JP3113317B2 - ボールエンドミル及びその製造方法 - Google Patents
ボールエンドミル及びその製造方法Info
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- JP3113317B2 JP3113317B2 JP03160157A JP16015791A JP3113317B2 JP 3113317 B2 JP3113317 B2 JP 3113317B2 JP 03160157 A JP03160157 A JP 03160157A JP 16015791 A JP16015791 A JP 16015791A JP 3113317 B2 JP3113317 B2 JP 3113317B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- end mill
- cutting
- groove
- ball end
- cutting edge
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
- B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
- B23C5/1009—Ball nose end mills
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼や鋳鉄類の平面又は曲
面加工に用いるボールエンドミル及びその製造方法に関
するものである。
面加工に用いるボールエンドミル及びその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
ボールエンドミルは、円弧状切刃の回転中心軸近傍の切
削速度が零に近づくことから、切刃と被切削材間で摩擦
現象が発生して切刃の摩耗が早く、しかも構成刃先の発
生が容易なため過切込み及び構成刃先の脱落から切刃が
欠損するという問題があった。これらの対策として、各
切刃を該円弧状切刃の回転中心軸からずらすことにより
非切削領域を生成し、該円弧状切刃の回転中心軸近傍で
の切刃の摩耗の進行及び欠損を防止している（実開昭６
１−１４１０１４号、実公平１−１２８９３号参照）。
しかし、これらにおいては、各切刃を円弧状切刃の回転
中心軸からずらすことにより、各該切刃の回転中心軸側
の端部が切削仕上げ面に切削痕を残すという実用上解決
すべき問題を有する。
ボールエンドミルは、円弧状切刃の回転中心軸近傍の切
削速度が零に近づくことから、切刃と被切削材間で摩擦
現象が発生して切刃の摩耗が早く、しかも構成刃先の発
生が容易なため過切込み及び構成刃先の脱落から切刃が
欠損するという問題があった。これらの対策として、各
切刃を該円弧状切刃の回転中心軸からずらすことにより
非切削領域を生成し、該円弧状切刃の回転中心軸近傍で
の切刃の摩耗の進行及び欠損を防止している（実開昭６
１−１４１０１４号、実公平１−１２８９３号参照）。
しかし、これらにおいては、各切刃を円弧状切刃の回転
中心軸からずらすことにより、各該切刃の回転中心軸側
の端部が切削仕上げ面に切削痕を残すという実用上解決
すべき問題を有する。
【０００３】又別の対策としてチゼル部を含む回転中心
に切刃を形成せず、切削速度が零になる切刃部分をなく
し、先端球面と切刃除去部の境界部分に適当なＲ付けを
行ない、その部分の耐欠損性を向上させている例もある
が、生産技術上非常に困難である。さらに、高能率加工
のためには送り速度を上げる必要があるが、送り速度を
上げるにしても１切刃の負荷にも自ずと限界があり、そ
の対策としては刃数を増やす必要があるが、このような
複数刃のボールエンドミルには前記のようなＲ付けは適
用不可能である。
に切刃を形成せず、切削速度が零になる切刃部分をなく
し、先端球面と切刃除去部の境界部分に適当なＲ付けを
行ない、その部分の耐欠損性を向上させている例もある
が、生産技術上非常に困難である。さらに、高能率加工
のためには送り速度を上げる必要があるが、送り速度を
上げるにしても１切刃の負荷にも自ずと限界があり、そ
の対策としては刃数を増やす必要があるが、このような
複数刃のボールエンドミルには前記のようなＲ付けは適
用不可能である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したよう
に、ボールエンドミルの球面状切刃の回転中心軸近傍の
切削速度が零に近づくことに起因して発生する切刃の摩
耗及び欠損、さらにこれらに起因して発生する仕上げ面
粗さの劣化を防止した改良されたボールエンドミル及び
その製造方法を提供するもので、その第１の特徴は、シ
ャンク本体の端部に正面側を切削する先端球面部及び側
面を切削する外周部に複数の切刃を具え、先端球面部の
チゼル部を含む中心領域に全幅が約１mm、80〜 150°の
開き角をもつＶ溝形状の凹部を形成したボールエンドミ
ルにある。そして、本発明の第２の特徴は、凹部を形成
するＶ溝の開き角の１／２の半角をもったダイヤモンド
砥石を、エンドミル軸心と砥石回転軸を直角に配しエン
ドミルの軸心側へ切込むことによりＶ溝の半分を研削
し、エンドミルを順次回転させながら先端球面部の中心
にＶ溝形状の凹部を形成するボールエンドミルの製造方
法にある。
に、ボールエンドミルの球面状切刃の回転中心軸近傍の
切削速度が零に近づくことに起因して発生する切刃の摩
耗及び欠損、さらにこれらに起因して発生する仕上げ面
粗さの劣化を防止した改良されたボールエンドミル及び
その製造方法を提供するもので、その第１の特徴は、シ
ャンク本体の端部に正面側を切削する先端球面部及び側
面を切削する外周部に複数の切刃を具え、先端球面部の
チゼル部を含む中心領域に全幅が約１mm、80〜 150°の
開き角をもつＶ溝形状の凹部を形成したボールエンドミ
ルにある。そして、本発明の第２の特徴は、凹部を形成
するＶ溝の開き角の１／２の半角をもったダイヤモンド
砥石を、エンドミル軸心と砥石回転軸を直角に配しエン
ドミルの軸心側へ切込むことによりＶ溝の半分を研削
し、エンドミルを順次回転させながら先端球面部の中心
にＶ溝形状の凹部を形成するボールエンドミルの製造方
法にある。
【０００５】
【実施例】図１は本発明のボールエンドミルの実施例の
側面図、図２の（イ）は上記ボールエンドミルの先端球
面部の正面図、図２の（ロ）は上記先端球面部に形成し
たＶ溝形状凹部の拡大図である。図面に示すように、シ
ャンク本体１の端部には、正面側を切削する先端球面部
切刃２と、側面を切削する外周部切刃３が設けられてお
り、これら切刃は複数の切刃から成っている。そして、
チゼル部を含む回転中心には切刃を形成せず、その中心
にはチゼル部を含む領域に工具の回転中心軸に垂直な方
向からみてＶ溝形状の凹部４を形成してある。
側面図、図２の（イ）は上記ボールエンドミルの先端球
面部の正面図、図２の（ロ）は上記先端球面部に形成し
たＶ溝形状凹部の拡大図である。図面に示すように、シ
ャンク本体１の端部には、正面側を切削する先端球面部
切刃２と、側面を切削する外周部切刃３が設けられてお
り、これら切刃は複数の切刃から成っている。そして、
チゼル部を含む回転中心には切刃を形成せず、その中心
にはチゼル部を含む領域に工具の回転中心軸に垂直な方
向からみてＶ溝形状の凹部４を形成してある。
【０００６】上記Ｖ溝形状の凹部４は、図２の（ロ）に
詳細を示しているが、その形状、大きさによって切削性
能、特に切刃欠損に起因する仕上げ面の劣化に敏感に影
響するため限定する必要がある。開き角θは８０〜１５
０゜、望ましくは１００〜１４０゜の範囲に設定し、開
き幅ｌはその大きさによって加工誤差が左右されるた
め、中心からの振分けｌ１、ｌ２誤差が０．０５ｍｍ以
下で、全幅は約１ｍｍに設定する必要がある。ここで、
Ｖ溝形状の凹部の全幅を約１ｍｍとしたのは、大きくな
るとボールエンドミルの先端球面部の形状精度がくず
れ、加工後の所定精度の維持が困難となり、これより小
さくするとエンドミルのＶ溝形状凹部の形成が困難とな
るためである。又Ｖ溝形状の凹部の開き角を８０〜１５
０゜としたのは、後述する実験結果に基づくものであ
る。
詳細を示しているが、その形状、大きさによって切削性
能、特に切刃欠損に起因する仕上げ面の劣化に敏感に影
響するため限定する必要がある。開き角θは８０〜１５
０゜、望ましくは１００〜１４０゜の範囲に設定し、開
き幅ｌはその大きさによって加工誤差が左右されるた
め、中心からの振分けｌ１、ｌ２誤差が０．０５ｍｍ以
下で、全幅は約１ｍｍに設定する必要がある。ここで、
Ｖ溝形状の凹部の全幅を約１ｍｍとしたのは、大きくな
るとボールエンドミルの先端球面部の形状精度がくず
れ、加工後の所定精度の維持が困難となり、これより小
さくするとエンドミルのＶ溝形状凹部の形成が困難とな
るためである。又Ｖ溝形状の凹部の開き角を８０〜１５
０゜としたのは、後述する実験結果に基づくものであ
る。
【０００７】上述のような切刃２と外周部切刃３を設け
たシャンク本体１の端部にＶ溝形状の凹部を形成するに
際し、図３（イ）に示すような砥石１１を用いてＶ溝形
状凹部４を一発加工すると、どうしても図４に示すよう
な偏心量Ｃが生じ易く、その結果として両方のエッジＰ
１、Ｐ２の高さが揃わなくなり、段差Ｄが生じ、工具の
切削性能を著しく損なう。本発明においては、これを防
ぐため、図３の（ロ）に示すような方法を用いる。即
ち、Ｖ溝の開き角θの１／２、つまり４０〜７５゜の半
角をもったストレート形又は図３（ハ）に示すようなＶ
溝開口端にｒ形状を形成するためｒ部を有する例えばダ
イヤモンド砥石１２又は１３をエンドミル軸心と砥石回
転軸を直角に配し、エンドミルの軸心側へ回転させて切
込むことによりＶ溝の半分を研削し、ついでエンドミル
を順次回転させながら先端球面部の中心にＶ溝形状の凹
部を形成していく方法である。このような方法によると
きは、両方のエッジＰ１、Ｐ２の高低差を０．０２ｍｍ
以下の高精度に管理することが出来る。
たシャンク本体１の端部にＶ溝形状の凹部を形成するに
際し、図３（イ）に示すような砥石１１を用いてＶ溝形
状凹部４を一発加工すると、どうしても図４に示すよう
な偏心量Ｃが生じ易く、その結果として両方のエッジＰ
１、Ｐ２の高さが揃わなくなり、段差Ｄが生じ、工具の
切削性能を著しく損なう。本発明においては、これを防
ぐため、図３の（ロ）に示すような方法を用いる。即
ち、Ｖ溝の開き角θの１／２、つまり４０〜７５゜の半
角をもったストレート形又は図３（ハ）に示すようなＶ
溝開口端にｒ形状を形成するためｒ部を有する例えばダ
イヤモンド砥石１２又は１３をエンドミル軸心と砥石回
転軸を直角に配し、エンドミルの軸心側へ回転させて切
込むことによりＶ溝の半分を研削し、ついでエンドミル
を順次回転させながら先端球面部の中心にＶ溝形状の凹
部を形成していく方法である。このような方法によると
きは、両方のエッジＰ１、Ｐ２の高低差を０．０２ｍｍ
以下の高精度に管理することが出来る。
【０００８】
【試作例】全長１００ｍｍ、外径２０ｍｍ、切刃枚数４
枚、中心部のＶ溝形状凹部の開き角が８０゜、１２０
゜、１４０゜の本発明のボールエンドミルを試作した。
形成材料は、ヘッド部が重量比でＴｉＣ３８％、ＴｉＮ
１４％、ＴａＮ１２％を主成分とするサーメット、シャ
ンク本体がＷＣ９４．５％、Ｃｏ５．５％の組成で抗折
力２０５ｋｇ／ｍｍ２、ヤング率６３×１０３ｋｇ／ｍ
ｍ２の超硬合金である。又比較品として、形状及び材質
は前記本発明品と同様で、中心部のＶ溝形状凹部の開き
角が６０゜のボールエンドミル、中心部のＶ溝形状凹部
の開き角が６０゜で、Ｒ０．５付きのボールエンドミル
及び開き角が１６０゜の３種類を試作した。これら５種
類のボールエンドミルを用いて平面加工を行ない、仕上
げ面の粗さの比較を行った。その結果は表１に示す通り
である。
枚、中心部のＶ溝形状凹部の開き角が８０゜、１２０
゜、１４０゜の本発明のボールエンドミルを試作した。
形成材料は、ヘッド部が重量比でＴｉＣ３８％、ＴｉＮ
１４％、ＴａＮ１２％を主成分とするサーメット、シャ
ンク本体がＷＣ９４．５％、Ｃｏ５．５％の組成で抗折
力２０５ｋｇ／ｍｍ２、ヤング率６３×１０３ｋｇ／ｍ
ｍ２の超硬合金である。又比較品として、形状及び材質
は前記本発明品と同様で、中心部のＶ溝形状凹部の開き
角が６０゜のボールエンドミル、中心部のＶ溝形状凹部
の開き角が６０゜で、Ｒ０．５付きのボールエンドミル
及び開き角が１６０゜の３種類を試作した。これら５種
類のボールエンドミルを用いて平面加工を行ない、仕上
げ面の粗さの比較を行った。その結果は表１に示す通り
である。
【０００９】試験に用いた機械、切削条件等は次の通り
である。 機械：縦型マシニングセンター ５．５ｋｗ 切削条件：Ｎ ４０００ｒｐｍ Ｖ（外周部）７０ｍ／ｍｉｎ Ｆ ２４００ｍｍ／ｍｉｎ 切込み ０．４ｍｍ ピックフィード ０．５ 乾式切削
である。 機械：縦型マシニングセンター ５．５ｋｗ 切削条件：Ｎ ４０００ｒｐｍ Ｖ（外周部）７０ｍ／ｍｉｎ Ｆ ２４００ｍｍ／ｍｉｎ 切込み ０．４ｍｍ ピックフィード ０．５ 乾式切削
【００１０】
【表１】
【００１１】表１からもわかるように、本発明品はＲな
しであるが、切削後の状況をみてみるとボールエンドミ
ルの頂部には摩耗によると思われるＲが自然発生的に形
成されている。又切削面粗さの変化をみてみると、初期
はさ程良くないが、切削面積の増加に伴い、粗さが順次
向上しているが、これは上記摩耗の進行がＲの形に寄与
していると考えてよい。これに対してＶ溝形状凹部の開
き角６０゜でＲなしのものは、最初の測定で切刃が大き
く欠けて実験が続けられなかった。又Ｒ付きのものは良
好な面粗さであるが、工具の生産技術面で非常に困難で
ある。さらに１６０゜のものは切刃につまりが生じ、実
験が続けられなかった。
しであるが、切削後の状況をみてみるとボールエンドミ
ルの頂部には摩耗によると思われるＲが自然発生的に形
成されている。又切削面粗さの変化をみてみると、初期
はさ程良くないが、切削面積の増加に伴い、粗さが順次
向上しているが、これは上記摩耗の進行がＲの形に寄与
していると考えてよい。これに対してＶ溝形状凹部の開
き角６０゜でＲなしのものは、最初の測定で切刃が大き
く欠けて実験が続けられなかった。又Ｒ付きのものは良
好な面粗さであるが、工具の生産技術面で非常に困難で
ある。さらに１６０゜のものは切刃につまりが生じ、実
験が続けられなかった。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工具の回転中心軸近傍の切削速度が零に近づくことに起
因して発生する切刃の摩耗及び欠損を防止し、良好な仕
上げ面が得られる。従って、特に仕上げ面精度の厳しい
金型等の加工に利用すると効果的である。
工具の回転中心軸近傍の切削速度が零に近づくことに起
因して発生する切刃の摩耗及び欠損を防止し、良好な仕
上げ面が得られる。従って、特に仕上げ面精度の厳しい
金型等の加工に利用すると効果的である。
【図１】本発明のボールエンドミルの実施例の側面図で
ある。
ある。
【図２】（イ）は図１のボールエンドミルの先端球面部
の正面図、（ロ）は先端球面部に形成したＶ溝形状凹部
の拡大図である。
の正面図、（ロ）は先端球面部に形成したＶ溝形状凹部
の拡大図である。
【図３】Ｖ溝形状凹部の形成方法の説明図で、（イ）は
従来例、（ロ）は本発明の方法である。
従来例、（ロ）は本発明の方法である。
【図４】図３の（イ）によるＶ溝形状凹部の形成方法の
問題点の説明図である。
問題点の説明図である。
１ シャンク本体 ２ 先端球面部切刃 ３ 外周部切刃 ４ Ｖ溝形状凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍵谷 夕 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住 友電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 松岡 和彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 大庫 和孝 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 内藤 国雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 実開 平３−33016（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23C 5/10 B24B 3/00
Claims (2)
- 【請求項１】 シャンク本体の端部に、正面側を切削す
る先端球面部及び側面を切削する外周部に複数の切刃を
具え、先端球面部のチゼル部を含む中心領域に全幅が約
１mm、80〜 150°の開き角をもつＶ溝形状の凹部を形成
したことを特徴とするボールエンドミル。 - 【請求項２】 凹部を形成するＶ溝の開き角の１／２の
半角をもったダイヤモンド砥石を、エンドミル軸心と砥
石回転軸を直角に配しエンドミルの軸心側へ切込むこと
によりＶ溝の半分を研削し、エンドミルを順次回転させ
ながら先端球面部の中心にＶ溝形状の凹部を形成するこ
とを特徴とするボールエンドミルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03160157A JP3113317B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | ボールエンドミル及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03160157A JP3113317B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | ボールエンドミル及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04310310A JPH04310310A (ja) | 1992-11-02 |
| JP3113317B2 true JP3113317B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=15709105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03160157A Expired - Fee Related JP3113317B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | ボールエンドミル及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113317B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002187011A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-02 | Osg Corp | 多刃ボールエンドミル |
| JP5402412B2 (ja) * | 2009-08-31 | 2014-01-29 | 三菱マテリアル株式会社 | ボールエンドミル及び刃先交換式ボールエンドミル用インサート |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP03160157A patent/JP3113317B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04310310A (ja) | 1992-11-02 |
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