹ませて４コーナ使いにしてあるが、２コーナ
を切刃とする形状であってもよい。
【００２１】１８は、底刃用のスローアウェイチップで
あって、上面と側面の交差稜を円弧にし、これを切刃と
している。
あって、上面と側面の交差稜を円弧にし、これを切刃と
している。
【００２２】なお、実施例はいずれも一般的な右回転の
エンドミルである。左回転のエンドミルはねじれ溝２を
右ねじれにしてその溝の回転方向後方側のエッジ部に上
述した如きスローアウェイチップを装着すればよい。
エンドミルである。左回転のエンドミルはねじれ溝２を
右ねじれにしてその溝の回転方向後方側のエッジ部に上
述した如きスローアウェイチップを装着すればよい。
【００２３】以下に、本発明品と従来品の切削抵抗につ
いての比較実験結果を記す。本発明品は図１に示す形状
のものであって、山形状すくい面のアキシャルレーキ角
θは正負各１５度にしてある。また、チップのオーバラ
ップ量Ｌは１．０ｍｍとし、同列のチップのみで切刃の
軌跡が本体軸方向に連続するようにしてある。
いての比較実験結果を記す。本発明品は図１に示す形状
のものであって、山形状すくい面のアキシャルレーキ角
θは正負各１５度にしてある。また、チップのオーバラ
ップ量Ｌは１．０ｍｍとし、同列のチップのみで切刃の
軌跡が本体軸方向に連続するようにしてある。
【００２４】実験は、５０mm径のエンドミルで、厚み
（図１０のｈ）８mmの被削材（Ｓ５０Ｃ）を回転数＝５
００ｒｐｍ、送り＝０．２５mm／刃、径方向切込み５mm
の条件で削り、このときのＸ分力（送り分力）、Ｙ分力
（背分力）、Ｚ分力（垂直分力）を調べた。図１０のグ
ラフがそのデータを示している。これから判るように、
本発明品と従来品にはＺ分力に明確な差が出ている。即
ち、従来品はＺ分力が一方向にのみ働いているが、本発
明品では互いに打ち消し合う逆向きのＺ分力が生じてい
る。
（図１０のｈ）８mmの被削材（Ｓ５０Ｃ）を回転数＝５
００ｒｐｍ、送り＝０．２５mm／刃、径方向切込み５mm
の条件で削り、このときのＸ分力（送り分力）、Ｙ分力
（背分力）、Ｚ分力（垂直分力）を調べた。図１０のグ
ラフがそのデータを示している。これから判るように、
本発明品と従来品にはＺ分力に明確な差が出ている。即
ち、従来品はＺ分力が一方向にのみ働いているが、本発
明品では互いに打ち消し合う逆向きのＺ分力が生じてい
る。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明のエンドミ
ルは、スローアウェイチップのすくい面に、正、負ほぼ
等しいアキシャルレーキ角をつけて切削時の垂直分力、
剪断振動を小さくすると共に、ねじれ溝を逆ねじれにし
て切刃の喰付きが撓みの少ない本体の後部側から進行す
るようにしたので、切削中の振動が小さくなって切削性
能が向上する。
ルは、スローアウェイチップのすくい面に、正、負ほぼ
等しいアキシャルレーキ角をつけて切削時の垂直分力、
剪断振動を小さくすると共に、ねじれ溝を逆ねじれにし
て切刃の喰付きが撓みの少ない本体の後部側から進行す
るようにしたので、切削中の振動が小さくなって切削性
能が向上する。
【００２６】特に、チップ形状を略六角形にし、くさび
角のついた座溝でこれを受けるようにしたものは、チッ
プの支持安定性の確保と有効刃数の増加の両立、切刃強
度の向上、切屑ポケット深さを浅くすることによる本体
剛性の向上も同時に実現できるため高速、高送りの加工
が可能となり、加工能率の向上、加工コストの削減等に
つながると云う効果がある。
角のついた座溝でこれを受けるようにしたものは、チッ
プの支持安定性の確保と有効刃数の増加の両立、切刃強
度の向上、切屑ポケット深さを浅くすることによる本体
剛性の向上も同時に実現できるため高速、高送りの加工
が可能となり、加工能率の向上、加工コストの削減等に
つながると云う効果がある。
【図１】実施例の側面図
【図２】図１のエンドミルの正面図
【図３】図１のエンドミルのチップ配列を展開して示す
図
図
【図４】図１のエンドミルに用いた外周スローアウェイ
チップの斜視図
チップの斜視図
【図５】図１のエンドミルに用いた先端スローアウェイ
チップの斜視図
チップの斜視図
【図６】他の実施例の側面図
【図７】図６のエンドミルの正面図
【図８】図６のエンドミルのチップ配列を展開して示す
図
図
【図９】図６のエンドミルに用いた外周スローアウェイ
チップの斜視図
チップの斜視図
【図１０】切削抵抗の比較実験データを示す図
【図１１】従来のエンドミルの一部を示す図
【符号の説明】 １、２１ 本体 ２ 逆ねじれ溝 ３、２３ 座溝 ４、２４ 皿ねじ ５、８、１５、１８、２５ スローアウェイチップ ５ａ、５ｂ、５ｆ、８ｂ、８ｃ 側面 ５ｃ 山形状側面 ５ｄ、８ａ 上面 ６、２６ 切刃 ７ 座壁 ２２ 正ねじれ溝 θ アキシャルレーキ角 α 山の頂角 β 座溝３のくさび角
Claims (3)
- 【請求項１】 円柱状本体の先端外周に複数の逆ねじれ
溝を設け、その溝に沿って本体外周に山形状のすくい面
を持つスローアウェイチップを、山形状すくい面を構成
する２つの面のうち第１の面が５〜３５°の範囲の正の
アキシャルレーキ角、第２の面が第１の面と反対方向に
ほぼ同角度傾く負のアキシャルレーキ角をもつ向きにし
て所定ピッチで配列し、本体側の座溝部に着脱自在に装
着して前記第１、第２の各面と本体外周側の逃げ面との
交差稜で、回転方向前方に突出する山形の切刃を構成し
てあるスローアウェイ式エンドミル。 - 【請求項２】 上記スローアウェイチップは、頂角が１
１０〜１７０度の範囲内にある同一形状の山形状側面を
相互間距離が等しい３つのノーズ間にそれぞれ形成した
もの又はその山形状側面を平行な２側面の両端間に１８
０度背を向けて中心対称に形成したものとし、略六角形
のこのチップを山形状側面の１つが上記山形状すくい面
となる向きに配置し、このチップの底面と正のアキシャ
ルレーキ角のすくい面（第１の面）に連なるものから数
えて１番目と３番目の側面を本体側の座溝で拘束するよ
うにしてある請求項１記載のスローアウェイ式エンドミ
ル。 - 【請求項３】 同一ねじれ溝に沿うスローアウェイチッ
プを、隣合うものが本体の軸方向に２ｍｍ以下の範囲で
オーバラップするか又は２ｍｍ以下の範囲で離間する状
態に配列した請求項２記載のスローアウェイ式エンドミ
ル。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3035927A JP2628796B2 (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | スローアウェイ式エンドミル |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3035927A JP2628796B2 (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | スローアウェイ式エンドミル |
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ID=12455672
Family Applications (1)
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| JP (1) | JP2628796B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101618393B1 (ko) | 2009-03-06 | 2016-05-18 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 절삭 인서트 및 인서트 착탈식 절삭 공구 |
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-
1991
- 1991-03-01 JP JP3035927A patent/JP2628796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
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| KR101618393B1 (ko) | 2009-03-06 | 2016-05-18 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 절삭 인서트 및 인서트 착탈식 절삭 공구 |
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|---|---|
| JPH04275816A (ja) | 1992-10-01 |
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